KR102293148B1 - Biomarker for early diagnosing diabetes and use thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 당뇨 조기진단을 위한 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 당뇨 조기진단을 위한 NGF-β바이오마커, 상기 바이오마커를 이용한 당뇨 조기진단용 조성물, 진단 키트 및 당뇨 조기진단에 필요한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 당뇨 조기 진단을 위한 NGF-β 바이오마커는 특이적으로 당뇨 전단계에서 정상개체에 비해 발현이 감소하는 것을 확인하였으므로, 당뇨 조기 진단에 유용하게 사용할 수 있다.
The present invention relates to a biomarker for early diagnosis of diabetes and its use, and more particularly, to an NGF-β biomarker for early diagnosis of diabetes, a composition for early diagnosis of diabetes using the biomarker, a diagnostic kit, and necessary for early diagnosis of diabetes How to provide information.
Since it was confirmed that the expression of the NGF-β biomarker for early diagnosis of diabetes of the present invention is specifically decreased compared to that of normal subjects in the pre-diabetes stage, it can be usefully used for early diagnosis of diabetes.

Description

당뇨 조기진단을 위한 바이오마커 및 이의 용도{Biomarker for early diagnosing diabetes and use thereof}Biomarker for early diagnosis of diabetes and use thereof

본 발명은 당뇨 조기진단을 위한 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 당뇨 조기진단을 위한 NGF-β바이오마커, 상기 바이오마커를 이용한 당뇨 조기진단용 조성물, 진단 키트 및 당뇨 조기진단에 필요한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker for early diagnosis of diabetes and its use, and more particularly, an NGF-β biomarker for early diagnosis of diabetes, a composition for early diagnosis of diabetes using the biomarker, a diagnostic kit, and necessary for early diagnosis of diabetes How to provide information.

당뇨병(糖尿病; diabetes mellitus)은 인슐린 분비 또는 인슐린 작용의 결함에 의해 나타나는 고혈당을 특징으로 하는 대사성 질환으로 인슐린이 부족하거나 표적세포에서 인슐린의 생물학적 효과가 감소됨으로써 발생하게 되어 장기간 지속됨으로써 신부전과 같은 합병증을 동반하는 만성 퇴행성 질환이다.Diabetes mellitus (糖尿病; diabetes mellitus) is a metabolic disease characterized by hyperglycemia caused by defects in insulin secretion or insulin action. It is a chronic degenerative disease accompanied by

특히, 제2형 당뇨병은 운동부족, 비만 또는 스트레스 등에 의한 후천적 요인으로 인슐린의 분비 조절은 원활하나 인슐린이 제기능을 하지 못하여 혈당 조절이 실패하는 경우 발생한다.In particular, type 2 diabetes occurs when the blood sugar control fails because insulin secretion is smooth but insulin does not function properly due to acquired factors caused by lack of exercise, obesity, or stress.

현재 급속한 경제발전에 따른 식생활의 변화로 당뇨병 유병율은 해마다 증가하여 국내의 경우 약 5 ~ 10%에 달하고 있으며, 2005년 통계 기준으로 당뇨병 환자는 400만 명을 넘어서 인구 100명 중 83명이며, 2025년에는 약 680만 명으로 늘어날 것으로 추산된다(대한당뇨정보센터, 2005년) 당뇨병은 전 세계적으로 3번째로 심각한 질병이며 우리나라에서도 사망원인 4위의 질병이고 다양한 합병증으로 인해 수명이 5 ~ 10년 정도 단축되게 된다.Currently, the prevalence of diabetes is increasing year by year due to changes in diet according to rapid economic development, reaching about 5 to 10% in Korea. As of 2005, the number of diabetic patients exceeded 4 million, 83 out of 100, and by 2025. It is estimated that the number will increase to about 6.8 million in the next year (Korea Diabetes Information Center, 2005) Diabetes is the third most serious disease worldwide and the fourth leading cause of death in Korea. will be shortened to some extent.

이러한 급격한 유병률의 증가는 영양 상태의 개선과 운동의 부족 등 환경적 요인의 변화가 가장 주된 원인인 것으로 추정된다. 우리나라의 경우, 인슐린 비의존형의 제2형 당뇨 환자가 전체 당뇨 환자의 90-95%를 차지하고 있으며, 선진국뿐만 아니라 개발 도상국의 사람들도 점차 신체 활동은 줄고 비만은 늘어나면서, 제2형 당뇨병의 발생이 무서운 속도로 증가하고 있다. 기존의 당뇨병 진단에는 혈당 수치나 당화 혈색소의 수치로만 진단이 되지만, 이는 당뇨의 진행이 충분히 진행되고 나서의 임상학적 징후이므로 조기 진단의 도구로 쓰기는 힘들며, 하나의 혈액학적 수치로는 진단이 정확하다고 볼 수 없다.It is estimated that the main cause of such a rapid increase in prevalence is changes in environmental factors, such as improved nutritional status and lack of exercise. In Korea, non-insulin-dependent type 2 diabetes patients account for 90-95% of all diabetes patients. This is increasing at a frightening rate. In the existing diabetes diagnosis, only the blood glucose level or the glycated hemoglobin level is diagnosed, but since this is a clinical sign after the progress of diabetes is sufficiently advanced, it is difficult to use as a tool for early diagnosis. can't see that

이에, 본 발명자들은 당뇨 조기진단을 위한 민감도 및 특이성이 높은 혈액 단백질 마커를 발굴하기 위해 노력한 결과, NGF-β(Nerve Growth Factor-beta) 바이오마커를 선별하였으며, NGF-β의 경우 특이적으로 당뇨전단계에서 정상개체에 비해 발현이 감소하는 패턴을 보이는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors made efforts to discover blood protein markers with high sensitivity and specificity for early diagnosis of diabetes. As a result, NGF-β (Nerve Growth Factor-beta) biomarkers were selected, and in the case of NGF-β, specifically diabetes mellitus. In the previous step, it was confirmed that the expression decreased compared to normal subjects, and the present invention was completed.

본 발명의 목적은 당뇨 조기진단을 위한 바이오마커를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a biomarker for early diagnosis of diabetes.

본 발명의 다른 목적은 상기 바이오마커를 이용한 당뇨 조기진단용 조성물 또는 진단 키트를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a composition or diagnostic kit for early diagnosis of diabetes using the biomarker.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 바이오마커를 이용한 당뇨 조기진단에 필요한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for providing information necessary for early diagnosis of diabetes using the biomarker.

상기 목적을 달성하기 위해, In order to achieve the above purpose,

본 발명은 NGF-β(Nerve Growth Factor-beta)를 포함하는 당뇨 조기진단용 바이오마커를 제공한다.The present invention provides a biomarker for early diagnosis of diabetes comprising NGF-β (Nerve Growth Factor-beta).

또한, 본 발명은 NGF-β의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 당뇨 조기진단용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for early diagnosis of diabetes comprising an agent for measuring the mRNA or protein level of NGF-β.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 상기 NGF-β의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 마커의 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the agent for measuring the mRNA level of NGF-β may be a primer pair, a probe, or an antisense nucleotide that specifically binds to the gene of the marker.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 NGF-β의 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 포함할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the agent for measuring the protein level of NGF-β is an antibody that specifically binds to the protein or peptide fragment, an interacting protein, a ligand, nanoparticles, or a pressure It may contain an aptamer.

또한, 본 발명은 상기 당뇨 조기진단용 조성물을 포함하는 당뇨 조기진단용 키트를 제공한다. In addition, the present invention provides a kit for early diagnosis of diabetes comprising the composition for early diagnosis of diabetes.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 키트는 RT-PCR(Reverse transcription polymerase chain reaction) 키트, DNA 칩 키트, ELISA (Enzymelinked immunosorbent assay) 키트, 단백질 칩 키트, 래피드(rapid) 키트 또는 MRM(Multiple reaction monitoring) 키트일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the kit is RT-PCR (Reverse transcription polymerase chain reaction) kit, DNA chip kit, ELISA (Enzymelinked immunosorbent assay) kit, protein chip kit, rapid (rapid) kit or MRM (Multiple) kit reaction monitoring) kit.

또한, 본 발명은 (a) 환자의 생물학적 시료로부터 NGF-β의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계; 및 In addition, the present invention comprises the steps of (a) measuring the mRNA or protein level of NGF-β from a biological sample of a patient; and

(b) 상기 mRNA 또는 단백질 발현 수준을 정상개체 시료와 비교하는 단계;를 포함하는 당뇨 조기진단을 위한 정보제공 방법을 제공한다. (b) comparing the mRNA or protein expression level with a normal subject sample; provides an information providing method for early diagnosis of diabetes, including.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 mRNA 발현 수준 측정은 역전사효소 중합효소반응, 경쟁적 역전사효소 중합효소반응, 실시간 역전사효소 중합효소반응, RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅 또는 DNA 칩을 이용하여 수행할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the mRNA expression level measurement is performed using a reverse transcriptase polymerase reaction, a competitive reverse transcriptase polymerase reaction, a real-time reverse transcriptase polymerase reaction, an RNase protection assay, Northern blotting or a DNA chip. can do.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 상기 단백질 발현 수준 측정은 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 이용하여 수행할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the measurement of the protein expression level is performed using an antibody that specifically binds to a protein or peptide fragment, an interacting protein, a ligand, nanoparticles or an aptamer. can do.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 단백질 발현 수준 측정은 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDITOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동 분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(liquid chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LCMS/MS(liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 다중 반응 모니터링(multiple reaction monitoring: MRM), 병행 반응 모니터링(parallel reaction monitoring: PRM), sequential windowed data independent acquisition of the total high-resolution(SWATH), 선택 반응 모니터링(selected reaction monitoring: SRM) 또는 면역 다중 반응 모니터링(immuno multiple reaction monitoring: iMRM)을 이용하여 수행할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the protein expression level measurement is protein chip analysis, immunoassay, ligand binding assay, MALDI-TOF (Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) analysis, SELDITOF (Sulface Enhanced) Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) analysis, radioimmunoassay, radioimmunodiffusion method, Oukteroni immunodiffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, complement fixation assay, 2D electrophoresis analysis, liquid chromatography- Liquid chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS), liquid chromatography-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry (LCMS/MS), Western blot, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), multiple reaction monitoring (MRM), parallel reaction monitoring (PRM), sequential windowed data independent acquisition of the total high-resolution (SWATH), selected reaction monitoring (SRM) or immuno multiple reaction monitoring (iMRM) It can be done using

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 당뇨 조기 진단을 위한 정보 제공 방법은 NGF-β의 유전자 발현 수준 또는 단백질 발현 수준이 정상개체에 비해 감소하면 당뇨 초기 단계라고 판정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the information providing method for the early diagnosis of diabetes further comprises the step of determining that the gene expression level or protein expression level of NGF-β is reduced compared to that of a normal subject, determining that it is an early stage of diabetes. may include

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계의 분석은 통계적 분석 방법에 의해 수행될 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the analysis of step (b) may be performed by a statistical analysis method.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 통계적 분석 방법은 선형 또는 비선형 회귀 분석방법, 선형 또는 비선형 분류(classification) 분석방법, 로지스틱 회귀 분석방법(logistic regression), 분산분석(Analysis of Variance; ANOVA), 신경망 분석방법, 유전적 분석방법, 서포트 벡터 머신 분석방법, 계층 분석 또는 클러스터링 분석방법, 결정 트리를 이용한 계층 알고리즘 또는 커널 주성분(Kernel principal component) 분석방법, 마르코프 블랭킷(Markov Blanket) 분석방법, 회귀 특성 소거(recursive feature elimination) 또는 엔트로피-기본 회귀 특성 소거 분석방법, 전방 플로팅 서치(floating search) 또는 후방 플로팅 서치(floating search) 분석방법, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the statistical analysis method is a linear or non-linear regression analysis method, a linear or non-linear classification analysis method, a logistic regression analysis method, an analysis of variance (Analysis of Variance); ANOVA), neural network analysis method, genetic analysis method, support vector machine analysis method, hierarchical analysis or clustering analysis method, hierarchical algorithm using decision tree or kernel principal component analysis method, Markov Blanket analysis method , recursive feature elimination or entropy-based regression feature elimination analysis method, forward floating search or backward floating search analysis method, and combinations thereof. .

본 발명의 당뇨 조기 진단을 위한 NGF-β 바이오마커는 특이적으로 당뇨 전단계에서 정상개체에 비해 발현이 감소하는 것을 확인하였으므로, 당뇨 조기 진단에 유용하게 사용할 수 있다.Since it was confirmed that the expression of the NGF-β biomarker for early diagnosis of diabetes of the present invention is specifically decreased compared to that of normal subjects in the pre-diabetes stage, it can be usefully used for early diagnosis of diabetes.

도 1은 정상인, 당뇨 전단계 및 당뇨 환자의 혈액에서 항체 어레이를 수행한 결과를 클러스터 및 히트맵으로 시각화한 데이터이다.
도 2는 정상인, 당뇨 전단계 및 당뇨 환자의 혈액에서 NGF-β 발현 정도를 분석한 데이터이다.
1 is data visualized as clusters and heat maps of results of performing antibody arrays on blood of normal people, pre-diabetes, and diabetic patients.
Figure 2 is data analyzing the level of NGF-β expression in the blood of normal people, pre-diabetes and diabetic patients.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 NGF-β(Nerve Growth Factor-beta)를 포함하는 당뇨 조기진단용 바이오마커에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker for early diagnosis of diabetes comprising NGF-β (Nerve Growth Factor-beta).

본 발명에 있어서, 상기 당뇨는 제2형 당뇨병인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the diabetes is characterized in that type 2 diabetes.

본 발명에서 사용된 용어 "진단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 진단은 당뇨 조기진단, 당뇨 발명 여부를 확인하는 것이다.As used herein, the term “diagnosis” refers to ascertaining the presence or characteristics of a pathological condition. For the purpose of the present invention, the diagnosis is early diagnosis of diabetes and confirming whether diabetes is invented.

본 발명에서 사용된 용어 "진단용 바이오마커"란 정상 대조군(당뇨가 아닌 개체)에 비하여 당뇨 전단계를 가진 개체에서 유전자 발현 수준 또는 단백질 발현 수준의 유의적인 증가 또는 감소 양상을 보이는 폴리펩티드 또는 핵산(예: mRNA 등), 지질, 당지질, 당단백질, 당(단당류, 이당류, 올리고당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함하며, 바람직하게는 NGF-β(Nerve Growth Factor-beta)이다. As used herein, the term "diagnostic biomarker" refers to a polypeptide or nucleic acid (e.g., mRNA, etc.), lipids, glycolipids, glycoproteins, and organic biomolecules such as sugars (monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, etc.), preferably NGF-β (Nerve Growth Factor-beta).

본 발명의 구체적인 일구현예에서는, 정상인, 당뇨 전단계 및 당뇨 환자의 혈액에서 항체 어레이를 수행한 결과를 클러스터 및 히트맵으로 시각화하였다 (도 1). 그 결과, NGF-β(Nerve Growth Factor-beta) 바이오마커를 선별하였으며, NGF-β의 경우 특이적으로 당뇨 전단계에서 정상에 비해 발현이 현저하게 감소하는 패턴을 확인하였다 (도 2).In a specific embodiment of the present invention, the results of performing the antibody array on the blood of normal people, pre-diabetes and diabetic patients were visualized as clusters and heat maps (FIG. 1). As a result, Nerve Growth Factor-beta (NGF-β) biomarkers were selected, and in the case of NGF-β, it was confirmed that the expression of NGF-β was significantly reduced compared to normal in the pre-diabetic stage specifically ( FIG. 2 ).

구체적으로, 정상인에 비해 NGF-β 발현이 3 내지 4배 감소하면 당뇨 조기 단계(당뇨 전단계)라고 진단 할 수 있으므로, 본 발명의 NGF-β 바이오마커는 당뇨 조기 진단에 활용할 수 있다.Specifically, when the expression of NGF-β is reduced by 3 to 4 times compared to normal people, it is possible to diagnose early stage diabetes (pre-diabetes stage), so the NGF-β biomarker of the present invention can be used for early diagnosis of diabetes.

본 발명은 다른 관점에서, NGF-β의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 당뇨 조기진단용 조성물에 관한 것이다. In another aspect, the present invention relates to a composition for early diagnosis of diabetes comprising an agent for measuring the mRNA or protein level of NGF-β.

본 발명에 사용된 용어 "mRNA 발현수준 측정"이란 생물학적 시료에서 당뇨 조기 진단을 위한 바이오마커의 mRNA 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로 mRNA의 양을 측정한다. 이를 위한 분석 방법으로는 역전사 중합효소반응(RT-PCR), 경쟁적 역전사 중합효소반응(Competitive RT-PCR), 실시간 역전사 중합효소반응(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNaseprotection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting), DNA 칩 등이 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term “mRNA expression level measurement” refers to a process of determining the presence and expression level of mRNA of a biomarker for early diagnosis of diabetes in a biological sample, and measures the amount of mRNA. Analysis methods for this are reverse transcription polymerase reaction (RT-PCR), competitive reverse transcription polymerase reaction (Competitive RT-PCR), real-time reverse transcription polymerase reaction (Real-time RT-PCR), RNase protection assay (RPA; RNaseprotection assay) ), Northern blotting, DNA chip, and the like, but is not limited thereto.

상기 NGF-β의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 NGF-β 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드인 것을 특징으로 하며, 상기 유전자들의 핵산 정보가 GeneBank 등에 알려져 있으므로 당업자는 상기 서열을 바탕으로 이들 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드를 디자인할 수 있다.The agent for measuring the mRNA level of NGF-β is characterized in that it is a primer pair, probe, or antisense nucleotide that specifically binds to the NGF-β gene. Based on these primer pairs, probes or antisense nucleotides can be designed.

본 발명에서 사용된 용어 "프라이머"는 표적 유전자 서열을 인지하는 단편으로서, 정방향 및 역방향의 프라이머 쌍을 포함하나, 바람직하게는, 특이성 및 민감성을 가지는 분석 결과를 제공하는 프라이머 쌍이다.As used herein, the term “primer” refers to a fragment recognizing a target gene sequence, including a pair of forward and reverse primers, but preferably a primer pair that provides analysis results with specificity and sensitivity.

본 발명에서 사용된 용어 "프로브"란 시료 내의 검출하고자 하는 표적 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 의미하며, 상기 결합을 통하여 특이적으로 시료 내의 표적 물질의 존재를 확인할 수 있는 물질을 의미한다. 프로브의 종류는 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질로서 제한은 없으나, 바람직하게는 PNA(peptide nucleic acid), LNA(locked nucleic acid), 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질, RNA 또는 DNA 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 PNA이다. As used herein, the term "probe" refers to a substance capable of specifically binding to a target substance to be detected in a sample, and means a substance capable of specifically confirming the presence of a target substance in the sample through the binding. do. The type of probe is not limited as a material commonly used in the art, but preferably PNA (peptide nucleic acid), LNA (locked nucleic acid), peptide, polypeptide, protein, RNA or DNA, and most preferably It is PNA.

본 발명에서 사용된 용어 "안티센스"는 안티센스 올리고머가 왓슨-크릭 염기쌍 형성에 의해 RNA 내의 표적 서열과 혼성화되어, 표적서열 내에서 전형적으로 mRNA와 RNA:올리고머 헤테로이중체의 형성을 허용하는, 뉴클레오티드 염기의 서열 및 서브유닛간 백본을 갖는 올리고머를 의미한다. 올리고머는 표적 서열에 대한 정확한 서열 상보성 또는 근사 상보성을 가질 수 있다.As used herein, the term "antisense" means that an antisense oligomer hybridizes with a target sequence in RNA by Watson-Crick base pairing, typically allowing the formation of a mRNA and RNA:oligomeric heteroduplex within the target sequence, a nucleotide base It refers to an oligomer having a sequence and a backbone between subunits. An oligomer may have exact sequence complementarity or approximate complementarity to a target sequence.

본 발명에 있어서, 상기 NGF-β의 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the agent for measuring the protein level of NGF-β is an antibody that specifically binds to the protein or peptide fragment, an interacting protein, a ligand, nanoparticles, or an aptamer can be done with

본 발명에 사용된 용어 "단백질 발현수준 측정"이란 생물학적 시료에서 당뇨 조기 진단 또는 당뇨병성 합병증 진단을 위한 바이오마커로부터 발현된 단백질의 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정이다. 상기 유전자의 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자 (nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 이용하여 단백질의 양을 확인할 수 있다.As used herein, the term "measurement of protein expression level" is a process of confirming the presence and expression level of a protein expressed from a biomarker for early diagnosis of diabetes or diagnosis of diabetic complications in a biological sample. The amount of the protein can be confirmed using an antibody, an interacting protein, a ligand, nanoparticles, or an aptamer that specifically binds to a protein or peptide fragment of the gene.

상기 단백질 발현 수준 측정 또는 비교 분석 방법으로는 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDI-TOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동 분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(liquid chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS(liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏, 및 ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 다중 반응 모니터링(multiple reaction monitoring: MRM), 병행 반응 모니터링(parallel reaction monitoring: PRM), sequential windowed data independent acquisition of the total high-resolution(SWATH), 선택 반응 모니터링(selected reaction monitoring: SRM) 또는 면역 다중 반응 모니터링(immuno multiple reaction monitoring: iMRM) 등이 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.The protein expression level measurement or comparative analysis method includes protein chip analysis, immunoassay, ligand binding assay, MALDI-TOF (Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) analysis, SELDI-TOF (Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time) analysis. of Flight Mass Spectrometry analysis, radioimmunoassay, radioimmunodiffusion method, Ouchteroni immunodiffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, complement fixation assay, two-dimensional electrophoresis analysis, liquid chromatography-mass spectrometry (liquid chromatography) -Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS (liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), Western blot, and ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), multiple reaction monitoring (MRM), parallel reaction monitoring (parallel reaction monitoring: PRM), sequential windowed data independent acquisition of the total high-resolution (SWATH), selected reaction monitoring (SRM) or immuno multiple reaction monitoring (iMRM) It is not limited thereto.

본 발명에 사용된 용어 "항체"는 항원과 특이적으로 결합하여 항원-항체 반응을 일으키는 물질을 가리킨다. 본 발명의 목적상, 항체는 본 발명의 바이오마커에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미한다. 본 발명의 항체는 다클론 항체, 단클론 항체 및 재조합 항체를 모두 포함한다. As used herein, the term "antibody" refers to a substance that specifically binds to an antigen and causes an antigen-antibody reaction. For the purposes of the present invention, an antibody refers to an antibody that specifically binds to a biomarker of the present invention. Antibodies of the present invention include polyclonal antibodies, monoclonal antibodies and recombinant antibodies.

본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 당뇨 조기진단용 조성물을 포함하는 당뇨 조기진단 용 키트에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a kit for early diagnosis of diabetes comprising the composition for early diagnosis of diabetes.

상기 키트는 당업계에 알려져 있는 통상의 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 키트는 예를 들면, 동결 건조 형태의 항체와 완충액, 안정화제, 불활성 단백질 등을 포함할 수 있다. The kit may be prepared by a conventional manufacturing method known in the art. The kit may include, for example, a freeze-dried antibody, a buffer, a stabilizer, an inactive protein, and the like.

상기 키트는 검출 가능한 표지를 더 포함할 수 있다. 용어 "검출 가능한 표지"는 표지가 없는 동일한 종류의 분자들 중에서 표지를 포함하는 분자를 특이적으로 검출하도록 하는 원자 또는 분자를 의미한다. 상기 검출 가능한 표지는 상기 단백질 또는 그의 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자, 또는 압타머에 부착된 것일 수 있다. 상기 검출 가능한 표지는 방사종(radionuclide), 형광원(fluorophore), 효소(enzyme)를 포함할 수 있다. The kit may further include a detectable label. The term "detectable label" refers to an atom or molecule that allows for specific detection of a molecule comprising a label among molecules of the same type without a label. The detectable label may be attached to an antibody, an interacting protein, a ligand, a nanoparticle, or an aptamer that specifically binds to the protein or fragment thereof. The detectable label may include a radioactive species (radionuclide), a fluorophore (fluorophore), and an enzyme (enzyme).

상기 키트는 당업계에 알려진 다양한 면역분석법 또는 면역염색법에 따라 이용될 수 있다. 상기 면역분석법 또는 면역염색법은 방사능면역분석, 방사능면역침전, 면역침전, ELISA, 캡처-ELISA, 억제 또는 경쟁 분석, 샌드위치 분석, 유세포 분석, 면역형광염색 및 면역친화성 정제를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 키트는 RT-PCR(reverse transcription polymerase chain reaction) 키트, DNA 칩 키트, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay) 키트, 단백질 칩 키트, 래피드(rapid) 키트 또는 MRM(multiple reaction monitoring)인 것일 수 있다. The kit may be used according to various immunoassays or immunostaining methods known in the art. The immunoassay or immunostaining method may include radioimmunoassay, radioimmunoprecipitation, immunoprecipitation, ELISA, capture-ELISA, inhibition or competition assay, sandwich assay, flow cytometry, immunofluorescence staining and immunoaffinity purification. Preferably, the kit may be a reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) kit, a DNA chip kit, an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) kit, a protein chip kit, a rapid kit or MRM (multiple reaction monitoring). have.

또한, 상기 키트는 질량분석에 이용될 수 있다. 이 경우, 상기 단백질의 특정 아미노산 잔기는 미리스토일화(myristoylation), 이소프레닐화, 프레닐화, 글리피칸화(glypiation), 리포일화(lipoylation), 아실화, 알킬화, 메틸화, 탈메틸화, 아미드화, 유비퀴틴화, 인산화, 탈아미드화, 글리코실화, 산화, 또는 아세틸화 등과 같은 변형을 가질 수 있다. In addition, the kit can be used for mass spectrometry. In this case, specific amino acid residues of the protein are myristoylation, isoprenylation, prenylation, glypiation, lipoylation, acylation, alkylation, methylation, demethylation, amidation, It may have modifications such as ubiquitination, phosphorylation, deamidation, glycosylation, oxidation, or acetylation, and the like.

본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 환자의 생물학적 시료로부터 NGF-β의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계; 및 In another aspect, the present invention comprises the steps of (a) measuring the mRNA or protein level of NGF-β from a biological sample of a patient; and

(b) 상기 mRNA 또는 단백질 발현 수준을 정상개체 시료와 비교하는 단계;를 포함하는 당뇨 조기진단을 위한 정보제공 방법에 관한 것이다.(b) comparing the mRNA or protein expression level with a normal subject sample; relates to a method for providing information for early diagnosis of diabetes comprising a.

상기 방법에서 "생물학적 시료(biological sample)"란 당뇨 발병에 의해 단백질 발현 수준 또는 유전자 발현 수준이 차이가 나는 조직, 세포, 혈액, 혈청, 혈장, 타액, 뇌척수액 또는 뇨와 같은 시료 등을 의미하며, 바람직하게는 혈액, 혈장, 혈청을 의미한다.In the above method, "biological sample" means a tissue, cell, blood, serum, plasma, saliva, cerebrospinal fluid or urine sample, etc. in which the protein expression level or gene expression level is different due to the onset of diabetes, Preferably, it means blood, plasma, and serum.

본 발명에 있어서, 상기 당뇨 조기 진단을 위한 정보 제공 방법은 NGF-β의 유전자 발현 수준 또는 단백질 발현 수준이 정상개체에 비해 감소하면 당뇨 초기 단계라고 판정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. In the present invention, the method for providing information for early diagnosis of diabetes may further include determining that the gene expression level or protein expression level of NGF-β is decreased compared to that of a normal subject, determining that the diabetes is in the early stage.

상기 (a) 단계의 mRNA 발현 수준 측정은 상기 mRNA 발현 수준 측정 또는 비교는 역전사효소 중합효소반응, 경쟁적 역전사효소 중합효소반응, 실시간 역전사효소 중합효소반응, RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅 또는 DNA 칩 등을 사용할 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것이 아니며, 구체적인 내용은 상술한 바와 같다. The mRNA expression level measurement in step (a) is measured or compared to the mRNA expression level measurement or comparison is reverse transcriptase polymerase reaction, competitive reverse transcriptase polymerase reaction, real-time reverse transcriptase polymerase reaction, RNase protection assay, Northern blotting or DNA chip, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto, and the specific details are as described above.

또한, 상기 (a) 단계의 단백질 발현 수준 측정은 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 이용하여 측정 및 비교할 수 있으며, 구체적인 내용은 상술한 바와 같다. In addition, the protein expression level measurement in step (a) can be measured and compared using an antibody, an interacting protein, a ligand, nanoparticles or an aptamer that specifically binds to a protein or peptide fragment. , the details are the same as described above.

상기 (b) 단계의 분석은 진단의 정확도를 향상시키기 위해 통계적 방법 또는 알고리즘을 사용하여 분석할 수 있으며, 선형 또는 비선형 회귀 분석방법, 선행 또는 비선형 분류(classification) 분석방법, 로지스틱 회귀 분석방법(logistic regression), 분산분석(Analysis of Variance; ANOVA), 신경망 분석방법, 유전적 분석방법, 서포트 벡터 머신 분석방법, 계층 분석 또는 클러스터링 분석방법, 결정 트리를 이용한 계층 알고리즘 또는 커널 주성분(Kernel principal component) 분석방법, 마르코프 블랭킷(Markov Blanket) 분석방법, 회귀 특성 소거(recursive feature elimination) 또는 엔트로피-기본 회귀 특성 소거 분석방법, 전방 플로팅 서치(floating search) 또는 후방 플로팅 서치(floating search) 분석방법, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 분석방법을 이용할 수 있다. 본 발명에서는 바람직하게, 상기 통계적 방법은 로지스틱회귀(logistic regression) 분석 방법을 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The analysis in step (b) may be analyzed using a statistical method or algorithm to improve the accuracy of diagnosis, and a linear or non-linear regression analysis method, a preceding or non-linear classification analysis method, a logistic regression analysis method (logistic regression analysis method) regression), Analysis of Variance (ANOVA), neural network analysis method, genetic analysis method, support vector machine analysis method, hierarchical analysis or clustering analysis method, hierarchical algorithm or kernel principal component analysis using decision tree method, Markov Blanket analysis method, recursive feature elimination or entropy-based regression feature elimination analysis method, forward floating search or backward floating search analysis method, and their methods An analysis method selected from the group consisting of combinations may be used. Preferably, in the present invention, the statistical method uses a logistic regression analysis method, but is not limited thereto.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

환자 선정 및 혈액 채취Patient selection and blood collection

본 발명에서는 당뇨 조기 진단용 바이오마커를 선별하기 위해, 정상인, 당뇨 전단계 및 당뇨 환자를 선별하여 환자의 혈액을 채취하였다. 총 43명의 환자를 선별하였으며, 환자의 임상적 특징은 하기 표 1에 나타내었다. In the present invention, in order to select biomarkers for early diagnosis of diabetes, normal persons, pre-diabetes and diabetic patients were selected and blood of the patients was collected. A total of 43 patients were selected, and the clinical characteristics of the patients are shown in Table 1 below.

환자의 임상정보Patient's clinical information Normal(16)Normal(16) IFG(14)IFG(14) DM(13)
신환
DM(13)
Shin Hwan
AgeAge 54.00±2.7354.00±2.73 66.43±4.6466.43±4.64 59.31±9.2059.31±9.20 heightheight 158.41±5.32158.41±5.32 154.82±6.11154.82±6.11 156.76±5.70156.76±5.70 weightweight 55.15±5.2755.15±5.27 54.41±6.5654.41±6.56 57.92±5.1957.92±5.19 BMIBMI 22.04±1.5422.04±1.54 22.61±1.9022.61±1.90 23.53±1.5023.53±1.50 waistwaist 74.58±5.5774.58±5.57 78.38±4.6978.38±4.69 82.50±5.70(10)82.50±5.70(10) FBSFBS 86.44±5.0186.44±5.01 105.86±5.65105.86±5.65 126.92±20.79126.92±20.79 HbA1cHbA1c 5.33±0.175.33±0.17 6.04±0.176.04±0.17 7.36±0.947.36±0.94 M/C ratioM/C ratio -(0)-(0) 9.77±8.919.77±8.91 14.24±7.7914.24±7.79 hypertension [1/0]hypertension [1/0] 0/160/16 3/113/11 2/112/11 Hyperlipidemia[1/0]Hyperlipidemia[1/0] 0/160/16 2/122/12 5/85/8 Smoking[1/0]Smoking[1/0] 0/160/16 0/140/14 0/130/13 Drinking[1/0]Drinking[1/0] 3/133/13 0/140/14 1/121/12

상기 표 1에서 괄호안의 숫자는 표본 수이며, "Normal"은 정상인, "IFG"는 당뇨 전단계, "DM 신환"은 당뇨 진단을 막 받은 당뇨치료제를 투약한 적이 없는 환자를 의미한다.In Table 1, the number in parentheses is the number of samples, "Normal" means normal, "IFG" means pre-diabetes, and "DM new patient" means a patient who has just been diagnosed with diabetes and has never taken a diabetes treatment.

당뇨 조기 진단을 위한 for early diagnosis of diabetes 바이오마커biomarker 선별 Selection

2-1 : 단백질 분리2-1: protein isolation

1% 단백질 분해효소 억제제 칵테일(시그마, 미국) 및 1% 포스파타아제 억제제 칵테일(시그마, 미국)을 포함하는 단백질 추출 완충액(Fullmoon biosystems, 캐나다) 및 용해 비드(lysis beads, Fullmoon biosystems, 캐나다)를 이용하여 단백질을 추출하였다. Protein extraction buffer (Fullmoon biosystems, Canada) and lysis beads (Fullmoon biosystems, Canada) containing 1% protease inhibitor cocktail (Sigma, USA) and 1% phosphatase inhibitor cocktail (Sigma, USA) was used to extract the protein.

추출한 단백질 용액을 항체 어레이 분석 키트(antibody array assay kit, Fullmoon biosystems, 캐나다)에 포함된 겔 매트릭스 컬럼을 사용하여 정제하였다. 컬럼은 5초 동안 볼텍싱 한 다음, 상온에서 60분 동안 수화 처리한 후, 컬럼은 750 × g에서 2분 동안 원심분리하였다. 원심분리 후, 컬럼을 수집 튜브에 넣고 100 ㎕의 단백질 샘플을 컬럼에 첨가한 다음, 750 × g에서 2분 동안 원심분리하여 단백질을 정제하였다. The extracted protein solution was purified using a gel matrix column included in an antibody array assay kit (Fullmoon biosystems, Canada). The column was vortexed for 5 seconds, and after hydration treatment at room temperature for 60 minutes, the column was centrifuged at 750 × g for 2 minutes. After centrifugation, the column was placed in a collection tube and 100 μl of a protein sample was added to the column, followed by centrifugation at 750 × g for 2 minutes to purify the protein.

정제된 샘플의 농도는 BCA 단백질 분석 키트(Pierce, 미국) 및 나노포토미터(NanoPhotometerTM, 임플렌, 영국)를 사용하여 측정하였으며, 정제된 샘플의 순도는 UV 스펙트럼으로 확인하였다. The concentration of the purified sample was measured using a BCA protein analysis kit (Pierce, USA) and a nanophotometer (NanoPhotometer™, Implen, UK), and the purity of the purified sample was confirmed by UV spectrum.

2-2 : 항체 어레이(Antibody array assay)2-2: Antibody array assay

50 ㎍의 단백질 샘플을 75 ㎕의 표지 완충액(labeling buffer)으로 채우고 3 ㎕의 10 ㎍/㎕ 비오틴/DMF 용액으로 처리하였다. 샘플을 혼합하고 90분 동안 상온에서 반응시켰으며, 반응 후 35 ㎕의 정지용액을 추가 혼합한 다음 30분 동안 실온에서 반응시켰다. 50 μg of protein sample was filled with 75 μl of labeling buffer and treated with 3 μl of 10 μg/μl biotin/DMF solution. The samples were mixed and reacted at room temperature for 90 minutes. After the reaction, 35 μl of stop solution was further mixed, followed by reaction at room temperature for 30 minutes.

항체 마이크로 어레이 슬라이드(antibody microarray slide, Fullmoon biosystems, 캐나다)를 페트리 접시 위에 넣고 30 ㎖의 블로킹용액(blocking solution)으로 처리한 다음, 실온에서 30분 동안 60 rpm으로 진탕기에서 배양하고 증류수로 세척하였으며, 이를 3번 반복하였다. 블로킹 후 슬라이드를 Milli-Q 등급의 물로 세척하였다. An antibody microarray slide (Fullmoon biosystems, Canada) was placed on a Petri dish and treated with 30 ml of blocking solution, then incubated on a shaker at 60 rpm for 30 minutes at room temperature and washed with distilled water. , this was repeated 3 times. After blocking the slides were washed with Milli-Q grade water.

표지된 샘플을 6 ㎖의 커플링 용액으로 혼합한 후, 혼합된 커플링 혼합액을 블로킹 슬라이드 에 처리한 후, 5분 동안 60 rpm으로 진탕기에서 반응시켰다. 커플링 후, 슬라이드를 30 ㎖의 세척용액으로 60 rpm 진탕기에서 5분 동안 세척하였으며, 이를 6회 반복하였다. 마지막으로 슬라이드를 Milli-Q 등급의 물로 세척하였다. After mixing the labeled sample with 6 ml of a coupling solution, the mixed coupling solution was treated on a blocking slide, and then reacted on a shaker at 60 rpm for 5 minutes. After coupling, the slides were washed with 30 ml of washing solution on a 60 rpm shaker for 5 minutes, and this was repeated 6 times. Finally, the slides were washed with Milli-Q grade water.

30 ㎕의 0.5 ㎎/㎖ Cy3- 스트렙트아비딘(Cy3-streptavidin, GE Healthcare, 영국)을 30 ㎖의 검출 용액을 혼합한 다음, 상기 커플링된 어레이 슬라이드에 처리하고, 60 rpm 진탕기에서 20분 동안 반응시켰다. 검출 반응 후, 슬라이드에 30 ㎖의 세척용액을 처리하고 60rpm 진탕기에서 5분 동안 세척하였으며, 이를 6회 반복하였다. 마지막으로 슬라이드를 Milli-Q 등급의 물로 세척하였다. 30 μl of 0.5 mg/ml Cy3-streptavidin (Cy3-streptavidin, GE Healthcare, UK) was mixed with 30 ml of detection solution, then treated on the coupled array slides, and 20 min on a 60 rpm shaker. reacted while After the detection reaction, the slide was treated with 30 ml of a washing solution and washed for 5 minutes on a 60 rpm shaker, and this was repeated 6 times. Finally, the slides were washed with Milli-Q grade water.

2-3 : 항체 어레이 데이터 수집 및 분석2-3: Antibody Array Data Collection and Analysis

슬라이드 스캔은 GenePix 4100A 스캐너(Axon Instrument, 미국)를 사용하여 수행하였다. 스캐닝 전에 슬라이드를 완전히 건조시키고 24 ~ 48시간 내에 스캔하였다. 슬라이드는 10 ㎛ 해상도, 최적의 레이저 출력 및 PMT로 스캔하였다. 스캔 이미지를 수득한 후, GenePix 7.0 소프트웨어(Axon Instrument, 미국)로 그리드화(grided) 및 정량화 하였다. Slide scans were performed using a GenePix 4100A scanner (Axon Instrument, USA). Slides were completely dried prior to scanning and scanned within 24-48 hours. Slides were scanned with 10 μm resolution, optimal laser power and PMT. After the scan images were obtained, they were gridded and quantified with GenePix 7.0 software (Axon Instrument, USA).

수치 데이터는 Genowiz 4.0TM(Ocimum Biosolutions, 인도)를 사용하여 분석하였으며, 분석 후, 단백질 정보에 대한 데이터는 UniProt DB를 사용하여 주석을 달았다. Numerical data were analyzed using Genowiz 4.0TM (Ocimum Biosolutions, India), and after analysis, data on protein information were annotated using UniProt DB.

2-4 : 클러스터링 2-4: Clustering 히트맵heat map 시각화 visualization

MeV 4.9.0.을 사용하여 샘플 및 유전자 클러스터링을 수행하였다. 계층적 군집 분석은 평균 연계를 통한 거리 측정으로서 유클리드 거리 상관관계(Euclidean distance correlation)를 사용하여 수행하였다. 클러스터 및 히트맵은 MeV 4.9.0.을 이용하여 시각화 하였다 (도 1).Sample and gene clustering was performed using MeV 4.9.0. Hierarchical cluster analysis was performed using Euclidean distance correlation as a distance measure through mean linkage. Clusters and heatmaps were visualized using MeV 4.9.0. (Fig. 1).

2-5 : 바이오마커 선별2-5: biomarker selection

상기와 같이 정규화된 데이터를 바탕으로 정상인, 당뇨 전단계 및 당뇨 환자를 비교하여 배수변화값(fold change)을 구하고, 당뇨전단계나 당뇨에서 특이한 패턴을 보이는 마커를 선별하였다. Based on the normalized data as described above, a fold change was obtained by comparing normal subjects, pre-diabetes and diabetic patients, and markers showing a specific pattern in pre-diabetes or diabetes were selected.

그 결과, NGF-β(Nerve Growth Factor-beta) 바이오마커를 선별하였다.As a result, NGF-β (Nerve Growth Factor-beta) biomarkers were selected.

NGFNGF -β의 발현정도degree of expression 비교 분석 comparison analysis

본 발명에서는 실시예 2에서 정규화된 데이터를 바탕으로 정상인, 당뇨 전단계 및 당뇨 환자로 나누어 NGF-β의 발현 정도를 배수변화값을 바탕으로 비교 분석하였다.In the present invention, based on the data normalized in Example 2, the expression level of NGF-β was compared and analyzed based on the fold change value by dividing into normal people, pre-diabetic patients and diabetic patients.

NGF-β의 발현정도 비교 Comparison of expression level of NGF-β Normal (정상)Normal IFG (당뇨전단계)IFG (pre-diabetes) DM (당뇨)DM (diabetes) Fold changefold change 1One -3.75-3.75 1.041.04

그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, NGF-β의 경우 특이적으로 당뇨 전단계에서 정상에 비해 발현이 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 구체적으로, 정상인에 비해 NGF-β 발현이 3 내지 4배 감소하면 당뇨 조기 단계(당뇨 전단계)라고 진단할 수 있는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 2 , it was confirmed that, in the case of NGF-β, the expression of NGF-β was significantly reduced compared to normal in the pre-diabetic stage specifically. Specifically, it was confirmed that when the expression of NGF-β is reduced by 3 to 4 times compared to normal persons, it can be diagnosed as an early stage of diabetes (pre-diabetes stage).

따라서, 본 발명의 NGF-β 바이오마커는 당뇨 조기 진단에 활용할 수 있다.Therefore, the NGF-β biomarker of the present invention can be utilized for early diagnosis of diabetes.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete NGF-β의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 공복 혈당 장애(IFG) 진단용 조성물.
A composition for diagnosing a fasting blood glucose disorder (IFG) comprising an agent for measuring the level of mRNA or protein of NGF-β.
제3항에 있어서, 상기 NGF-β의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 NGF-β의 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드인 것을 특징으로 하는 공복 혈당 장애(IFG) 진단용 조성물.
The composition for diagnosing a fasting blood glucose disorder (IFG) according to claim 3, wherein the agent for measuring the mRNA level of NGF-β is a primer pair, a probe, or an antisense nucleotide that specifically binds to the NGF-β gene. .
제3항에 있어서, 상기 NGF-β의 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공복 혈당 장애(IFG) 진단용 조성물.
The method according to claim 3, wherein the agent for measuring the protein level of NGF-β comprises an antibody, an interacting protein, a ligand, nanoparticles or an aptamer that specifically binds to the protein or peptide fragment. A composition for diagnosis of fasting blood glucose disorder (IFG), characterized in that
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 진단용 조성물을 포함하는 공복 혈당 장애(IFG) 진단용 키트.
A kit for diagnosing fasting blood glucose disorder (IFG) comprising the composition for diagnosis of any one of claims 3 to 5.
(a) 환자의 생물학적 시료로부터 NGF-β의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계;
(b) 상기 mRNA 또는 단백질 발현 수준을 정상개체 및 제2형 당뇨병 개체 시료와 비교하는 단계; 및
(c) 상기 NGF-β의 mRNA 또는 단백질 발현 수준이 정상개체 및 제2형 당뇨병 개체에 비해 감소하면 공복 혈당 장애(IFG)라고 판정하는 단계;
를 포함하는 공복 혈당 장애(IFG) 진단을 위한 정보제공 방법.
(a) measuring the mRNA or protein level of NGF-β from the patient's biological sample;
(b) comparing the mRNA or protein expression level with a sample of a normal subject and a subject with type 2 diabetes; and
(c) determining that the level of mRNA or protein expression of NGF-β decreases as compared to normal subjects and type 2 diabetic subjects as impaired fasting blood glucose (IFG);
A method for providing information for diagnosing a fasting blood glucose disorder (IFG) comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. A. Mysona et al., 'Imbalance of the Nerve Growth Factor and Its Precursor as a Potential Biomarker for Diabetic Retinopathy', BioMed Research International, 2015, Vol. 2015, pp 1-12. 1부.*
Development Cell, 2016, Vol. 39, pp 329-345.
Proc. Natl. Acad. Sci., 1998, Vol. 95, 7787-7788.
The Journal of Urology, 2002, Vol. 168, pp 1259-1264.

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