KR102475915B1 - Marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p and pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an expression inhibitor of a target gene thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물 및 이의 표적 유전자의 발현 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 이를 이용하면 만성신부전 등 혈관석회화 발병 가능성이 높은 임상 환자 중 혈관 내부에 있는 혈관석회화를 기존의 방법으로 진단하기 어려운 경우에 대하여 적용하거나, 또는 혈관석회화 진단을 위한 바이오마커로서 활용할 수 있다.The present invention relates to a marker composition for diagnosing vascular calcification, including miRNA-27a-3p, and a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification, including an expression inhibitor of its target gene. Among high clinical patients, it can be applied to cases where it is difficult to diagnose vascular calcification inside blood vessels by conventional methods, or can be used as a biomarker for diagnosing vascular calcification.

Description

miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물 및 이의 표적 유전자의 발현 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물 {Marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p and pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an expression inhibitor of a target gene thereof}A marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p and a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an expression inhibitor of its target gene {Marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p and pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an expression inhibitor of a target gene thereof}

본 발명은 miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물 및 이의 표적 유전자의 발현 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혈관 석회화 모델에서 miRNA-27a-3p의 발현이 감소하는 것을 이용하여 이를 측정함으로써 혈관 석회화 진단에 활용하고, miRNA-27a-3p의 표적 유전자인 ATF3의 발현을 억제함으로써 혈관 석회화를 치료할 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a marker composition for diagnosing vascular calcification containing miRNA-27a-3p and a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification containing an expression inhibitor of its target gene, and more particularly, miRNA-27a in a vascular calcification model. The present invention relates to a technology capable of treating vascular calcification by measuring the decrease in expression of -3p and using it for diagnosing vascular calcification and suppressing the expression of ATF3, a target gene of miRNA-27a-3p.

혈관 석회화는 뼈와 연조직에 인산 칼슘과 같은 무기질이 침착되는 현상을 말한다. 혈관, 신장, 뇌, 심장, 폐 등 연조직에서의 석회화는 비정상부위 석회화(ectopic calcification)라 하고, 뼈나 치아와 같은 정상적으로 석회화가 되는 부위와는 다르게 병적인 질환의 특징을 나타낸다. 관상동맥을 포함한 광범위한 혈관 석회화는 만성신장병 환자에서 흔히 관찰된다. 전통적인 위험 요인인 고혈압, 당뇨, 이상지질혈증, 고령화, 그리고 흡연 등이 혈관석회화 발생에 영향을 미친다.Vascular calcification refers to the deposition of minerals such as calcium phosphate in bones and soft tissues. Calcification in soft tissues such as blood vessels, kidneys, brain, heart, lungs, etc. is referred to as ectopic calcification, and exhibits the characteristics of a pathological disease different from normal calcified areas such as bones and teeth. Extensive vascular calcification, including coronary arteries, is commonly observed in patients with chronic kidney disease. Traditional risk factors such as hypertension, diabetes, dyslipidemia, aging, and smoking affect the occurrence of vascular calcification.

혈관석회화는 죽상경화성 석회화(atherosclerotic calcification)와 내측동맥 석회화(medial artery calcification)의 두 종류로 분류한다. 만성신장병 환자의 경우 신장 기능 저하로 인하여 칼슘-인 결합체 농도가 상승되어 있다. 이러한 현상이 지속될 경우 내측동맥을 구성하는 혈관 평활근 세포에 혈관 석회화가 발생하게 된다. 혈관 석회화를 조절하기 위해 인산염 결합제(phosphate binder), 활성 비타민 D 유사체(active vitamin D analog), 칼슘 유사체(calcimimetics) 등 여러 약제들이 개발되어 사용되고 있지만 치료 효과는 미비하며 만성신장병 환자에게서 혈관석회화는 여전히 흔하게 나타나고 있다.Vascular calcification is classified into two types: atherosclerotic calcification and medial artery calcification. In patients with chronic kidney disease, the concentration of calcium-phosphorus complex is elevated due to decreased renal function. If this phenomenon continues, vascular calcification occurs in the vascular smooth muscle cells constituting the medial artery. Although various drugs such as phosphate binders, active vitamin D analogs, and calcium analogs have been developed and used to control vascular calcification, their therapeutic effects are insignificant, and vascular calcification is still present in patients with chronic kidney disease. appears frequently.

이러한 혈관석회화의 발병기전에는 여러 요소들과 기전이 영향을 미칠 수 있다. 혈관석회화는 심혈관질환과 연관되어 있으며 심혈관 질환은 현재 사망률이 높은 질환 중 하나이다. 따라서 보다 더 효과적인 혈관석회화 치료를 위해서는 혈관석회화 발생에 관여하는 새로운 기전을 찾을 필요가 있다.Several factors and mechanisms may influence the pathogenesis of vascular calcification. Vascular calcification is associated with cardiovascular disease, and cardiovascular disease is currently one of the diseases with high mortality. Therefore, for more effective treatment of vascular calcification, it is necessary to find a new mechanism involved in the occurrence of vascular calcification.

마이크로 RNA는 22 염기서열을 가진 단일가닥 비암호화 RNA로써 여러 조직들에서 발현된다. 마이크로 RNA는 표적 유전자의 3’UTR (3’미번역부위)에 결합하여 유전자 발현을 조절한다. 한 개의 마이크로 RNA는 여러 개의 유전자를 표적으로 하여 조절하기도 하며 여러 개의 마이크로 RNA가 한 개의 표적 유전자를 조절하기도 한다.Micro RNA is a single-stranded non-coding RNA with a 22-nucleotide sequence and is expressed in various tissues. MicroRNA regulates gene expression by binding to the 3'UTR (3' untranslated region) of the target gene. One microRNA may target and regulate multiple genes, and multiple microRNAs may regulate one target gene.

현재 혈관석회화 기전에서 작용하는 마이크로 RNA에 대해서 많은 보고가 되고 있지만, 이를 이용한 혈관 석회화 예방 및 치료적 조성물로 작용하는 마이크로 RNA는 보고된 바가 없다.Currently, many reports have been made on microRNAs that act in the mechanism of vascular calcification, but microRNAs that act as preventive and therapeutic compositions for vascular calcification using them have not been reported.

이에 본 발명자들은 혈관 석회화 기전에서 작용하는 miRNA-27a-3p(microRNA-27a-3p)와 표적 유전자인 ATF3을 매개한 새로운 혈관 석회화의 조절 기전을 밝혔다. miRNA-27a-3p는 혈관 석회화 모델에서 감소하므로 석회화 진단에 활용될 수 있으며, miRNA-27a-3p mimic과 miRNA-27a-3p의 표적유전자 ATF3 siRNA를 처리했을 때 혈관 석회화가 차단되므로 이를 혈관 석회화의 예방 또는 치료제로 활용할 수 있다.Accordingly, the present inventors identified a new regulatory mechanism of vascular calcification mediated by miRNA-27a-3p (microRNA-27a-3p) acting in the vascular calcification mechanism and ATF3, a target gene. Since miRNA-27a-3p decreases in the vascular calcification model, it can be used for calcification diagnosis. When the miRNA-27a-3p mimic and miRNA-27a-3p's target gene, ATF3 siRNA, vascular calcification is blocked, it can be used for calcification diagnosis. It can be used for prevention or treatment.

이에, 본 발명의 목적은 miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a marker composition for diagnosing vascular calcification containing miRNA-27a-3p.

본 발명의 다른 목적은 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 제제를 포함하는 혈관 석회화 진단용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for diagnosing vascular calcification comprising an agent for measuring the expression level of miRNA-27a-3p.

본 발명의 또 다른 목적은 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 제제를 포함하는 혈관 석회화 진단용 조성물을 포함하는 혈관 석회화 진단용 키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a kit for diagnosing vascular calcification including a composition for diagnosing vascular calcification including an agent for measuring the expression level of miRNA-27a-3p.

본 발명의 또 다른 목적은 피검체 유래의 생물학적 시료로부터 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 측정 단계를 포함하는 혈관 석회화의 진단을 위한 정보제공방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an information providing method for diagnosing vascular calcification, which includes a measurement step of measuring the expression level of miRNA-27a-3p from a biological sample derived from a subject.

본 발명의 또 다른 목적은 다음 단계를 포함하는 혈관 석회화 치료제 스크리닝 방법을 제공하는 것이다:Another object of the present invention is to provide a method for screening a therapeutic agent for vascular calcification comprising the following steps:

시험관내에서 피검 물질을 miRNA-27a-3p 발현 세포에 처리하는 처리 단계; 및A treatment step of treating cells expressing miRNA-27a-3p with a test substance in vitro; and

피검 물질을 처리하지 않은 경우에 비하여 miRNA-27a-3p 발현량을 증가시키는 피검물질을 선발하는 선발 단계.Selection step of selecting a test substance that increases miRNA-27a-3p expression level compared to the case where the test substance is not treated.

본 발명의 또 다른 목적은 ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 또는 ATF3의 활성 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification containing an inhibitor of the expression of a gene encoding ATF3 or the activity of ATF3.

본 발명의 또 다른 목적은 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 제제의 혈관 석회화 진단 용도, 또는 ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 또는 ATF3의 활성 억제제의 혈관 석회화 예방 또는 치료 용도에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to the use of a preparation measuring the expression level of miRNA-27a-3p for diagnosing vascular calcification, or the use of an ATF3-encoding gene expression or ATF3 activity inhibitor for preventing or treating vascular calcification.

본 발명은 miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물 및 이의 표적 유전자의 발현 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 miRNA-27a-3p는 혈관 석회화 모델에서 감소하므로 석회화 진단에 활용될 수 있으며, miRNA-27a-3p mimic과 miRNA-27a-3p의 표적유전자 ATF3 siRNA를 처리했을 때 혈관 석회화가 차단되는 결과가 나타났다.The present invention relates to a marker composition for diagnosing vascular calcification containing miRNA-27a-3p and a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification containing an expression inhibitor of its target gene. Since it decreases in the calcification model, it can be used for calcification diagnosis, and when the miRNA-27a-3p mimic and the target gene ATF3 siRNA of miRNA-27a-3p were treated, vascular calcification was blocked.

본 발명자들은 혈관 석회화 관련 질환을 진단하고 예방 또는 치료용 조성물을 개발하고자 예의 노력 연구하였다. 그 결과, 혈관 석회화 모델에서 마이크로RNA-27a-3p가 유의적으로 감소하였으며, 혈관 석회화 유발 모델에서 마이크로RNA-27a-3p mimic를 과발현 시켰을 때 혈관 석회화가 억제됨을 확인하였다.The present inventors have diligently studied to diagnose vascular calcification-related diseases and to develop a preventive or therapeutic composition. As a result, microRNA-27a-3p was significantly reduced in the vascular calcification model, and it was confirmed that vascular calcification was inhibited when the microRNA-27a-3p mimic was overexpressed in the vascular calcification-induced model.

반면, 마이크로RNA-27a-3p의 표적유전자로써 ATF3이 혈관석회화 기전에서 조절됨을 확인하였으며, miR-27a-3p를 과발현시켰을 때 ATF3 발현이 감소됨을 확인하였다. ATF3 siRNA를 처리한 세포에서는 혈관석회화가 차단됨을 확인한 반면, ATF3을 과발현 시켰을 때는 마이크로RNA-27a-3p mimic에 의해 감소된 혈관 석회화가 다시 악화됨을 확인하였다.On the other hand, it was confirmed that ATF3, as a target gene of microRNA-27a-3p, was regulated in the vascular calcification mechanism, and it was confirmed that ATF3 expression was reduced when miR-27a-3p was overexpressed. It was confirmed that vascular calcification was blocked in cells treated with ATF3 siRNA, whereas vascular calcification, reduced by the microRNA-27a-3p mimic, was aggravated again when ATF3 was overexpressed.

이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 양태는 miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물이다.One aspect of the present invention is a marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p.

상기 miRNA-27a-3p는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것일 수 있다.The miRNA-27a-3p may consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 다른 양태는 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 제제를 포함하는 혈관 석회화 진단용 조성물이다.Another aspect of the present invention is a composition for diagnosing vascular calcification comprising an agent for measuring the expression level of miRNA-27a-3p.

상기 miRNA-27a-3p는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것일 수 있다.The miRNA-27a-3p may consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명에 있어서 miRNA-27a-3p의 발현을 측정하는 제제는 상기 miRNA에 상보적으로 결합하는 센스 및 안티센스 프라이머, 또는 프로브인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, agents for measuring the expression of miRNA-27a-3p may be sense and antisense primers or probes that complementarily bind to the miRNA, but are not limited thereto.

본 발명의 또 다른 양태는 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 제제를 포함하는 혈관 석회화 진단용 조성물을 포함하는 혈관 석회화 진단용 키트이다.Another aspect of the present invention is a kit for diagnosing vascular calcification including a composition for diagnosing vascular calcification including an agent for measuring the expression level of miRNA-27a-3p.

본 발명의 또 다른 양태는 피검체 유래의 생물학적 시료로부터 miRNA-27a-3p의 발현량을 측정하는 측정 단계를 포함하는 혈관 석회화의 진단을 위한 정보제공방법이다.Another aspect of the present invention is a method for providing information for diagnosing vascular calcification, comprising a measuring step of measuring the expression level of miRNA-27a-3p from a biological sample derived from a subject.

상기 miRNA-27a-3p는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것일 수 있다.The miRNA-27a-3p may consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 생물학적 시료는 조직 및 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.The biological sample may be one or more selected from the group consisting of tissues and cells.

본 발명에 있어서 miRNA-27a-3p의 발현량은 중합효소연쇄반응(PCR), 차세대 염기서열 분석(Next generation sequencing; NGS), 역전사 중합효소연쇄반응(RT-PCR), 실시간 중합효소연쇄반응(Real-time PCR) 및 마이크로어레이(microarray)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방법을 통해 측정되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the expression level of miRNA-27a-3p was determined by polymerase chain reaction (PCR), next generation sequencing (NGS), reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), real-time polymerase chain reaction ( It may be measured through one or more methods selected from the group consisting of real-time PCR) and microarray, but is not limited thereto.

상기 정보제공방법은 측정 단계에서 상기 피검체 시료의 miRNA-27a-3p의 발현량이 정상개체 시료의 miRNA-27a-3p의 발현량보다 감소한 경우 혈관 석회화로 판단하는 판단 단계를 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.The information providing method may further include a step of determining that vascular calcification is determined when the expression level of miRNA-27a-3p in the subject sample is lower than the expression level of miRNA-27a-3p in the normal subject sample in the measurement step. .

본 발명의 또 다른 양태는 다음 단계를 포함하는 혈관 석회화 치료제 스크리닝 방법이다:Another aspect of the present invention is a method for screening a therapeutic agent for vascular calcification comprising the following steps:

시험관내에서 피검 물질을 miRNA-27a-3p 발현 세포에 처리하는 처리 단계; 및A treatment step of treating cells expressing miRNA-27a-3p with a test substance in vitro; and

피검 물질을 처리하지 않은 경우에 비하여 miRNA-27a-3p 발현량을 증가시키는 피검물질을 선발하는 선발 단계.Selection step of selecting a test substance that increases miRNA-27a-3p expression level compared to the case where the test substance is not treated.

본 발명의 또 다른 양태는 ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 또는 ATF3의 활성 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물이다.Another aspect of the present invention is a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an inhibitor of the expression of a gene encoding ATF3 or the activity of ATF3.

ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 억제제는 상기 유전자의 mRNA에 특이적으로 결합하는 siRNA(small interference RNA), shRNA(short hairpin RNA), miRNA(microRNA), 안티센스 올리고뉴클레오티드, 프로브, 천연추출물 또는 화합물인 것일 수 있고, 예를 들어, 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 miRNA-27a-3p인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression inhibitor of the gene encoding ATF3 is siRNA (small interference RNA), shRNA (short hairpin RNA), miRNA (microRNA), antisense oligonucleotide, probe, natural extract or compound that specifically binds to the mRNA of the gene It may be, for example, miRNA-27a-3p consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto.

ATF3의 활성 억제제는 상기 ATF3에 특이적으로 결합하는 올리고펩타이드, 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체, 키메릭(chimeric) 항체, 리간드, PNA(Peptide nucleic acid), 앱타머(aptamer), 천연추출물 또는 화합물인 것일 수 있고, 예를 들어, 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 miRNA-27a-3p인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The activity inhibitor of ATF3 is an oligopeptide, monoclonal antibody, polyclonal antibody, chimeric antibody, ligand, PNA (peptide nucleic acid), aptamer, natural extract that specifically binds to the ATF3 Or it may be a compound, for example, it may be miRNA-27a-3p consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto.

본 발명의 약학적 조성물은 ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 또는 ATF3의 활성 억제제의 약제학적 유효량 및/또는 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약학적 조성물로 이용될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may be used as a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically effective amount of an inhibitor of the expression of the gene encoding ATF3 or the activity of ATF3 and/or a pharmaceutically acceptable carrier.

본 명세서에서 용어 "약제학적 유효량"은 상술한 ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 또는 ATF3의 활성 억제제의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.As used herein, the term "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to achieve the efficacy or activity of the expression of the gene encoding ATF3 or the activity inhibitor of ATF3 described above.

본 발명의 약학적 조성물에 포함되는 약학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.Pharmaceutically acceptable carriers included in the pharmaceutical composition of the present invention are commonly used in formulation, and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia gum, calcium phosphate, alginate, gelatin, including, but not limited to, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, and mineral oil; it is not going to be The pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, and the like in addition to the above components.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 인간을 포함하는 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예컨대, 경구, 피부, 정맥, 근육, 피하 등의 경로로 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention can be administered to mammals including humans by various routes. The administration method may be any method commonly used, and may be administered through, for example, oral, dermal, intravenous, intramuscular, or subcutaneous routes.

본 발명의 약학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다.The appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention varies depending on factors such as formulation method, administration method, patient's age, weight, sex, medical condition, food, administration time, administration route, excretion rate and reaction sensitivity, A ordinarily skilled physician can readily determine and prescribe dosages effective for the desired treatment or prophylaxis.

본 발명의 약학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제, 캅셀제 또는 젤(예컨대, 하이드로젤) 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention is prepared in unit dosage form by formulation using a pharmaceutically acceptable carrier and/or excipient according to a method that can be easily performed by those skilled in the art. or it may be prepared by incorporating into a multi-dose container. At this time, the formulation may be in the form of a solution, suspension or emulsion in an oil or aqueous medium, or may be in the form of an extract, powder, granule, tablet, capsule or gel (eg, hydrogel), and may additionally contain a dispersing agent or stabilizer. .

본 발명은 miRNA-27a-3p를 포함하는 혈관 석회화 진단용 마커 조성물 및 이의 표적 유전자의 발현 억제제를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 이를 이용하면 만성신부전 등 혈관석회화 발병 가능성이 높은 임상 환자 중 혈관 내부에 있는 혈관석회화를 기존의 방법으로 진단하기 어려운 경우에 대하여 적용하거나, 또는 혈관석회화 진단을 위한 바이오마커로서 활용할 수 있다.The present invention relates to a marker composition for diagnosing vascular calcification, including miRNA-27a-3p, and a pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification, including an expression inhibitor of its target gene. Among high clinical patients, it can be applied to cases where it is difficult to diagnose vascular calcification inside blood vessels by conventional methods, or can be used as a biomarker for diagnosing vascular calcification.

도 1은 본 발명에 따른 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리하여 유도된 석회화 모델 세포에서의 miRNA-27a-3p의 발현량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리하여 유도된 석회화 모델 세포에서 miRNA-27a-3p mimic 과발현 여부에 따른 혈관 석회화 정도의 차이를 알리자린 레드 S(alizarin red S, pH 4.2) 염색으로 확인하여 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리하여 유도된 석회화 모델 세포에서 miRNA-27a-3p mimic 과발현 여부에 따른 칼슘 축적 정도의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 miRNA-27a-3p가 ATF3의 3‘UTR 부위에 상보적으로 결합함을 나타내는 그림이다.
도 5는 본 발명에 따른 miRNA-27a-3p mimic의 과발현에 의한 야생형 및 변이형 ATF3-3’UTR에 대한 프로모터 활성을 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 miRNA-27a-3p mimic의 과발현에 의한 ATF3의 mRNA 발현량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리하여 유도된 석회화 모델 세포에서 ATF3의 mRNA 발현량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리하여 유도된 석회화 모델 세포에서 ATF3 넉다운(knockdown) 여부에 따른 혈관 석회화 정도의 차이를 알리자린 레드 S 염색으로 확인하여 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리하여 유도된 석회화 모델 세포에서 miRNA-27a-3p mimic 과발현 여부 및 ATF3에 의한 칼슘 축적 정도의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따라 생쥐(mouse)에 비타민(vitamin) D3를 주사하여 유도된 석회화 모델 동물에서 석회화 정도(A), miRNA-27a-3p 발현량(B) 및 ATF3의 발현량(C)을 조직면역침강법으로 나타낸 사진이다.
1 is a graph showing changes in the expression level of miRNA-27a-3p in calcification model cells induced by treating vascular smooth muscle cells with inorganic phosphate according to the present invention.
Figure 2 shows the difference in the degree of vascular calcification according to the overexpression of miRNA-27a-3p mimic in calcification model cells induced by treating vascular smooth muscle cells with inorganic phosphoric acid according to the present invention, alizarin red S (pH 4.2) staining This is a picture that was confirmed by .
Figure 3 is a graph showing the difference in the degree of calcium accumulation according to the overexpression of miRNA-27a-3p mimic in calcification model cells induced by treating vascular smooth muscle cells with inorganic phosphoric acid according to the present invention.
4 is a diagram showing that miRNA-27a-3p according to the present invention complementarily binds to the 3'UTR region of ATF3.
Figure 5 is a graph comparing promoter activity for wild-type and mutant ATF3-3'UTR by overexpression of miRNA-27a-3p mimic according to the present invention.
6 is a graph showing the mRNA expression level of ATF3 by overexpression of miRNA-27a-3p mimic according to the present invention.
7 is a graph showing the mRNA expression level of ATF3 in calcification model cells induced by treating vascular smooth muscle cells with inorganic phosphate according to the present invention.
8 is a photograph showing the difference in the degree of vascular calcification according to the presence or absence of ATF3 knockdown in calcification model cells induced by treating vascular smooth muscle cells with inorganic phosphoric acid according to the present invention by alizarin red S staining.
9 is a graph showing the difference in the degree of calcium accumulation by ATF3 and whether miRNA-27a-3p mimic was overexpressed in calcification model cells induced by treating vascular smooth muscle cells with inorganic phosphoric acid according to the present invention.
10 shows the degree of calcification (A), miRNA-27a-3p expression level (B) and ATF3 expression level (C) in calcification model animals induced by injecting vitamin D3 into mice according to the present invention. This is a picture showing the tissue immunoprecipitation method.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)%이다.Throughout this specification, "%" used to indicate the concentration of a particular substance is (weight/weight)% for solids/solids, (weight/volume)% for solids/liquids, and liquid/liquid is (volume/volume) %.

실시예 1: 세포배양 및 혈관 석회화 유도Example 1: Cell culture and induction of vascular calcification

1-1. 석회화 모델 세포의 제조1-1. Preparation of calcification model cells

6 내지 7주령 랫트(Sprague Dawley)에서 대동맥을 분리한 뒤에 콜라겐분해효소(collagenase)를 포함하는 Ham’s F12 배지에서 배양시킨 후 혈관 평활근 세포를 분리하였다. 분리한 혈관 평활근세포를 10% 소태아혈청(fetal bovine serum; FBS)을 포함한 둘베코수정이글배지(Dulbecco’s modified Eagle’s medium)(이하 일반배지)에서 배양하였다.After separating aortas from 6- to 7-week-old rats (Sprague Dawley), they were cultured in Ham's F12 medium containing collagenase, and then vascular smooth muscle cells were isolated. The isolated vascular smooth muscle cells were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (hereinafter referred to as general medium) containing 10% fetal bovine serum (FBS).

혈관 평활근 세포에 miRNA-27a-3p mimic(SMM-001, bioneer)을 이용한 과발현 시스템을 도입하였다. miRNA-27a-3p mimic은 세포 내에 존재하는 miRNA-27a-3p과 동일한 서열로 만들어진 합성 RNA이다.An overexpression system using miRNA-27a-3p mimic (SMM-001, bioneer) was introduced into vascular smooth muscle cells. miRNA-27a-3p mimic is a synthetic RNA made with the same sequence as miRNA-27a-3p present in cells.

서열번호sequence number 명칭designation 서열order 1One miR-27a-3pmiR-27a-3p UUCACAGUGGCUAAGUUCCGCUUCACAGUGGGCUAAGUUCCGC

구체적으로, miR-27a-3p mimic 10 nM을 알엔에이아이맥스(RNAiMAX)을 사용하여 형질도입(trasnfection)하고, 다음 날 10% 소태아혈청(Fetal Bovine Serum, FBS)을 포함하는 배지로 교체하였다. 대조군(miR-control)으로는 일반적인 miRNA의 구조를 가지지만 사람, 생쥐 등 여러종의 유전자 서열과 상동성이 낮은 miRNA negative control(SMC-2001, bioneer)를 사용하였다.Specifically, 10 nM of miR-27a-3p mimic was transfected using RNAiMAX, and the next day, the medium was replaced with 10% fetal bovine serum (FBS). As a control (miR-control), a miRNA negative control (SMC-2001, bioneer) having a general miRNA structure but low homology to gene sequences of various species such as humans and mice was used.

이후 혈관 평활근 세포에 대하여 혈관 석회화를 유도하였다. 일반적으로 평활근 세포에 2 mM 무기인산을 처리하면 3일부터 칼슘이 침착되기 시작하면서 경증(mild)의 석회화가 나타나고 5 내지 6일 후에는 완전한 석회화가 나타난다.Thereafter, vascular calcification was induced for vascular smooth muscle cells. In general, when smooth muscle cells are treated with 2 mM inorganic phosphoric acid, calcium begins to be deposited from day 3, mild calcification occurs, and complete calcification occurs after 5 to 6 days.

일반배지로만 배양한 그룹을 대조군(vehicle)으로 사용하였으며, 혈관 석회화를 유도한 실험군은 일반배지에 2 mM 무기인산을 혈관 평활근 세포에 6일간 처리하였으며, 2일에 한번 배지를 교체해 주었다.The group cultured only in normal medium was used as a control group (vehicle), and in the experimental group in which vascular calcification was induced, vascular smooth muscle cells were treated with 2 mM inorganic phosphoric acid in normal medium for 6 days, and the medium was changed once every 2 days.

1-2. miRNA-27a-3p mimic 과발현에 의한 석회화 억제 효과 확인1-2. Confirmation of calcification inhibitory effect by miRNA-27a-3p mimic overexpression

실시예 1-1에서 제조된 석회화 모델 세포를 이용하여, miRNA-27a-3p와 석회화의 관계를 살펴보았다. 먼저, 무기인산 2 mM 처리 유무에 따른 혈관 평활근 세포에서의 miRNA-27a-3p의 발현을 측정하였다.Using the calcification model cells prepared in Example 1-1, the relationship between miRNA-27a-3p and calcification was examined. First, the expression of miRNA-27a-3p in vascular smooth muscle cells with or without 2 mM inorganic phosphate was measured.

프라이머의 경우, 유전자 내부적으로 비특이적 결합이 없는 것을 검증한 후 사용하였다. 사용된 miR-27a-3p 프라이머(#4426961, ThermoFisher)는 서열 내부에 2차 구조를 형성하지 않게 사전 검증되어 제작된 프라이머로 구입하여 사용하였다.In the case of the primer, it was used after verifying that there was no non-specific binding inside the gene. The used miR-27a-3p primer (#4426961, ThermoFisher) was purchased and used as a primer that had been previously verified to not form a secondary structure inside the sequence.

총 RNA는 시약(NucleoSpin®RNA/Protein)으로 분리하였고, 분리한 RNA에 DNase I을 처리하여 남아 있을 수 있는 DNA를 제거하였다. RNA 무결성(integrity)은 바이오애널라이저(Bioanalyzer)로 확인하였고, 역전사 효소(SuperScript™)를 사용하여 상보적인 DNA를 합성하였다. 키트(QuantiTect SYBR Green PCR Kit)를 이용하여 반응시킨 후 유전자증폭장비(Rotor gene Q realtime PCR cycler)를 이용하여 유전자 증폭 실험을 수행하였다. 모든 유전자 증폭 실험 결과는 하우스키핑(housekeeping) 유전자인 18S RNA 유전자 발현 결과로 보정하여 정량하였다.Total RNA was isolated with a reagent (NucleoSpin®RNA/Protein), and the isolated RNA was treated with DNase I to remove any remaining DNA. RNA integrity was checked with a Bioanalyzer, and complementary DNA was synthesized using reverse transcriptase (SuperScript™). After reaction using a kit (QuantiTect SYBR Green PCR Kit), gene amplification experiments were performed using a gene amplification equipment (Rotor gene Q realtime PCR cycler). The results of all gene amplification experiments were corrected and quantified with the 18S RNA gene expression result, which is a housekeeping gene.

도 1에서 확인할 수 있듯이, 무기인산 처리에 의해 제조된 석회화 모델 세포에서 miRNA-27a-3p의 발현이 감소하였다.As can be seen in Figure 1, the expression of miRNA-27a-3p was reduced in the calcification model cells prepared by inorganic phosphate treatment.

이에 따른 혈관 석회화 억제 효과를 확인하기 위하여, 혈관 평활근 세포에 무기인산을 처리한 뒤에 세포를 10% 포르말린으로 상온에서 1시간 동안 고정시켰다. 포르말린을 제거하고 PBS로 세 번 헹구어 세포를 살짝 말린 뒤에 40 mM 알리자린 레드 S(alizarin red S, pH 4.2) 염색약을 넣고 20분간 반응시켰다. 염색 후 비특이적으로 세포에 염색된 염료를 제거하기 위해 3차 증류수로 헹궈주었다.In order to confirm the vascular calcification inhibitory effect according to this, after treating the vascular smooth muscle cells with inorganic phosphoric acid, the cells were fixed with 10% formalin at room temperature for 1 hour. After removing the formalin, rinsing with PBS three times and drying the cells slightly, 40 mM alizarin red S (pH 4.2) dye was added and allowed to react for 20 minutes. After staining, the cells were rinsed with tertiary distilled water to remove non-specifically stained cells.

도 2에서 확인할 수 있듯이, miRNA-27a-3p mimic을 과발현시킨 혈관 평활근세포를 무기인산 처리하여 석회화 모델 세포로 유도한 결과 석회화 정도가 대조군에 비하여 유의적으로 감소하였다.As can be seen in FIG. 2, vascular smooth muscle cells overexpressing the miRNA-27a-3p mimic were treated with inorganic phosphoric acid to induce calcification model cells, and as a result, the degree of calcification was significantly reduced compared to the control group.

석회화 모델 세포의 칼슘 축적량을 확인하기 위해 석회화 모델 세포를 냉장상태에서 0.6 N HCl에 24시간 동안 반응시킨 뒤에 키트(QuantiChrom calcium assay kit)를 사용하여 칼슘량을 측정하였다. 단백질량은 키트(BCA protein assay kit)를 사용하여 측정하였다. 칼슘 축적량은 측정 후 단백질량으로 보정(mg mg-1 protein)하였다.In order to check the amount of calcium accumulation in the calcification model cells, the calcification model cells were reacted with 0.6 N HCl for 24 hours in a refrigerated state, and then the amount of calcium was measured using a kit (QuantiChrom calcium assay kit). The amount of protein was measured using a kit (BCA protein assay kit). Calcium accumulation was measured and then corrected (mg mg -1 protein) by the amount of protein.

칼슘 축적량
(mg/mg protein, Fold change)
calcium stores
(mg/mg protein, Fold change)
무기인산 무처리(Vehicle)Inorganic phosphoric acid non-treatment (Vehicle) 무기인산(Pi) 2 mMInorganic Phosphate (Pi) 2 mM
miR-controlmiR-control 1.001.00 7.997.99 miR-27a-3p mimicmiR-27a-3p mimic 1.001.00 2.682.68

표 2 및 도 3에서 확인할 수 있듯이, 혈관 평활근 세포에서 무기인산 처리에 의해 증가된 칼슘 축적은 miRNA-27a-3p mimic의 과발현에 의해 효과적으로 차단되었다.As can be seen in Table 2 and FIG. 3, calcium accumulation increased by inorganic phosphate treatment in vascular smooth muscle cells was effectively blocked by overexpression of miRNA-27a-3p mimic.

따라서 miRNA-27a-3p의 발현이 증가함에 따라 혈관 석회화가 억제될 수 있다는 점을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that vascular calcification can be suppressed as the expression of miRNA-27a-3p increases.

실시예 2: miRNA-27a-3p에 의해 조절되는 하위 유전자의 탐색Example 2: Exploration of subgenes regulated by miRNA-27a-3p

www.targetscan.org/과 www.microrna.org 소프트웨어 프로그램을 이용하여 miRNA-27a-3p가 상보적으로 결합하는 유전자를 스크리닝하기 위한 바이오인포매틱스(bioinformatic) 분석을 수행하였다.Bioinformatic analysis was performed to screen genes complementary to miRNA-27a-3p using software programs www.targetscan.org/ and www.microrna.org.

도 4에서 확인할 수 있듯이, ATF3의 3‘UTR 부위에 miRNA-27a-3p가 상보적으로 결합하는 분석결과를 수득하였다.As can be seen in Figure 4, the analysis result of complementary binding of miRNA-27a-3p to the 3'UTR region of ATF3 was obtained.

이에 실제로 miRNA-27a-3p가 ATF3의 3'UTR에 결합하여 ATF3 유전자 발현을 조절하는지 확인하고자 하였다. 루시퍼레이즈(luciferase) 효소가 포함되어 있는 psiCHECK2 luciferase 벡터(C801A, 프로메가)에 miR-27a-3p가 상보적으로 결합하는 ATF3의 3'UTR을 포함하는 유전자 서열(서열번호 2, 밑줄)을 삽입한 야생형 벡터(psiCHECK2 luciferase-ATF3 3’UTR wt)를 유전자재조합 방법으로 제작하였고, 또한 psiCHECK2 luciferase 벡터에 miR-27a-3p가 상보적으로 결합하지 못하게 ATF3의 3'UTR의 유전자 서열을 변이시켜 삽입한 변이형 벡터(psiCHECK2 luciferase-ATF3 3’UTR mut)를 유전자 재조합 방법으로 제작하였다.Therefore, we tried to confirm whether miRNA-27a-3p actually regulates ATF3 gene expression by binding to the 3'UTR of ATF3. Insert the gene sequence (SEQ ID NO: 2, underlined) containing the 3'UTR of ATF3 to which miR-27a-3p complementarily binds to the psiCHECK2 luciferase vector (C801A, Promega) containing the luciferase enzyme A wild-type vector ( psiCHECK2 luciferase- ATF3 3'UTR wt) was constructed by genetic recombination, and the 3'UTR gene sequence of ATF3 was mutated and inserted to prevent complementary binding of miR-27a-3p to the psiCHECK2 luciferase vector A mutant vector ( psiCHECK2 luciferase- ATF3 3'UTR mut) was constructed by genetic recombination.

서열번호sequence number 명칭designation 서열order 22 ATF3-3'UTR 1465-1471 부위의 야생형 유전자 서열Wild-type gene sequence of ATF3-3'UTR 1465-1471 AAAAUUCUGAUGUUUCUGUGAAAAAAAUUCUGAUGUUU CUGUGAA A 33 ATF3-3'UTR 1465-1471 부위의 변이형 유전자 서열Mutant gene sequence of ATF3-3'UTR 1465-1471 AAAAUUCUGAUGUUUCUUUUAAAAAAAUUCUGAUGUUUCUUUUAAA

24-웰(well) 플레이트에 세포를 접종(seeding)한 후 miR-27a-3p mimic과 야생형 벡터, 또는 miR-27a-3p mimic과 변이형 벡터를 각각 리포펙타민 2000을 사용하여 형질도입하였다. 이 때 miR-27a-3p mimic은 각각 농도별 (10 nM, 20 nM 및 40 nM)로 형질도입하였다.After seeding the cells in a 24-well plate, miR-27a-3p mimic and wild-type vector, or miR-27a-3p mimic and mutant vector were transduced using Lipofectamine 2000, respectively. At this time, the miR-27a-3p mimic was transduced at each concentration (10 nM, 20 nM, and 40 nM).

이후 24시간 뒤에 키트(luciferase Assay kit, E1500, Promega)를 가지고 miR-27a-3p mimic과 야생형 벡터를 도입한 세포(wild type), 및 miR-27a-3p mimic과 변이형 벡터를 도입한 세포(mutant)에 대하여 루시퍼레이즈 활성을 측정하고, miR-27a-3p mimic을 형질도입하지 않은 군을 기준으로 하여 상대적으로 나타내었다.After 24 hours, with a kit (luciferase assay kit, E1500, Promega), cells into which miR-27a-3p mimic and wild type vector were introduced (wild type), and cells into which miR-27a-3p mimic and mutant vector were introduced ( mutant), luciferase activity was measured, and relative to the group not transduced with the miR-27a-3p mimic.

루시퍼레이즈 활성Luciferase activity miR-27a-3p mimic 0 nMmiR-27a-3p mimic 0 nM miR-27a-3p mimic 10 nMmiR-27a-3p mimic 10 nM miR-27a-3p mimic 20 nMmiR-27a-3p mimic 20 nM miR-27a-3p mimic 40 nMmiR-27a-3p mimic 40 nM 야생형wild type 1.001.00 0.830.83 0.560.56 0.430.43 변이형variant 1.001.00 1.291.29 1.211.21 1.111.11

표 4 및 도 5에서 확인할 수 있듯이, miR-27a-3p mimic를 농도별 (10 nM, 20 nM 및 40 nM)로 과발현 시켰을 때, 야생형 ATF3-3’UTR에 대한 프로모터 활성이 농도 의존성 있게 유의적으로 감소되는 반면, 변이형 ATF3-3’UTR에 대한 프로모터 활성은 변동되지 않았다.As can be seen in Table 4 and Figure 5, when the miR-27a-3p mimic was overexpressed at each concentration (10 nM, 20 nM and 40 nM), the promoter activity for wild-type ATF3-3'UTR was significant in a concentration-dependent manner , whereas the promoter activity for the mutant ATF3-3'UTR was not changed.

이러한 결과로부터, miR-27a-3p가 ATF3 3'UTR에 결합하여 ATF3의 유전자 발현을 억제시킨다는 것을 확인할 수 있다.From these results, it can be confirmed that miR-27a-3p inhibits ATF3 gene expression by binding to ATF3 3'UTR.

실시예 3: miRNA-27a-3p 및 ATF3의 상관관계Example 3: Correlation between miRNA-27a-3p and ATF3

실시예 1-1의 석회화 모델 세포를 이용하여 miRNA-27a-3p mimic과 ATF3의 발현 간의 관계를 확인하였다.The relationship between miRNA-27a-3p mimic and ATF3 expression was confirmed using the calcification model cells of Example 1-1.

프라이머의 경우, 유전자 내부적으로 비특이적 결합이 없는 것을 검증한 후 사용하였다. 사용된 ATF3 프라이머는 프로그램(Primer3 program)을 사용하여, 서열 내부에 2차 구조를 형성하지 않은 것으로 확인 후에 제작하였으며, 하기 표 5와 같다.In the case of the primer, it was used after verifying that there was no non-specific binding inside the gene. The ATF3 primers used were prepared after confirming that no secondary structure was formed within the sequence using the Primer3 program, and are shown in Table 5 below.

서열번호sequence number 명칭designation 서열order 44 ATF3 F primerATF3 F primers GCGAAGACTGGAAAATGAGCGAAGACTGGAAAATGA 55 ATF3 R primerATF3 R primer TTTTGTTTCTTTCCCGCCGCTTTTGTTTCTTTCCCGCCGC

도 6에서 확인할 수 있듯이, 석회화 모델 세포에서 miRNA-27a-3p mimic을 과발현시켰을 때 대조군에 비하여 ATF3의 mRNA 발현이 유의적으로 감소되었다.As can be seen in Figure 6, when the miRNA-27a-3p mimic was overexpressed in calcification model cells, the mRNA expression of ATF3 was significantly reduced compared to the control group.

도 7에서 확인할 수 있듯이, miRNA-27a-3p mimic을 과발현시킨 혈관 평활근 세포에 무기인산 처리에 의하여 혈관 석회화를 유도한 경우, 무기인산을 처리하지 않은 대조군에 비하여 ATF3의 mRNA 발현이 유의적으로 증가되었다.As can be seen in Figure 7, when vascular calcification was induced by inorganic phosphate treatment in vascular smooth muscle cells overexpressing miRNA-27a-3p mimic, the mRNA expression of ATF3 significantly increased compared to the control group not treated with inorganic phosphate. It became.

혈관 평활근 세포에서 ATF3 siRNA(#25389, bioneer)를 이용하여 ATF3을 넉다운(knockdown)시켰다. 이에 무기인산을 처리하여 알리자린 레드 S 염색을 이용하여 scramble 대비 관찰하였다. Scramble(bioneer)은 음성 대조군(negative control) siRNA인 합성 siRNA로써, 타겟 siRNA과 동일한 조성을 가지지만 순서를 무작위로 바꿔 놓아 타겟 유전자와 상동성이 없으며 대조군으로 사용되었다.ATF3 was knocked down in vascular smooth muscle cells using ATF3 siRNA (#25389, bioneer). Accordingly, inorganic phosphoric acid was treated and observed in contrast to scramble using alizarin red S staining. Scramble (bioneer) is a synthetic siRNA, which is a negative control siRNA, and has the same composition as the target siRNA, but has no homology to the target gene by randomly changing the order and was used as a control.

도 8에서 확인할 수 있듯이, 혈관 평활근 세포에 무기인산 처리에 의해 증가된 혈관 석회화는 ATF3 넉다운 시켰을 때 차단되었다.As can be seen in FIG. 8 , vascular calcification increased by inorganic phosphate treatment of vascular smooth muscle cells was blocked when ATF3 was knocked down.

이에 따라 miRNA-27a-3p의 발현이 증가하여 ATF3의 발현이 감소하면 혈관 석회화가 억제될 것으로 예상할 수 있으므로, 여기서 ATF3의 발현을 다시 증가시키면 다시 석회화가 진행되는지를 칼슘 축적 정도를 분석하여 확인하였다.Accordingly, if the expression of miRNA-27a-3p increases and the expression of ATF3 decreases, it can be expected that vascular calcification will be suppressed, so if the expression of ATF3 is increased again, it is confirmed by analyzing the degree of calcium accumulation to see if calcification proceeds again. did

구체적으로, pcDNA6/myc-His 벡터(V22120, Thermofisher)에 랫트 ATF3 유전자의 코딩 부위 서열을 유전자재조합 방법으로 삽입하여 ATF3 과발현 벡터인 pcDNA6/myc-His-ATF3 벡터를 제조하였으며, miRNA-27a-3p mimic을 과발현시킨 혈관 평활근 세포에 리포펙타민(lipofectamine) 2000를 이용하여 pcDNA6/myc-His-ATF3 벡터 1 ng/ul를 형질도입하고 과발현시킨 뒤에 무기인산을 처리하여 혈관 석회화 유도 실험을 실시하였다.Specifically, the pcDNA6/myc-His-ATF3 vector, an ATF3 overexpression vector, was prepared by inserting the coding region sequence of the rat ATF3 gene into the pcDNA6/myc-His vector (V22120, Thermofisher) by recombinant method, and miRNA-27a-3p Vascular calcification induction experiments were performed by transducing 1 ng/ul of the pcDNA6/myc-His-ATF3 vector into mimic-overexpressing vascular smooth muscle cells using lipofectamine 2000, over-expressing the cells, and treating them with inorganic phosphate.

무기인산(Pi) 2 mMInorganic Phosphate (Pi) 2 mM ++ ++ ++ miR-27a-3pmiR-27a-3p -- ++ ++ pcDNA6-Atf3pcDNA6-Atf3 -- -- ++ 칼슘 축적량 (mg/mg protein)Calcium accumulation (mg/mg protein) 1.01.0 0.560.56 1.151.15

표 6 및 도 9에서 확인할 수 있듯이, 혈관 평활근 세포에 무기인산 처리에 의해 증가된 칼슘 축적이 miRNA-27a-3p에 의해 차단된 반면, ATF3를 과발현시킴에 의해 칼슘 축적이 다시 증가되었다.As can be seen in Table 6 and FIG. 9, calcium accumulation increased by inorganic phosphate treatment in vascular smooth muscle cells was blocked by miRNA-27a-3p, whereas calcium accumulation was increased again by overexpressing ATF3.

실시예 4: 석회화 모델 동물에서의 miRNA-27a-3p에 의한 효과 확인Example 4: Confirmation of effect by miRNA-27a-3p in calcification model animals

생쥐(mouse, C57BL/6, 샘타코 바이오코리아)에 비타민(vitamin) D3를 주사하여 혈관 석회화를 유도하여 혈관 석회화 모델 동물을 제조하였다. 구체적으로, 비타민 D3를 주사하여 혈관 석회화를 유발한 생쥐의 대동맥을 분리한 뒤에 포르말린으로 상온에서 24시간 동안 고정시켰다. 포르말린으로 고정한 조직을 PBS(phosphate buffer saline)로 세 번 헹군 뒤에 에탄올을 이용하여 조직을 탈수시킨 후, 파라핀으로 포매한 블록을 만들고, 마이크로톰을 이용하여 얇게 자른 조직 절편을 제작하였다.A vascular calcification model animal was prepared by inducing vascular calcification by injecting vitamin D3 into a mouse (mouse, C57BL/6, Samtaco Bio Korea). Specifically, after isolating the aorta of mice in which vascular calcification was induced by injection of vitamin D3, it was fixed with formalin at room temperature for 24 hours. After rinsing the tissue fixed with formalin three times with PBS (phosphate buffer saline), the tissue was dehydrated using ethanol, and then a paraffin-embedded block was made, and thinly cut tissue sections were prepared using a microtome.

이에 조직면역침강법을 이용하여 1일, 3일 및 6일의 시간 경과에 따라 혈관 석회화 모델 동물에서 miR-27a-3p 및 Atf3의 관계를 관찰하였다.Accordingly, the relationship between miR-27a-3p and Atf3 was observed in vascular calcification model animals over time of 1, 3, and 6 days using tissue immunoprecipitation.

miR-27a-3p의 발현을 확인하기 위하여 miR-27a-3p에만 특이적으로 반응하게 제작된 프로브(probe, YD00614838, Qiagen)를 대동맥 조직 절편에 결합시킨 뒤에 버퍼(miRURY LNA miRNA ISH)로 헹군 뒤 비특이적 결합을 제거하였다. 또한 항원-항체 면역반응을 이용하여 ATF3(sc-188, Santa Cruz) 및 SM a-actin(sc-53015, Santa Cruz) 1차 항체를 조직절편에 각각 넣고 냉장에서 24시간 동안 반응시킨 뒤에 PBS로 헹군 뒤 형광물질이 결합된 2차 항체(A11008, A11011, ThermoFisher)를 조직절편에 넣고 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 핵 염색을 위한 DAPI가 들어가 있는 마운트 용액을 조직절편에 넣고 커버 슬라이드로 염색된 조직절편을 덮고 형광현미경으로 관찰한 뒤에 사진을 찍었다.In order to confirm the expression of miR-27a-3p, a probe (probe, YD00614838, Qiagen) designed specifically to react only to miR-27a-3p was bound to the aortic tissue section, rinsed with buffer (miRURY LNA miRNA ISH), and Non-specific binding was removed. In addition, using the antigen-antibody immune reaction, ATF3 (sc-188, Santa Cruz) and SM a-actin (sc-53015, Santa Cruz) primary antibodies were added to tissue sections, respectively, and reacted in a refrigerator for 24 hours, followed by PBS. After rinsing, fluorescent-conjugated secondary antibodies (A11008, A11011, ThermoFisher) were added to the tissue sections and reacted at room temperature for 1 hour. A mount solution containing DAPI for nuclear staining was placed in the tissue section, and the stained tissue section was covered with a cover slide and observed under a fluorescence microscope, and then a photograph was taken.

도 10에서 확인할 수 있듯이, 석회화 모델 동물(A)에서 miRNA-27a-3p 발현(B)이 감소되었으며, 이 때 ATF3의 발현(C)은 증가되었다. 이에 따라, 석회화 모델 동물 체내에서 miRNA-27a-3p의 발현 감소에 따라 ATF3의 발현이 증가하고, 결과적으로 석회화가 진행된 것임을 확인할 수 있었다.As can be seen in FIG. 10, miRNA-27a-3p expression (B) was decreased in calcification model animals (A), while ATF3 expression (C) was increased. Accordingly, it was confirmed that the expression of ATF3 increased as the expression of miRNA-27a-3p decreased in the body of the calcification model animal, and as a result, calcification progressed.

<110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p and pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an expression inhibitor of a target gene thereof <130> PN200153 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 21 <212> RNA <213> homo sapiens <400> 1 uucacagugg cuaaguuccg c 21 <210> 2 <211> 23 <212> RNA <213> homo sapiens <400> 2 aaaauucuga uguuucugug aaa 23 <210> 3 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ATF3-3'UTR 1465-1471 mutated sequences <400> 3 aaaauucuga uguuucuuuu aaa 23 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ATF3 F primer <400> 4 gcgaagactg gaaaatga 18 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ATF3 R primer <400> 5 ttttgtttct ttcccgccgc 20 <110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Marker composition for diagnosing vascular calcification comprising miRNA-27a-3p and pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising an expression inhibitor of a target gene <130> PN200153 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 21 <212> RNA 213 <213> <400> 1 uucacagugg cuaaguuccg c 21 <210> 2 <211> 23 <212> RNA 213 <213> <400> 2 aaaauucuga uguuucugug aaa 23 <210> 3 <211> 23 <212> RNA <213> artificial sequence <220> <223> ATF3-3'UTR 1465-1471 mutated sequences <400> 3 aaaauucuga uguuucuuuu aaa 23 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> ATF3 F primer <400> 4 gcgaagactg gaaaatga 18 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> ATF3 R primer <400> 5 ttttgtttct ttcccgccgc 20

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete ATF3을 코딩하는 유전자의 mRNA에 특이적으로 결합하는 siRNA(small interference RNA), shRNA(short hairpin RNA), miRNA(microRNA), 안티센스 올리고뉴클레오티드, 또는 프로브인, ATF3을 코딩하는 유전자의 발현 억제제; 또는
ATF3에 특이적으로 결합하는 올리고펩타이드, 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체, 키메릭(chimeric) 항체, 리간드, PNA(Peptide nucleic acid), 또는 앱타머(aptamer)인, ATF3의 활성 억제제
를 포함하는 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A small interference RNA (siRNA), short hairpin RNA (shRNA), miRNA (microRNA), antisense oligonucleotide, or probe that specifically binds to mRNA of a gene encoding ATF3, an expression inhibitor of the gene encoding ATF3; or
An inhibitor of the activity of ATF3, which is an oligopeptide, monoclonal antibody, polyclonal antibody, chimeric antibody, ligand, peptide nucleic acid (PNA), or aptamer that specifically binds to ATF3
A pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification comprising a.
제13항에 있어서, 상기 miRNA는 miRNA-27a-3p인 것인, 혈관 석회화 예방 또는 치료용 약학적 조성물.The pharmaceutical composition for preventing or treating vascular calcification according to claim 13, wherein the miRNA is miRNA-27a-3p. 삭제delete
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