KR102348602B1 - Use for regulating DNA damage repair by methylated UHRF1 and PARP1 interaction - Google Patents

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함자영
박진우
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Abstract

The present invention provides an anticancer drug screening method and a DNA damage repair control method of cancer cells capable of controlling a period of the cancer cells and perishing the cancer cells, by regulating DNA damage repair by methylated UHRF1 and PARP1 interaction. In the present invention, it has been confirmed that PARP1 introduces methylated UHRF1 in a DNA damaged area and accelerates UHRF1 medium homologous recombination (HR) by interaction with methylated UHRF1 to activate a DNA double strand damage (DSB). Also, it has been confirmed that the methylated UHRF1 and PARP1 interaction controls the DNA damage repair mechanism of cancer cells to regulate a period of cancer cells and cell proliferation, and thus a method of regulating methylated UHRF1 and PARP1 interaction may be provided as an anticancer drug screening method of controlling DNA damage repair of cancer cells to perish cells.

Description

메틸화된 UHRF1과 PARP1의 상호작용을 통한 DNA 손상 복구 조절 용도{Use for regulating DNA damage repair by methylated UHRF1 and PARP1 interaction}{Use for regulating DNA damage repair by methylated UHRF1 and PARP1 interaction}

본 발명은 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 상호작용 조절을 통한 DNA 손상 복구 조절 용도에 관한 것이다.The present invention relates to the use of regulating DNA damage repair by regulating the interaction between methylated UHRF1 and PARP1.

DNA 손상(DNA damage)은 암 및 노화 촉진을 포함한 많은 질환의 발병 원인으로 알려져 있다. 이를 극복하기 위하여 세포 내에는 DNA 손상을 인지하여 세포주기를 멈추고 이를 복구시키는 시스템이 존재한다. 그러나 많은 질환 세포에서 이 시스템이 정상적으로 작동되지 않음이 관찰되었다. 따라서 DNA 손상 후 DNA 손상 반응(DNA damage response)이 정상적으로 작동되어 이들 손상이 돌연변이를 발생하지 않고 복구되도록 하는 것은 DNA 돌연변이 관련 질환을 예방하고 치료하는데 매우 중요한 의미를 지닌다.DNA damage is known to be the cause of many diseases, including cancer and accelerated aging. To overcome this, there is a system that recognizes DNA damage and stops the cell cycle and repairs it. However, it has been observed that this system does not function normally in many diseased cells. Therefore, it is very important to prevent and treat DNA mutation-related diseases so that the DNA damage response is normally operated after DNA damage so that the damage can be repaired without mutation.

DNA 손상 회복 과정은 유전자 안정성 유지에 중요한 역할을 한다. 염색질 관련 단백질의 특정 후성 유전학적 마커는 DNA 이중 가닥 손상 (DNA double strand break, DSB) 회복 경로를 활성화시킨다. The DNA damage repair process plays an important role in maintaining gene stability. Certain epigenetic markers of chromatin-associated proteins activate the DNA double strand break (DSB) repair pathway.

UHRF1 (Ubiquitin-like with PHD and RING finger domain 1)은 복제분기점 (replication forks)에 DNMT1 (DNA methyltransferase 1)을 동원하여 DNA 메틸화를 조절하는 역할을 하는데, 이는 세포 분열 과정에 있어 세포에서 세포로 내재적 정보를 전달하는데 중요하다. 또한, UHRF1는 암 진행에 있어 중요하고, 방광암, 전립선암 또는 난소암과 같은 여러 형태의 종양에서 과발현된다. 앞선 연구에서 UV로 인한 DNA 손상이 UHRF1 유비퀴틴화 및 프로테아좀 분해를 유도하였으며, 이의 인산화는 UHRF1 불안정화에 이어 게놈 불안정화와 관련있는 것을 확인하였다. 메틸전이효소인 SET7에 의한 UHRF1 메틸화는 PCNA 폴리유비퀴틴화를 통하여 상동재조합 (homologous recombination, HR) 신호과정을 향상시키는 것으로 보고되었다.UHRF1 (Ubiquitin-like with PHD and RING finger domain 1) plays a role in regulating DNA methylation by mobilizing DNMT1 (DNA methyltransferase 1) to replication forks, which is intrinsic from cell to cell during cell division. It is important to convey information. In addition, UHRF1 is important in cancer progression and is overexpressed in several types of tumors, such as bladder, prostate, or ovarian cancer. In a previous study, UV-induced DNA damage induced UHRF1 ubiquitination and proteasome degradation, and its phosphorylation was confirmed to be related to genomic destabilization following UHRF1 destabilization. It has been reported that UHRF1 methylation by SET7, a methyltransferase, enhances homologous recombination (HR) signaling through PCNA polyubiquitination.

PARP1 (Poly [ADP-ribose] polymerase 1)은 DNA 병변으로 동원되어 DNA 수선 경로 및 게놈 안정성에 관여한다. 이의 폴리(ADP)리보실화 (PARylation) 활성은 DNA 수선 및 변화되지 않는 복제분기점 진행에 요구된다. 특히 PARP1은 DNA 수선 과정에서 다양한 단백질을 동원하여 상동재조합 (HR)을 조절한다. 이와 같이 DNA 수선을 위해 PARP1과 UHRF1의 역할이 확인되었으나, 실제로 PARP1과 UHRF1의 상호작용이 DNA 수선 과정에 미치는 영향에 대해서는 전혀 확인된 바 없다.PARP1 (Poly [ADP-ribose] polymerase 1) is recruited to DNA lesions and is involved in DNA repair pathways and genomic stability. Its poly(ADP)ribosylation (PARylation) activity is required for DNA repair and unaltered replication fork progression. In particular, PARP1 regulates homologous recombination (HR) by mobilizing various proteins during DNA repair. As described above, the roles of PARP1 and UHRF1 for DNA repair have been confirmed, but the effect of the interaction between PARP1 and UHRF1 on the DNA repair process has not been confirmed at all.

대한민국 공개특허 제10-2010-0085315호 (2010.07.29. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0085315 (published on July 29, 2010)

본 발명은 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 상호작용 조절을 통하여 DNA 손상 복구를 조절하여 암 세포의 세포주기 조절 및 암세포 사멸을 유도할 수 있는 항암 치료제 스크리닝 방법 및 암세포의 DNA 손상 복구 억제 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a method for screening an anticancer drug capable of inducing cell cycle regulation and cancer cell death of cancer cells by regulating DNA damage repair through methylated UHRF1 and PARP1 interaction regulation, and a method for inhibiting DNA damage repair in cancer cells. .

본 발명은 (1) 암세포에 시험물질을 처리하는 단계; (2) 상기 시험물질이 처리된 암세포에서 UHRF1과 PARP1의 결합 정도를 확인하는 단계; 및 (3) 대조구 시료와 비교하여 상기 UHRF1과 PARP1의 결합 정도가 감소한 시험물질을 선별하는 단계를 포함하는 암질환 치료제 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (1) treating cancer cells with a test substance; (2) confirming the degree of binding between UHRF1 and PARP1 in cancer cells treated with the test substance; and (3) selecting a test substance having a reduced degree of binding between UHRF1 and PARP1 compared to a control sample.

본 발명은 시험관 내(in vitro) 세포의 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 결합 억제를 유도하는 단계; 및 상기 메틸화된 UHRF1과 PARP1 결합 억제가 세포의 DNA 손상 복구를 저해시키는 단계를 포함하는 세포 DNA 손상 복구 억제 방법을 제공한다.The present invention provides a method comprising: inducing inhibition of binding of methylated UHRF1 to PARP1 in cells in vitro; And it provides a method of inhibiting cellular DNA damage repair comprising the step of inhibiting the binding of the methylated UHRF1 to PARP1 inhibits DNA damage repair in the cell.

또한, 본 발명은 PARP1을 유효성분으로 함유하는 시험관 내(in vitro) 세포의 메틸화된 UHRF1 매개 DNA 손상 복구 촉진용 시약조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a reagent composition for promoting methylated UHRF1-mediated DNA damage repair in cells in vitro, containing PARP1 as an active ingredient.

본 발명에 따르면, PARP1은 메틸화된 UHRF1을 DNA 손상 부위로 유입시키고, 메틸화된 UHRF1와 상호작용을 통하여 UHRF1 매개 상동성 재조합(HR)을 촉진시켜 DNA 이중 가닥 손상 (DSB) 회복 경로를 활성화시키는 것을 확인하였으며, 메틸화된 UHRF1과 PARP1 상호작용이 암세포의 DNA 손상 복구 메커니즘을 조절하여 암세포의 세포주기 진행 및 세포 증식을 조절하는 것이 확인됨에 따라, 상기 메틸화된 UHRF1과 PARP1 상호작용 조절 방법은 암 세포의 DNA 손상 복구를 억제하여 세포 사멸을 유도하는 암질환 치료제 스크리닝 방법으로 제공할 수 있다.According to the present invention, PARP1 introduces methylated UHRF1 into the DNA damage site and promotes UHRF1-mediated homologous recombination (HR) through interaction with methylated UHRF1 to activate the DNA double-stranded break (DSB) repair pathway. As it was confirmed that the methylated UHRF1 and PARP1 interaction regulates the DNA damage repair mechanism of cancer cells to regulate the cell cycle progression and cell proliferation of cancer cells, the method for regulating the methylated UHRF1 and PARP1 interaction is the It can be provided as a screening method for a cancer disease therapeutic agent that induces cell death by inhibiting DNA damage repair.

도 1은 UHRF1의 메틸화 상태에 따른 PARP1 상호작용을 확인한 결과로, 도 1A는 항-UHRF1 me0 또는 항-UHRF1 me1 항체를 이용한 면역침강 분석 결과로, HEK 293T 핵 추출물로부터 정제된 면역침강 (IP) 복합체를 은(silver) 염색하여 시각화하였으며, 질량 분광분석기로 단백질을 확인하였으며, 도 1B는 GFP-UHRF1, Flag-SET7 WT 또는 촉매 결핍 Flag-SET7 H297A를 HCT116 세포에 형질 주입하고 항-GFP 항체로 면역침강(IP) 분석한 결과이며, 도 1C는 500 nM GSK-LSD1을 HCT116 세포에 24시간 처리한 후 항-PARP1 항체를 이용하여 면역침강(IP) 분석을 수행한 결과이며, 도 1D는 빈 벡터 또는 Flag-LSD1을 대조군 세포 또는 안정하게 LSD1 넉다운된 세포에 형질주입하고 항-PARP1 항체를 이용하여 세포용해물을 면역침강(IP) 분석한 결과이다.
도 2는 손상으로 유도된 UHRF1의 메틸화가 UHRF1과 PARP1의 상호작용을 향상시키는 것을 확인한 결과로, 도 2A는 대조군 세포 및 SET7 넉다운된 안정화 세포에 1 mM H2O2를 30분간 처리하고 항-PARP1 항체를 이용하여 면역침강 분석한 결과이며, 도 1B는 GFP-UHRF1 WT 또는 K385R을 과발현시킨 UHRF1 넉다운 안정화 세포에 1 mM H2O2를 30분간 처리한 후 세포 용해물에 항-PARP1 항체를 이용하여 면역침강 분석한 결과이다.
도 3은 DNA 손상 부위에서 PARP1이 UHRF1 모집 및 DNA 손상 수선 과정에 미치는 영향을 확인한 결과로, 도 3A는 HR 리포터에서 GFP 유전자를 사용한 염색질 면역침강 분석 (ChIP)을 위한 프라이머 쌍 모식도이며, 도 3B는 shNC 또는 shPARP1으로 일시적으로 넉다운시킨 U2OS-DRGFP 세포에 I-SceI를 24시간 동안 형질 감염시키고 48시간 후 ChIP 분석을 위해 교차 결합하였으며, I-SceI DSB 부위에서 항-UHRF1 항체를 이용하여 ChIP-qPCR 분석을 수행하였으며, % Input은 투입 (Input) 물질(전체 염색질)에 대한 상대적인 UHRF1 결합 염색질 분획을 나타낸 결과이며, 도 3C는 I-SceI 형질 주입된 세포에 DMSO 또는 올라파립 (olaparib)을 24시간 처리한 후 ChIP 분석을 위해 48시간 동안 교차결합하고, I-SceI DSB 부위에서 항-UHRF1 항체를 이용하여 ChIP-qPCR 분석을 수행한 결과이며, 도 3D는 UHRF1 넉다운된 안정화 U2OS-DRGFP 세포에 I-SceI을 추가하여 Flag 태그된 UHRF1 WT 또는 K385R가 형질주입하고 올라파립 (olaparib)을 24시간 처리한 후 ChIP 분석을 위해 48시간 동안 교차결합하고, I-SceI DSB 부위에서 항-UHRF1 항체를 이용하여 ChIP-qPCR 분석을 수행한 결과이며, 도 3E는 HR 리포터와 통합된 U2OS 세포를 일시적으로 shNC 또는 shPARP1로 넉다운시키고 HR 효율성을 확인하기 위해 UHRF1 WT 또는 K385R을 형질주입한 결과로, 결과 값은 평균 ± SEM, n = 3; *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001으로 나타내었으며, 도 3F는 shUHRF1으로 세포를 일시적으로 넉다운시키고 HR 효율성을 확인하기 위해 UHRF1 WT 또는 K385R을 형질주입한 후 10 μM 올라파립을 24시간 처리한 후 HR 리포터 분석을 수행한 결과로, 결과 값은 평균 ± SEM, n = 3; **P < 0.01으로 나타내었으며, N.S는 차이 없음을 의미한다.
도 4는 PARP1과 UHRF1이 DNA 손상에 반응하여 세포 주기 진행 및 세포 증식을 위해 상호작용하는 것을 확인한 결과로, 도 4A는 UHRF1 WT 또는 K385R을 형질주입한 안정적인 UHRF1 넉다운 세포에 DMSO 또는 올라파립을 24시간 동안 처리한 후 1 mM H2O2를 30분간 처리하고, 신선한 배지에서 세포를 24시간 배양한 후 고정시키고 프로피디움 요오드화물 (PI)로 염색하여 FACS (fluorescence-activated cell sorting)로 DNA 함량을 확인한 결과이며, 도 4B는 UHRF1 WT 또는 K385R을 형질 주입한 세포에 10 μM 올라파립을 24시간 동안 처리하고 Annexin-V 및 PI 염색을 이용하여 FACS 분석를 수행하여 아포토시스 세포를 확인한 결과로, 아포토시스 세포의 % (Annexin-V 양성 + Annexin-V 및 PI 이중 양성)를 나타낸 결과이며, 도 4C는 MTT 분석을 수행하여 세포 생존도를 확인한 결과로, UHRF1 WT 또는 K385R을 세포에 형질주입하고 다양한 농도의 올라파립을 24시간 처리한 후 1 mM H2O2를 30분간 처리하고 올라파립이 포함된 신선한 배지로 4일간 배양하였으며, 결과 값은 평균 ± SEM, n = 3; *P < 0.05, **P < 0.01으로 나타내었으며, N.S는 차이 없음을 의미한다. 도 4D는 UHRF1 WT 또는 K385R 형질 주입한 UHRF1 넉다운 HCT116 세포를 이용하여 콜로니 형성 분석을 수행한 결과로, 올라파립을 24시간 세포에 처리한 후 세포에 100 μM H2O2를 4일 동안 처리한 결과이다.
1 is a result confirming PARP1 interaction according to the methylation status of UHRF1, FIG. 1A is an immunoprecipitation analysis result using anti-UHRF1 me0 or anti-UHRF1 me1 antibody, immunoprecipitation (IP) purified from HEK 293T nuclear extract The complex was visualized by silver staining, and the protein was confirmed by mass spectrometry, and FIG. 1B shows that GFP-UHRF1, Flag-SET7 WT or catalyst-deficient Flag-SET7 H297A was transfected into HCT116 cells and treated with anti-GFP antibody. Results of immunoprecipitation (IP) analysis, Figure 1C is a result of immunoprecipitation (IP) analysis using an anti-PARP1 antibody after treating HCT116 cells with 500 nM GSK-LSD1 for 24 hours, Figure 1D is blank These are the results of transfection of vector or Flag-LSD1 into control cells or stably knocked down LSD1 cells, and immunoprecipitation (IP) analysis of cell lysates using anti-PARP1 antibody.
Figure 2 is the result confirming that for the methylation of the UHRF1 induced damage to enhance the interaction of UHRF1 and PARP1, Figure 2A is a control cell and SET7 handle 1 mM H 2 O 2 in the knockdown stable cell for 30 minutes and anti- It is the result of immunoprecipitation analysis using PARP1 antibody, Figure 1B is a UHRF1 knockdown stabilization cells overexpressing GFP-UHRF1 WT or K385R 1 mM H 2 O 2 After 30 minutes treatment with anti-PARP1 antibody to the cell lysate This is the result of immunoprecipitation analysis using
3 is a result of confirming the effect of PARP1 on UHRF1 recruitment and DNA damage repair process at the DNA damage site. were transfected with I-SceI for 24 hours into U2OS-DRGFP cells temporarily knocked down with shNC or shPARP1, and cross-linked for ChIP analysis 48 hours later. qPCR analysis was performed, and % Input is a result showing the relative UHRF1-binding chromatin fraction to the input material (total chromatin), and Figure 3C is DMSO or olaparib 24 in I-SceI transfected cells. After time treatment, cross-linking was performed for 48 hours for ChIP analysis, and ChIP-qPCR analysis was performed using an anti-UHRF1 antibody at the I-SceI DSB site. Flag-tagged UHRF1 WT or K385R was transfected with the addition of I-SceI, treated with olaparib for 24 hours, cross-linked for 48 hours for ChIP analysis, and anti-UHRF1 antibody at the I-SceI DSB site The results of ChIP-qPCR analysis using is the mean ± SEM, n = 3; *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001, and FIG. 3F shows that cells were temporarily knocked down with shUHRF1 and increased by 10 μM after transfection with UHRF1 WT or K385R to confirm HR efficiency. As a result of performing HR reporter analysis after treatment with parip for 24 hours, the result value is mean ± SEM, n = 3; **P < 0.01, NS means no difference.
4 is a result confirming that PARP1 and UHRF1 interact for cell cycle progression and cell proliferation in response to DNA damage, FIG. 4A shows DMSO or olaparib 24 After treatment for an hour, 1 mM H 2 O 2 was treated for 30 minutes, cells were cultured in fresh medium for 24 hours, fixed, and stained with propidium iodide (PI) for DNA content by FACS (fluorescence-activated cell sorting). 4B is a result of confirming apoptotic cells by treating cells transfected with UHRF1 WT or K385R with 10 μM olaparib for 24 hours and performing FACS analysis using Annexin-V and PI staining. % (Annexin-V positive + Annexin-V and PI double positive), Figure 4C is a result of confirming cell viability by performing MTT analysis, UHRF1 WT or K385R was transfected into cells and After treatment with olaparib for 24 hours, 1 mM H 2 O 2 was treated for 30 minutes and cultured for 4 days in fresh medium containing olaparib, the result values were mean ± SEM, n = 3; *P < 0.05, **P < 0.01, NS means no difference. Figure 4D shows the results of colony formation analysis using UHRF1 WT or K385R-transfected UHRF1 knockdown HCT116 cells. After treatment with olaparib for 24 hours, cells were treated with 100 μM H 2 O 2 for 4 days. is the result

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

최근 연구에 따르면 UHRF1 (ubiquitin-like with PHD and RING finger domain 1) 메틸화는 SET7 및 LSD1(lysine-specific histone demethylase 1A)에 의해 조절되며 상동성 재조합 (HR)에 필수적이다. 상기 연구에서 SET7 매개 UHRF1 메틸화는 HR을 유도하는 PCNA(proliferating cell nuclear antigen)의 폴리 유비퀴틴화를 촉진시키는 것을 확인하였다. 그러나 UHRF1 메틸화 유도 HR의 메커니즘을 밝히기 위해서는 UHRF1을 손상된 병변에 동원하고 UHRF1과 상호 작용하는 매개체에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 발명의 발명자들은 PARP1 (poly [ADP-ribose] polymerase 1)이 손상에 의해 메틸화가 유도된 UHRF1과 특이적으로 상호 작용하고 UHRF1을 매개하여 HR 진행을 유도하는 것을 확인함에 따라, 본 발명을 완성하였다.According to a recent study, UHRF1 (ubiquitin-like with PHD and RING finger domain 1) methylation is regulated by SET7 and LSD1 (lysine-specific histone demethylase 1A) and is essential for homologous recombination (HR). In the above study, it was confirmed that SET7-mediated UHRF1 methylation promotes HR-induced polyubiquitination of proliferating cell nuclear antigen (PCNA). However, to elucidate the mechanism of UHRF1 methylation-induced HR, studies on the mediators that recruit UHRF1 to damaged lesions and interact with UHRF1 are needed. Accordingly, the inventors of the present invention confirmed that PARP1 (poly [ADP-ribose] polymerase 1) specifically interacts with UHRF1 induced by methylation by damage and induces HR progression by mediating UHRF1. completed.

본 발명은 (1) 암세포에 시험물질을 처리하는 단계; (2) 상기 시험물질이 처리된 암세포에서 UHRF1과 PARP1의 결합 정도를 확인하는 단계; 및 (3) 대조구 시료와 비교하여 상기 UHRF1과 PARP1의 결합 정도가 감소한 시험물질을 선별하는 단계를 포함하는 암 치료제 스크리닝 방법을 제공할 수 있다.The present invention comprises the steps of (1) treating cancer cells with a test substance; (2) confirming the degree of binding between UHRF1 and PARP1 in cancer cells treated with the test substance; and (3) selecting a test substance having a reduced degree of binding between UHRF1 and PARP1 compared to a control sample.

상기 UHRF1은 SET7 또는 손상된 DNA에 의해 메틸화된 것일 수 있으며, 보다 상세하게는 SET7에 의해 UHRF1 K385가 메틸화된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The UHRF1 may be methylated by SET7 or damaged DNA, and more specifically, UHRF1 K385 may be methylated by SET7, but is not limited thereto.

상기 PARP1은 메틸화된 UHRF1를 DNA 손상부위로 유입시키고, 메틸화된 UHRF1과 결합하여 암세포의 DNA 손상 복구를 유도하는 것일 수 있다.The PARP1 may induce DNA damage repair in cancer cells by introducing methylated UHRF1 into the DNA damage site and binding to the methylated UHRF1.

상기 UHRF1과 PARP1의 결합 정도가 감소하면 UHRF1에 의한 DNA 손상 복구가 억제되어 암세포의 사멸이 증가되는 것일 수 있다.When the binding degree of UHRF1 and PARP1 is decreased, DNA damage repair by UHRF1 may be inhibited, thereby increasing apoptosis of cancer cells.

상기 UHRF1과 PARP1의 결합 정도는 역전사 중합효소 연쇄반응(Reverse Transcription-Polymerase chain Reaction, RT-PCR), 효소면역분석법(ELISA), 면역침강법(immunoprecipitation), 면역조직화학, 웨스턴 블랏(Western Blotting) 및 유세포 분석법(FACS)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나로 측정하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The binding degree of the UHRF1 and PARP1 is reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), enzyme immunoassay (ELISA), immunoprecipitation (immunoprecipitation), immunohistochemistry, Western blotting (Western Blotting) And it may be measured by any one selected from the group consisting of flow cytometry (FACS), but is not limited thereto.

상기 시험물질은 PARP1과 메틸화된 UHRF1의 결합 또는 상호작용을 억제하여 UHRF1에 의해 유도되는 DNA 손상 복구를 억제시키는 것일 수 있다.The test substance may inhibit DNA damage repair induced by UHRF1 by inhibiting the binding or interaction of PARP1 with methylated UHRF1.

상기 암질환은 대장암, 신장암, 유방암, 간암, 폐암, 전립선암, 뇌암, 자궁암, 자궁경부암 및 백혈병으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The cancer disease may be selected from the group consisting of colon cancer, kidney cancer, breast cancer, liver cancer, lung cancer, prostate cancer, brain cancer, uterine cancer, cervical cancer and leukemia.

본 발명의 스크리닝 방법을 언급하면서 사용되는 용어 "시험물질"은 유전자의 발현량에 영향을 미치거나, 단백질의 발현 또는 활성에 영향을 미치거나 또는 단백질 사이의 결합에 영향을 미치는지 여부를 검사하기 위하여 스크리닝에 이용되는 미지의 후보 물질을 의미한다. 상기 시료는 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스-RNA, siRNA(small interference RNA) 및 천연물 추출물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "test substance" used while referring to the screening method of the present invention affects the expression level of a gene, affects the expression or activity of a protein, or affects the binding between proteins. It refers to an unknown candidate substance used for screening. The sample includes, but is not limited to, chemicals, nucleotides, antisense-RNA, small interference RNA (siRNA), and natural product extracts.

본 발명은 시험관 내(in vitro) 세포의 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 결합 억제를 유도하는 단계; 및 상기 메틸화된 UHRF1과 PARP1 결합 억제가 세포의 DNA 손상 복구를 저해시키는 단계를 포함하는 세포 DNA 손상 복구 억제 방법을 제공할 수 있다.The present invention provides a method comprising: inducing inhibition of binding of methylated UHRF1 to PARP1 in cells in vitro; And it may provide a method of inhibiting cell DNA damage repair comprising the step of inhibiting the binding of the methylated UHRF1 to PARP1 inhibits DNA damage repair in the cell.

또한, 본 발명은 PARP1을 유효성분으로 함유하는 시험관 내(in vitro) 세포의 메틸화된 UHRF1 매개 DNA 손상 복구 촉진용 시약조성물을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a reagent composition for accelerating repair of methylated UHRF1-mediated DNA damage in cells in vitro containing PARP1 as an active ingredient.

본 발명에서 사용된 "UHRF1"은 NCBI accession no. NP_001041666.1 일 수 있다."UHRF1" used in the present invention is NCBI accession no. It may be NP_001041666.1.

본 발명에서 사용된 "PARP1"는 NCBI accession no. NP_001609.2 일 수 있다."PARP1" used in the present invention is NCBI accession no. It may be NP_001609.2.

본 발명에서 사용된 "SET7"는 NCBI accession no. NP_085151.1 일 수 있다."SET7" used in the present invention is NCBI accession no. It may be NP_085151.1.

본 발명에서 사용된 "LSD1"는 NCBI accession no. NP_001009999.1 일 수 있다."LSD1" used in the present invention is NCBI accession no. It may be NP_001009999.1.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to help the understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the content of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

<실험예><Experimental example>

하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.The following experimental examples are intended to provide experimental examples commonly applied to each embodiment according to the present invention.

1. 세포배양 및 시약1. Cell culture and reagents

293T 및 U2OS 세포를 DMEM 배지(Gibco)에서 배양하였으며, HCT116 세포는 10% 태아소혈청 (Gibco) 및 0.05% 페니실린/스트렙토마이신(Welgene)이 포함된 RPMI 1640 배지 (Gibco)를 이용하여 37℃, 5% CO2에서 배양하였다.293T and U2OS cells were cultured in DMEM medium (Gibco), and HCT116 cells were cultured in RPMI 1640 medium (Gibco) containing 10% fetal bovine serum (Gibco) and 0.05% penicillin/streptomycin (Welgene) at 37°C, Incubated in 5% CO 2 .

2. 면역침강 분석 (Immunoprecipitation assay)2. Immunoprecipitation assay

세포를 용해버퍼(50 mM Tris-HCl [pH 7.5], 200 mM NaCl, 0.5% NP-40, 1× protease inhibitor cocktail) 로 용해시키고 4℃에서 항체와 하룻밤동안 배양하였다. 단백질 A/G 아가로스 비드 (GenDEPOT)를 첨가하여 4℃에서 3시간동안 교반하여 혼합하였다. 결합된 단백질은 면역블롯으로 확인하였다.Cells were lysed with lysis buffer (50 mM Tris-HCl [pH 7.5], 200 mM NaCl, 0.5% NP-40, 1× protease inhibitor cocktail) and incubated overnight with the antibody at 4°C. Protein A/G agarose beads (GenDEPOT) were added and mixed by stirring at 4°C for 3 hours. The bound protein was confirmed by immunoblot.

3. 염색질 면역침강3. Chromatin Immunoprecipitation

염색질 I-SceI 부위가 통합된 U2OS-DRGFP 세포를 사용하였다.U2OS-DRGFP cells with integrated chromatin I-SceI sites were used.

간략하게, DSB로 유도된 I-SceI 플라스미드를 세포에 형질주입하고 48시간 후 1% 포름알데히드와 가교결합시켰다. 이후 125 mM 글리신을 5분간 첨가하였다.Briefly, the DSB-derived I-SceI plasmid was transfected into cells and cross-linked with 1% formaldehyde 48 h later. Then 125 mM glycine was added for 5 minutes.

수집된 세포를 SDS 용해 버퍼 [1% SDS, 10 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl (pH 8.1)]에 재현탁시켰다. 세포를 초음파분해한 후 용해물을 면역침강시켰다. 면역침강물을 분리하고 역가교결합한 후 DNA 조각을 정제하였다. UHRF1 관련 DNA는 I-SceI 부위에 대한 프라이머를 이용하여 실시간 PCR로 분석하였으며, 상기 프라이머는 다음과 같다: 정방향(forward), 5'-AACCATGTTCATGCCTTCTT-3'; 역방향(reverse), 5'-CCTCGTGGGTCTT-CTACTTT-3'. 모든 실험은 3번 반복 수행되어 유사한 결과를 확인하였다.The collected cells were resuspended in SDS lysis buffer [1% SDS, 10 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl, pH 8.1]. Cells were sonicated and the lysate was immunoprecipitated. The immunoprecipitate was isolated, reverse cross-linked, and the DNA fragment was purified. UHRF1-related DNA was analyzed by real-time PCR using a primer for the I-SceI site, and the primers were as follows: forward, 5'-AACCATGTTCATGCCTTCTT-3'; Reverse, 5'-CCTCGTGGGTCTT-CTACTTT-3'. All experiments were repeated three times to confirm similar results.

4. LTQ-orbitrap 질량 분석4. LTQ-orbitrap mass spectrometry

IP 복합체를 SDS-PAGE에 분해하고 쿠마시 브릴리언트블루(Coomassie brilliant blue)로 염색하였다. 이후 하룻밤동안 37℃에서 트립신 분해하고, C18 컬럼을 이용하여 선형 구배 (A: 100% H2O, 0.1% 포름산 및 B: 100% ACN)와 300 nl/min 유속으로 용출된 펩타이드를 분리시켰다.The IP complex was digested on SDS-PAGE and stained with Coomassie brilliant blue. Then, it was trypsinized overnight at 37° C., and the eluted peptide was separated using a C18 column with a linear gradient (A: 100% H 2 O, 0.1% formic acid, and B: 100% ACN) and a flow rate of 300 nl/min.

시료 2 μl를 주입하였으며, nano-LC system (EASY nLC; Thermo Scientific)에 연결된 dual-mass spectrometer (LTQ Orbitrap Velos; Thermo Scientific) 질량 분석기를 이용하였다. 2 μl of the sample was injected, and a dual-mass spectrometer (LTQ Orbitrap Velos; Thermo Scientific) mass spectrometer connected to a nano-LC system (EASY nLC; Thermo Scientific) was used.

상기 방법은 하나의 전체 MS scan (mass range: 150-2000 m/z)을 포함하는 사이클로 구성되었으며, SEQUEST를 이용하여 MS/MS 스펙트럼을 검색하여 단백질을 확인하였다. 질량 분석 및 단백질체 분석은 한국기초과학지원연구소의 Ion Mobility Tandem Mass Spectrometer로 수행되었다. The method consisted of a cycle including one full MS scan (mass range: 150-2000 m/z), and the protein was identified by searching the MS/MS spectrum using SEQUEST. Mass spectrometry and proteomic analysis were performed with the Ion Mobility Tandem Mass Spectrometer of the Korea Basic Science Institute.

5. DNA 수선 (DNA repair) 분석5. DNA repair analysis

통합된 DNA 수선 리포터 시스템을 이용하여 HR 효율성을 확인하였다.HR efficiency was confirmed using an integrated DNA repair reporter system.

간략하게, shUHRF1 또는 shPARP1 바이러스 감염 24시간 후 U2OS 세포에 DSB로 유도된 I-SceI 플라스미드를 형질주입하였다. 형질주입 48시간 후 세포를 수집하고 BD Accuri C6 cytometer (BD Biosciences)를 이용한 FACS (fluorescence-activated cell sorting)으로 GFP-양성 세포의 백분율을 확인하였으며, BD Accuri C6 software (BD Biosciences)를 이용하여 데이터를 분석하였다. 수선 빈도는 최소 3번의 독립적인 실험의 평균값으로 나타내었다.Briefly, U2OS cells were transfected with DSB-induced I-SceI plasmid 24 h after shUHRF1 or shPARP1 virus infection. After 48 hours of transfection, cells were collected and the percentage of GFP-positive cells was confirmed by FACS (fluorescence-activated cell sorting) using a BD Accuri C6 cytometer (BD Biosciences), and data using BD Accuri C6 software (BD Biosciences) was analyzed. The repair frequency was expressed as the average value of at least 3 independent experiments.

<실시예 1> 메틸화 의존 방법에 따른 UHRF1과 PARP1 상호작용 확인<Example 1> Confirmation of UHRF1 and PARP1 interaction according to a methylation-dependent method

DNA 이중 가닥 손상 (DSB) 수선 메커니즘의 전제조건이 메틸전이효소 (methyltransferase) SET7에 의한 K385의 UHRF1 메틸화임이 보고됨에 따라, UHRF1 메틸화 의존성 HR 진행 이상의 조절 메커니즘을 확인하기 위해, 질량 분광분석 단백질체학 분석(mass spectrometry proteomic analysis)을 수행하여 UHRF1 상호작용 단백질을 확인하였다. As it was reported that UHRF1 methylation of K385 by the methyltransferase SET7 is a prerequisite for the DNA double-strand break (DSB) repair mechanism, to confirm the regulatory mechanism of UHRF1-methylation-dependent HR progression or more, mass spectrometry proteomics analysis (mass spectrometry proteomic analysis) was performed to confirm the UHRF1 interacting protein.

비메틸화 또는 메틸화 UHRF1에 대한 각각 다른 두 개의 항체를 사용하여 UHRF1 메틸화 의존적 상호작용 단백질을 침전시켰다.Two different antibodies to unmethylated or methylated UHRF1 were used to precipitate UHRF1 methylation-dependent interacting proteins.

그 결과, 도 1A와 같이 메틸화된 UHRF1는 PARP1과 강한 상호작용을 나타내었다. 또한, SET7이 UHRF1 메틸화를 담당하고 있으며, 촉매 결핍 돌연변이 SET7 H297A에서 완전한 UHRF1 메틸화가 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 1B와 같이 SET7에 의한 UHRF1 메틸화는 PARP1과의 결합에 중요한 것을 확인할 수 있었다. As a result, as shown in FIG. 1A, methylated UHRF1 exhibited a strong interaction with PARP1. In addition, it was confirmed that SET7 is responsible for UHRF1 methylation, and complete UHRF1 methylation does not appear in the catalyst-deficient mutant SET7 H297A. In addition, as shown in FIG. 1B, it was confirmed that UHRF1 methylation by SET7 is important for binding to PARP1.

앞선 연구에서 LSD1이 UHRF1을 탈메틸화시키는 것이 확인됨에 따라, 도 1C와 같이 LSD1이 UHRF1-PARP1 상호작용을 저해하는 반면 LSD1 억제는 상기 상호작용을 증가시킬 것으로 가정하고, 메틸화 상태와 UHRF1-PARP1 결합간의 상관관계를 확인하기 위해, LSD1 결핍 후 상기 단백질들의 인접성을 확인하였다. As it was confirmed in the previous study that LSD1 demethylates UHRF1, it is assumed that LSD1 inhibits UHRF1-PARP1 interaction while LSD1 inhibition increases the interaction, as shown in FIG. 1C, methylation status and UHRF1-PARP1 binding In order to confirm the correlation between the proteins, the proximity of the proteins after LSD1 deficiency was confirmed.

그 결과, 도 1D와 같이 LSD1 넉다운은 UHRF1와 PARP1 간의 매우 강한 상호작용을 유도하는 것이 확인되었다.As a result, it was confirmed that LSD1 knockdown induces a very strong interaction between UHRF1 and PARP1, as shown in FIG. 1D.

상기 결과로부터 SET7에 의해 UHRF1 메틸화 상태가 조절되고 LSD1에 의해 UHRF1-PARP1 상호작용이 결정되는 것을 확인할 수 있었다.From the above results, it was confirmed that UHRF1 methylation status was regulated by SET7 and UHRF1-PARP1 interaction was determined by LSD1.

<실시예 2> H<Example 2> H 22 OO 22 매개 UHRF1 메틸화에 의한 UHRF1 및 PARP1의 증가된 상호작용 확인 Confirmation of increased interaction of UHRF1 and PARP1 by mediated UHRF1 methylation

DSB는 UHRF1 메틸화를 촉진시킨다. 메틸화 의존적 조건으로 UHRF1과 PARP1이 상호작용하는 것을 확인함에 따라, DNA 손상이 UHRF1과 PARP1의 결합을 증가시킬 수 있는 지를 확인하였다. DSB promotes UHRF1 methylation. By confirming the interaction between UHRF1 and PARP1 under methylation-dependent conditions, it was confirmed whether DNA damage could increase the binding of UHRF1 and PARP1.

그 결과, 도 2A와 같이 H2O2 노출 후 두 단백질 간의 상호작용이 향상된 반면, SET7 결핍 시에는 H2O2에 의한 UHRF1-PARP1 상호작용이 증가되지 않았다. 또한, 도 2B와 같이 H2O2에 의한 DNA 손상은 메틸화 결핍 UHRF1 K385R 보다 야생형 UHRF1에서 높은 UHRF1-PARP1 상호작용을 유도하는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 2A , the interaction between the two proteins was improved after exposure to H 2 O 2 , whereas the interaction between UHRF1-PARP1 by H 2 O 2 was not increased in SET7 deficiency. In addition, as shown in FIG. 2B , it was confirmed that DNA damage by H 2 O 2 induced a higher UHRF1-PARP1 interaction in wild-type UHRF1 than in methylation-deficient UHRF1 K385R.

상기 결과로부터 H2O2에 의해 유도된 UHRF1 메틸화가 PARP1과의 결합을 매개하는 것이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that UHRF1 methylation induced by H 2 O 2 mediates binding to PARP1.

<실시예 3> DNA 손상 복구 과정에 있어 PARP1의 역할 확인<Example 3> Confirmation of role of PARP1 in DNA damage repair process

손상된 부위로의 UHRF1 유입은 메틸화 상태에 의해 조절된다. 도 1 및 도 2를 참고하면, PARP1은 메틸화된 UHRF1과 우선적으로 상호작용하는 것을 확인할 수 있었다.UHRF1 entry into the injured site is regulated by methylation status. 1 and 2 , it was confirmed that PARP1 preferentially interacts with methylated UHRF1.

PARP1은 다양한 DNA 수선 경로에 관여하고, 손상 복구 단백질의 조절자로 기능하기 때문에 PARP1이 DSB 손상에 대한 UHRF1의 동원 여부를 확인하였다.Since PARP1 is involved in various DNA repair pathways and functions as a modulator of damage repair proteins, it was confirmed whether PARP1 mobilized UHRF1 for DSB damage.

DSB 주위에 UHRF1 유입을 확인하기 위해, 도 3A와 같이 U2OS-DRGFP 세포에서 ChIP 분석을 수행하였다. To confirm UHRF1 influx around DSB, ChIP analysis was performed in U2OS-DRGFP cells as shown in FIG. 3A.

그 결과, 도 3B와 같이 I-SceI 이소성 발현은 DSB를 생성하고 UHRF1을 유입시키는 것이 확인되었다. 그러나 도 3B를 참고하면 PARP1 결핍 후에는 UHRF1이 DSB에 축적되지 못하는 것을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that I-SceI ectopic expression produced DSB and introduced UHRF1 as shown in FIG. 3B. However, referring to FIG. 3B , it was confirmed that UHRF1 did not accumulate in DSB after PARP1 deficiency.

또한, PARP1 억제제인 올라파립 (olaparib)을 사용하여 손상 부위로 UHRF1 유입에 대한 PARP1의 영향을 확인하였다.In addition, the effect of PARP1 on the influx of UHRF1 to the injured site was confirmed using olaparib, a PARP1 inhibitor.

그 결과, PARP1이 올라파립에 의해 손상된 병변에 지연된다는 연구결과와 일치하게 도 3C와 같이 UHRF1 역시 DSB 주변에 정체되어 있는 것이 확인되었다. 그러나 흥미롭게도 도 3D를 참고하면, UHRF1 K385R은 손상 병변으로 유입되지 못함에 따라, 메틸화 의존성 UHRF1-PARP1 상호작용의 지원이 확인되었다.As a result, consistent with the study result that PARP1 was delayed in lesions damaged by olaparib, it was confirmed that UHRF1 was also stagnated around the DSB as shown in FIG. 3C. Interestingly, however, referring to FIG. 3D , as UHRF1 K385R did not enter the injured lesion, support of the methylation-dependent UHRF1-PARP1 interaction was confirmed.

상기 결과로부터 상동재조합 (HR)에서 PARP1의 주요 역할이 확인됨에 따라, PARP1에 의해 메틸화된 UHRF1 축적이 HR을 촉진시킬 수 있을지 확인하였다.As the main role of PARP1 in homologous recombination (HR) was confirmed from the above results, it was confirmed whether the accumulation of UHRF1 methylated by PARP1 could promote HR.

도 3E와 같이 야생형 UHRF1 세포에서 PARP1 넉다운은 HR 효율을 감소시켰다. 흥미롭게도 UHRF1의 K385가 억제된 경우, PARP1 결핍은 HR 효율성에 영향을 미치지 않았다. 또한, 도 3F와 같이 메틸화 결핍 UHRF1가 과발현된 세포에서는 올라파립이 존재하거나 존재하지 않는 조건 모두에서 불완전한 HR이 확인되었다.As shown in Figure 3E, PARP1 knockdown in wild-type UHRF1 cells reduced HR efficiency. Interestingly, when K385 of UHRF1 was inhibited, PARP1 deficiency did not affect HR efficiency. In addition, as shown in FIG. 3F, incomplete HR was confirmed in the cells in which methylation-deficient UHRF1 was overexpressed both in the presence or absence of olaparib.

상기 결과로부터 PARP1의 역할은 HR 진행에 있어 손상된 병변으로 UHRF1을 동원시키는 것임이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that the role of PARP1 is to recruit UHRF1 to damaged lesions in HR progression.

<실시예 4> DNA 손상에 대한 UHRF1-PARP1 상호작용의 영향 확인<Example 4> Confirmation of the effect of UHRF1-PARP1 interaction on DNA damage

앞선 실험에서 PARP1-UHRF1 상호작용에 의한 HR 활성 조절이 확인됨에 따라, UHRF1 메틸화와 PARP1의 협력이 세포 주기 진행에 미치는 영향을 확인하였다. As the regulation of HR activity by PARP1-UHRF1 interaction was confirmed in the previous experiment, the effect of UHRF1 methylation and PARP1 cooperation on cell cycle progression was confirmed.

앞선 연구와 일치하게(15, 16), 야생형 UHRF1 세포에서 H2O2에 의해 유도된 DNA 손상은 G2/M 주기 비율을 증가시켰으나, UHRF1 K385R 세포에서는 현저한 G2/M 기 정지가 확인되었으며, 이러한 결과는 DNA 복구 효율성 (34.6% WT vs 41.4% K385R) 감소를 나타낸다. Consistent with previous studies (15, 16), DNA damage induced by H 2 O 2 in wild-type UHRF1 cells increased the G2/M cycle ratio, but significant G2/M phase arrest was confirmed in UHRF1 K385R cells. Results indicate a decrease in DNA repair efficiency (34.6% WT vs 41.4% K385R).

또한, 도 4A와 같이 올라파립 처리는 UHRF1 WT 또는 K385R 회복 후 세포주기 장애에 유사하게 관여하는 것으로 확인됨에 따라, PARP1이 UHRF1의 DSB 수선 기능을 결정하는 것으로 제안될 수 있다.In addition, as it was confirmed that olaparib treatment was similarly involved in cell cycle disorders after UHRF1 WT or K385R recovery as shown in FIG. 4A, PARP1 may be suggested to determine the DSB repair function of UHRF1.

PI 염색에 따른 세포주기 분석 결과와 일치하게 BrdU 결합분석 결과, 메틸화 결핍 UHRF1은 손상된 DNA를 효율적으로 복구할 수 없으며, PARP1은 올라파립 처리 후 염색질을 포박하는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. Consistent with the cell cycle analysis results according to PI staining, as a result of the BrdU binding analysis, it was confirmed that methylation-deficient UHRF1 could not efficiently repair damaged DNA, and that PARP1 played a role in encapsulating chromatin after olaparib treatment.

흥미롭게도 면역세포화학 분석결과, UHRF1의 이소성 발현은 성공적인 DSB 수선에 통해 γ-H2AX 병소를 감소시키는 것으로 확인되었으며, 이와 대조적으로 인접한 비형질주입 세포에서는 남은 γ-H2AX 병소가 확인되었다. 그러나 UHRF1 K385R의 과발현은 γ-H2AX 수준 변화에 영향을 나타내지 않았으며, 이는 하위 DNA 수선 과정의 부재에 의해 세포주기 진행 억제가 극복되지 못한 것으로 예상될 수 있다.Interestingly, as a result of immunocytochemical analysis, it was confirmed that ectopic expression of UHRF1 reduced γ-H2AX lesions through successful DSB repair, whereas remaining γ-H2AX lesions were confirmed in adjacent non-transfected cells. However, overexpression of UHRF1 K385R did not show an effect on the change in γ-H2AX level, which could be expected that cell cycle progression inhibition was not overcome by the absence of sub-DNA repair process.

한편, 도 4B와 같이 메틸화 결핍 UHRF1은 야생형 UHRF1 보다 높은 세포사멸적 세포사를 유도하는 것이 확인되었다. 그러나 올라파립 처리 후 야생형 또는 메틸화 결핍 UHRF1의 과발현에도 불구하고 세포사멸적 신호경로가 억제되지 않았다.Meanwhile, as shown in FIG. 4B , it was confirmed that methylation-deficient UHRF1 induces higher apoptotic cell death than wild-type UHRF1. However, despite overexpression of wild-type or methylation-deficient UHRF1 after olaparib treatment, the apoptotic signaling pathway was not inhibited.

마지막으로, 올라파립 존재 또는 비존재 조건에서 H2O2 처리에 따른 세포 생존도를 확인하였다.Finally, cell viability according to H 2 O 2 treatment in the presence or absence of olaparib was confirmed.

그 결과, 도 4C와 같이 올라파립은 야생형 UHRF1 세포에서 세포 생존도를 현저하게 감소시켰다. 그러나 올라파립 처리와 상관없이 UHRF1 K385R 세포에서는 세포 생존도 감소가 나타나지 않았다. 상기 결과로부터 DNA 손상에 대한 높은 민감도가 확인되었다. As a result, as shown in Figure 4C, olaparib significantly reduced cell viability in wild-type UHRF1 cells. However, there was no decrease in cell viability in UHRF1 K385R cells regardless of olaparib treatment. From the above results, high sensitivity to DNA damage was confirmed.

한편, 손상 무시(damage tolerance)에 대한 UHRF1-PARP1의 영향을 확인하기 위해, 콜로니 형성 분석을 수행하였다. Meanwhile, to confirm the effect of UHRF1-PARP1 on damage tolerance, a colony formation assay was performed.

도 4D를 참고하면, 도 4C의 결과와 일치하게 올라파립이 처리된 경우, 메틸화 결핍 UHRF1 세포의 세포 생존에는 거의 영향을 미치지 않았다. 이에 따라 UHRF1-PARP1 상호작용이 세포 증식에 중요한 역할을 하는 것이 확인되었다.Referring to Figure 4D, consistent with the results of Figure 4C, when olaparib was treated, there was little effect on the cell survival of methylation-deficient UHRF1 cells. Accordingly, it was confirmed that the UHRF1-PARP1 interaction plays an important role in cell proliferation.

상기 결과들로부터 PARP1은 메틸화 상태에 따라 UHRF1의 유입을 조절하고, UHRF1와 PARP1의 상호작용은 HR 진행을 매개하고 DNA 손상에 대한 반응으로 세포주기 진행 및 세포 증식을 조절하는 것이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that PARP1 regulates the influx of UHRF1 according to the methylation status, and the interaction between UHRF1 and PARP1 mediates HR progression and regulates cell cycle progression and cell proliferation in response to DNA damage.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the present invention, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

(1) 암세포에 시험물질을 처리하는 단계;
(2) 상기 시험물질이 처리된 암세포에서 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 결합 정도를 확인하는 단계; 및
(3) 대조구 시료와 비교하여 상기 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 결합 정도가 감소한 시험물질을 선별하는 단계를 포함하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.
(1) treating cancer cells with a test substance;
(2) confirming the degree of binding between methylated UHRF1 and PARP1 in cancer cells treated with the test substance; and
(3) A cancer disease therapeutic screening method comprising the step of selecting a test substance with a reduced degree of binding between the methylated UHRF1 and PARP1 compared to a control sample.
청구항 1에 있어서, 상기 메틸화된 UHRF1은 SET7 또는 손상된 DNA에 의해 메틸화가 유도된 것을 특징으로 하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.The method according to claim 1, wherein the methylated UHRF1 is methylated by SET7 or damaged DNA. 청구항 1에 있어서, 상기 PARP1은 메틸화된 UHRF1를 DNA 손상부위로 유입시키고, 메틸화된 UHRF1과 결합하여 암세포의 DNA 손상 복구를 유도하는 것을 특징으로 하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.The method according to claim 1, wherein the PARP1 introduces methylated UHRF1 into a DNA damage site and binds to the methylated UHRF1 to induce DNA damage repair in cancer cells. 청구항 1에 있어서, 상기 결합 정도가 감소하면 UHRF1에 의한 DNA 손상 복구가 억제되어 암세포의 사멸이 증가되는 것을 특징으로 하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.The method according to claim 1, wherein when the degree of binding is reduced, DNA damage repair by UHRF1 is inhibited, and apoptosis of cancer cells is increased. 청구항 1에 있어서, 상기 결합 정도는 역전사 중합효소 연쇄반응(Reverse Transcription-Polymerase chain Reaction, RT-PCR), 효소면역분석법(ELISA), 면역침강법(immunoprecipitation), 면역조직화학, 웨스턴 블랏(Western Blotting) 및 유세포 분석법(FACS)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나로 측정하는 것을 특징으로 하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.The method according to claim 1, wherein the degree of binding is reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), enzyme immunoassay (ELISA), immunoprecipitation (immunoprecipitation), immunohistochemistry, Western blotting (Western Blotting) ) and a cancer disease therapeutic screening method, characterized in that the measurement is performed by any one selected from the group consisting of flow cytometry (FACS). 청구항 1에 있어서, 상기 시험물질은 PARP1과 메틸화된 UHRF1의 결합 또는 상호작용을 억제하여 UHRF1에 의해 유도되는 DNA 손상 복구를 억제시키는 것을 특징으로 하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.The method according to claim 1, wherein the test substance inhibits the binding or interaction of PARP1 and methylated UHRF1 to inhibit DNA damage repair induced by UHRF1. 청구항 1에 있어서, 상기 암질환은 대장암, 신장암, 유방암, 간암, 폐암, 전립선암, 뇌암, 자궁암, 자궁경부암 및 백혈병으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 암질환 치료제 스크리닝 방법.The method according to claim 1, wherein the cancer disease is selected from the group consisting of colon cancer, kidney cancer, breast cancer, liver cancer, lung cancer, prostate cancer, brain cancer, uterine cancer, cervical cancer and leukemia. 시험관 내(in vitro) 세포의 메틸화된 UHRF1과 PARP1의 결합 억제를 유도하는 단계; 및
상기 메틸화된 UHRF1과 PARP1 결합 억제가 세포의 DNA 손상 복구를 저해시키는 단계를 포함하는 세포 DNA 손상 복구 억제 방법.
inducing inhibition of binding of methylated UHRF1 to PARP1 in cells in vitro; and
Cellular DNA damage repair inhibition method comprising the step of inhibiting the binding of the methylated UHRF1 to PARP1 inhibits DNA damage repair in the cell.
PARP1을 유효성분으로 함유하는 시험관 내(in vitro) 세포의 메틸화된 UHRF1 매개 DNA 손상 복구 촉진용 시약조성물.A reagent composition for accelerating repair of methylated UHRF1-mediated DNA damage in cells containing PARP1 as an active ingredient.
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