KR102529421B1 - Composition for predicting lactate level in blood - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소변 유래 CD63 또는 CD81 검출 물질을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 조성물 또는 예측용 키트에 관한 것이다. 본 발명의 소변 유래 CD63 또는 CD81 검출 물질을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 조성물 또는 예측용 키트는 비-침습적인 방식으로 혈중 젖산 수준을 예측함에 따라 운동에 의한 피로도 관련 정보를 제공할 수 있다.The present invention relates to a composition or a kit for predicting blood lactate level comprising a urine-derived CD63 or CD81 detecting substance. The composition or kit for predicting the blood lactate level including the urine-derived CD63 or CD81 detecting substance of the present invention can predict the blood lactate level in a non-invasive manner and provide information related to fatigue caused by exercise.

Description

혈중 젖산 수준 예측용 조성물 {Composition for predicting lactate level in blood}Composition for predicting lactate level in blood {Composition for predicting lactate level in blood}

본 발명은 소변 내 세포밖 소포체 마커 수치를 확인하여 혈중 젖산 수준을 예측하는 조성물 및 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a composition and kit for predicting the level of lactic acid in blood by checking the level of extracellular vesicle markers in urine.

엑소좀은 세포 스스로 분비하는 소낭(vesicle)형태의 물질이다. 내부에는 지질(lipid), 단백질(protein), RNA(mRNA, siRNA), DNA 등이 있다. 분비 이후, 혈액을 통해 목적 기관의 세포에 도달하여 세포 신호전달(cell to cell signaling)에 관여한다. 또한, 생성되는 특성상 분비된 세포의 정보를 갖고 있어 최근에는 질병 진단의 바이오마커(biomarker)로 사용될 가능성이 제시되고 있다.Exosomes are substances in the form of vesicles secreted by cells themselves. Inside, there are lipid, protein, RNA (mRNA, siRNA), DNA, etc. After secretion, it reaches the cells of the target organ through the blood and participates in cell to cell signaling. In addition, due to the nature of its production, it has the information of the secreted cells, so it has recently been proposed to be used as a biomarker for disease diagnosis.

지금까지 운동 후 피로도의 측정은 혈중 젖산(lactate)을 확인하는 방법이 가장 보편적이다. 하지만 국소부위의 혈액을 채취해야 한다는 점이 단점으로 작용한다. 엑소좀은 혈액, 눈물, 모유, 침, 소변 등 다양한 분비물에서 확인 가능하다. 이러한 특성으로 소변 유래 엑소좀은 비-침습적인 방식으로 신체의 변화를 측정가능 하다는 장점이 있다.Until now, the most common way to measure fatigue after exercise is to check blood lactate. However, the disadvantage is that blood must be collected from a local area. Exosomes can be identified in various secretions such as blood, tears, breast milk, saliva, and urine. Due to these characteristics, urine-derived exosomes have the advantage of being able to measure changes in the body in a non-invasive manner.

본 발명자들은 소변 유래 엑소좀 마커(marker)인 CD63, CD81을 발현하는 세포 외 소포체(엑소좀)가 운동 전후로 젖산 수준과 높은 양적 상관관계를 보이는 것을 확인하였다. 이는 측정이 번거로운 혈중 젖산을 대변할 수 있는 새로운 바이오 마커로서의 가능성을 확인하였다.The present inventors confirmed that extracellular vesicles (exosomes) expressing urine-derived exosome markers CD63 and CD81 showed a high quantitative correlation with lactate levels before and after exercise. This confirmed the possibility as a new biomarker that can represent lactic acid in the blood, which is cumbersome to measure.

한국 공개특허 10-2019-0088783Korean Patent Publication 10-2019-0088783

본 발명은 소변 내 CD63 또는 CD81 검출 물질을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 조성물 및 혈중 젖산 수준 예측방법에 관한 것으로 비-침습적으로 혈중 젖산 수준을 예측함에 따라 피로도 관련 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a composition for predicting blood lactate level comprising a substance detecting CD63 or CD81 in urine and a method for predicting blood lactate level, and an object of the present invention is to provide information related to fatigue by non-invasively predicting blood lactate level.

1. 소변 내 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 조성물.1. A composition for estimating blood lactic acid level comprising a substance for detecting CD63 or CD81 in urine.

2. 위 1에 있어서, 상기 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질은 항체인 혈중 젖산 수준 예측용 조성물.2. The composition for predicting blood lactate level according to 1 above, wherein the substance for detecting CD63 or CD81 is an antibody.

3. 위 1 내지 2 중 어느 하나의 조성물을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 키트.3. A kit for predicting blood lactic acid level comprising the composition of any one of 1 to 2 above.

4. 소변 내 CD63 또는 CD81의 수준이 대조군 대비 높으면 대조군 대비 혈중 젖산 수준이 높을 가능성이 높은 것으로 예측하는 단계를 포함하는 혈중 젖산 수준 예측 방법.4. A blood lactate level prediction method comprising the step of predicting that the blood lactate level is likely to be high compared to the control group if the level of CD63 or CD81 in urine is higher than that of the control group.

5. 소변 내 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질을 포함하는 운동에 따른 피로도 예측용 조성물.5. A composition for predicting fatigue due to exercise containing a substance for detecting CD63 or CD81 in urine.

본 발명의 혈중 젖산 수준 예측용 조성물 또는 예측용 키트는 비-침습적인 방식으로 소변 내 CD63 또는 CD81의 수준을 측정하고, 이를 바탕으로 혈중 젖산 수준을 예측함에 따라 운동에 의한 피로도 관련 정보를 제공할 수 있다.The composition or kit for predicting blood lactate level of the present invention measures the level of CD63 or CD81 in urine in a non-invasive manner, and predicts the blood lactate level based on the non-invasive method, thereby providing information related to fatigue caused by exercise. can

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운동 전, 직후, 1시간 후의 소변 수집 및 혈중 젖산을 측정하는 실험 계획을 개략적으로 표시한 것이다. (BL: 혈중 젖산, BP: 혈압, HR; 심박수, REP: 평가된 지각운동)
도 2는 운동 전, 직후, 1시간 후의 상대적 혈중 젖산 수준 및 소변 유래 엑소좀 마커 (CD81, CD63 및 CD9)의 농도를 확인한 것으로, 운동 전 값으로 표준화하였다.
도 3은 운동 전과 직후 젖산 값의 변화량과 엑소좀 마커 발현의 변화량의 상관관계를 나타낸 것이다.
도 4는 운동 전과 운동 후의 혈중 젖산과 엑소좀 마커 (CD81, CD63 및 CD9)의 상관관계를 나타낸 것이다.
도 5는 엑소좀 마커 (CD81, CD63 및 CD9)와 기타 요인 (RPE, HR, 및 제지방체중)과의 상관관계를 나타낸 것이다. (RPE: 운동자각도; HR: 심박수)
Figure 1 schematically shows an experimental plan for measuring urine collection and blood lactic acid before, immediately after, and 1 hour after exercise according to an embodiment of the present invention. (BL: blood lactate; BP: blood pressure; HR; heart rate; REP: assessed perceptual motion)
Figure 2 confirms the relative blood lactate levels and urine-derived concentrations of exosome markers (CD81, CD63, and CD9) before, immediately after, and 1 hour after exercise, and normalized to values before exercise.
Figure 3 shows the correlation between the amount of change in lactate value and the amount of change in exosome marker expression before and after exercise.
Figure 4 shows the correlation between blood lactate and exosome markers (CD81, CD63 and CD9) before and after exercise.
Figure 5 shows the correlation between exosomal markers (CD81, CD63 and CD9) and other factors (RPE, HR, and lean body mass). (RPE: Perceived Exercise; HR: Heart Rate)

본 발명은 소변 내 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for estimating blood lactic acid level comprising a substance for detecting CD63 or CD81 in urine.

CD63 및 CD81은 세포 표면 단백질로, 테트라스패닌 패밀리로 알려진 트랜스멤브레인 4 슈퍼 패밀리에 속하며, 인테그린과 복합체를 형성하는 것으로 알려져 있다. 또한, CD63 및 CD81은 엑소좀 특이적으로 막에 발현되는 단백질로서, 엑소좀 마커로 이용될 수 있다. 상기 엑소좀 (세포밖 소포체)은 세포가 분비하는 소낭 형태의 물질로 내부에는 지질, 단백질 또는 핵산, 즉 분비하는 세포의 정보를 가지고 있다는 점에서 최근에는 질병 진단 등에 활용 가능성이 제시되고 있다. CD63 and CD81 are cell surface proteins belonging to the transmembrane 4 superfamily known as the tetraspanin family and are known to form complexes with integrins. In addition, CD63 and CD81 are proteins that are specifically expressed in membranes of exosomes and can be used as exosome markers. The exosome (extracellular vesicle) is a material in the form of a vesicle secreted by cells and contains information on lipids, proteins or nucleic acids, i.e., secreting cells.

CD63 또는 CD81을 검출하는 물질은 각 단백질을 특이적으로 검출하는 물질이라면 그 종류는 제한되지 않는다. 예를 들면, 압타머 또는 항체일 수 있다.The type of material for detecting CD63 or CD81 is not limited as long as it is a material for specifically detecting each protein. For example, it may be an aptamer or an antibody.

혈중 젖산 수준은 혈액 내 운동 중 체내에 쌓이는 피로물질의 양을 의미하는 것으로, 장시간 격렬한 운동을 하면 젖산이 많이 생성되고 체내에 축적되어 육체적 피로를 일으키는바, 이는 피로관련 인자(fatigue relevance factors)에 해당한다.The level of lactic acid in the blood means the amount of fatigue substances accumulated in the body during exercise in the blood. When intense exercise for a long time produces a lot of lactic acid and accumulates in the body, causing physical fatigue, which is a factor in fatigue relevance factors. applicable

본 발명자들은 소변 내 CD63 또는 CD81의 수준이 혈중 젖산 수준과 높은 양의 상관 관계를 확인한 것으로서, 소변 내 CD63 또는 CD81의 수준의 증감이 혈중 젖산 수준의 증감과 양의 상관 관계가 있음을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 조성물로 소변 내 CD63 또는 CD81 수준을 확인하여, 그 높고 낮음에 따라 혈중 젖산 수준이 높고 낮음을 확인할 수 있다.The present inventors have confirmed that the level of CD63 or CD81 in urine has a high positive correlation with the level of lactate in the blood, and that the increase or decrease in the level of CD63 or CD81 in the urine is positively correlated with the increase or decrease in the level of lactate in the blood. Therefore, by checking the CD63 or CD81 level in urine with the composition of the present invention, it is possible to determine whether the blood lactic acid level is high or low according to the high or low level.

또한, 상기와 같이 혈중 젖산 수준은 피로관련 인자로서, 혈중 젖산 수준이 증가하면 운동에 따른 피로도가 증가된 것이고, 본 발명의 조성물은 혈중 젖산 수준을 예측할 수 있으므로, 운동에 따른 피로도 예측에도 활용될 수 있다.In addition, as described above, the blood lactic acid level is a fatigue-related factor, and when the blood lactic acid level increases, fatigue due to exercise increases. Since the composition of the present invention can predict the blood lactic acid level, it can be used for predicting fatigue due to exercise. can

또한 본 발명은 상기 혈중 젖산 수준 예측용 조성물을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for predicting blood lactic acid level comprising the composition for predicting blood lactic acid level.

키트는 전술한 CD63 또는 CD81 단백질을 검출하는 물질을 포함할 뿐만 아니라, 그 키트가 이용하는 단백질 수준을 측정하는 분석 방법에 적합한 하나 이상의 다른 구성성분인 조성물, 용액 또는 장치를 더 포함할 수 있다.In addition to the material for detecting the CD63 or CD81 protein described above, the kit may further include a composition, solution or device that is one or more other components suitable for the assay method for determining protein levels that the kit utilizes.

키트는 측정 대상 단백질에 특이적으로 결합할 수 있는 항체, 기질과의 반응에 의해서 발색하는 표지체가 접합된 2차 항체 접합체(conjugate), 상기 표지체와 발색 반응할 발색 기질 용액, 세척액 및 효소반응 정지용액 등을 포함할 수 있으며, 사용되는 시약 성분을 포함하는 다수의 별도 패키징 또는 컴파트먼트로 제작될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 기질은 니트로셀룰로오스 막, 폴리비닐 수지로 합성된 96 웰 플레이트, 폴리스티렌 수지로 합성된 96 웰 플레이트 및 유리 슬라이드 글라스 등이 이용될 수 있고, 발색 효소는 퍼옥시다아제(peroxidase), 알칼라인 포스파타아제(alkaline phosphatase)등이 사용될 수 있고, 형광물질은 FITC, RITC 등이 사용될 수 있고, 발색 기질은 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(ABTS) 또는 o-페닐렌디아민(OPD), 테트라메틸 벤지딘(TMB) 등이 사용될 수 있다.The kit includes an antibody that can specifically bind to the protein to be measured, a secondary antibody conjugate conjugated with a label that develops color by reaction with the substrate, a color-developing substrate solution that will react with the label, a washing solution, and an enzyme reaction. It may contain a stop solution and the like, and may be manufactured in a number of separate packaging or compartments containing reagent components to be used, but is not limited thereto. As the substrate, a nitrocellulose membrane, a 96-well plate synthesized with polyvinyl resin, a 96-well plate synthesized with polystyrene resin, and glass slide glass may be used, and the color-developing enzyme may be peroxidase, alkaline phosphatase ( alkaline phosphatase), etc. can be used, FITC, RITC, etc. can be used as a fluorescent substance, and 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) or o -Phenylenediamine (OPD), tetramethyl benzidine (TMB), etc. may be used.

키트는 샌드위치 ELISA등 다양한 ELISA 방법을 구현하기 위하여, ELISA를 수행하기 위해 필요한 필수 구성요소를 포함할 수 있다.The kit may include essential components required to perform ELISA in order to implement various ELISA methods such as sandwich ELISA.

키트의 종류는 예컨대 면역크로마토그래피 스트립 키트, 루미넥스 어세이 키트, 단백질 마이크로어레이 키트, ELISA 키트, 또는 면역학적 도트 키트일 수 있다.The type of kit may be, for example, an immunochromatography strip kit, a Luminex assay kit, a protein microarray kit, an ELISA kit, or an immunological dot kit.

키트는 웨스턴 블롯, 면역침전분석법, 보체 고정 분석법, 유세포분석 또는 단백질 칩 등을 구현하기 위한 키트일 수 있으며, 각 분석 방법에 적합한 부가적인 구성을 추가로 포함할 수 있다.The kit may be a kit for implementing Western blot, immunoprecipitation assay, complement fixation assay, flow cytometry, or protein chip, and may further include additional components suitable for each assay method.

또한 본 발명은 혈중 젖산 수준 예측 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for predicting blood lactate level.

본 발명의 혈중 젖산 수준 예측 방법은 소변 내 CD63 또는 CD81의 수준이 대조군 대비 높으면 대조군 대비 혈중 젖산 수준이 높은 것으로 예측하는 단계를 포함한다.The blood lactate level prediction method of the present invention includes predicting that the blood lactate level is higher than that of the control group when the level of CD63 or CD81 in urine is higher than that of the control group.

상기 대조군은 운동 전 CD63 또는 CD81 수준, 즉 상기 단백질의 기저 수준 (basal level)일 수 있다. 그리고 사람마다 혈중 젖산의 기저 수준 및 피로도 증가에 따라 증가하는 수준에 차이가 있을 수 있으므로, 구체적으로는 상기 대조군은 측정 대상 개체에서의 운동 전 CD63 또는 CD81 수준일 수 있다. 또는 대조군은 측정 대상 개체에서의 임의의 상태에서의 소변 내 CD63 또는 CD81 수준일 수 있고, 이 경우 측정 시점의 상태와 상기 임의의 상태의 혈중 젖산 수준의 차이를 예측할 수 있다.The control group may be the level of CD63 or CD81 before exercise, that is, the basal level of the protein. In addition, since there may be differences in the basal level of lactate in the blood and the level that increases with increasing fatigue, the control group may be the CD63 or CD81 level before exercise in the subject to be measured. Alternatively, the control group may be the level of CD63 or CD81 in urine in any condition of the subject to be measured, and in this case, the difference between the condition at the time of measurement and the level of lactate in the blood in any condition can be predicted.

전술한 바와 같이, CD63 또는 CD81의 수준은 혈중 젖산 수준과 높은 양의 상관관계를 보이는 것으로, 소변 내 CD63 또는 CD81의 수준이 대조군 대비 높으면 대조군 대비 혈중 젖산 수준이 높은 것으로 예측할 수 있고, 마찬가지로 대조군 대비 낮을 경우에는 혈중 젖산 수준이 낮은 것으로 예측할 수 있다.As described above, the level of CD63 or CD81 shows a high positive correlation with the level of lactate in the blood, and if the level of CD63 or CD81 in the urine is higher than that of the control group, it can be predicted that the level of lactate in the blood is higher than that of the control group. If it is low, it can be predicted that the blood lactate level is low.

또한, 전술한 바와 같이, 혈중 젖산 수준이 증가하면 운동에 따른 피로도가 증가된 것이고, 본 발명의 방법은 혈중 젖산 수준을 예측할 수 있으므로, 운동에 따른 피로도 예측에도 활용될 수 있다.In addition, as described above, when the blood lactate level increases, fatigue due to exercise increases, and since the method of the present invention can predict the blood lactate level, it can also be used to predict fatigue due to exercise.

본 발명은 소변 내 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질을 포함하는 운동에 따른 피로도 예측용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for predicting fatigue due to exercise comprising a substance for detecting CD63 or CD81 in urine.

CD63, CD81 및 이를 검출하는 물질은 전술한 바와 같다.CD63, CD81 and substances detecting them are as described above.

운동에 따른 피로도는 운동 후 에너지의 고갈, 젖산 축적으로 인해 신체가 피로를 느끼는 정도를 의미하는 것으로, 피로물질인 젖산의 혈중 농도가 증가하고 축적될 경우에는 신체가 피로를 느끼고 근육의 피로증상이 나타날 수 있으며, 이 경우는 피로도가 높은 것으로 판단한다. 또한, 운동강도가 높을수록 피로도가 높아질 수 있는데, 운동강도는 운동자각도 (RPE), 최대심박수의 백분율, 최대 산소섭취량 등으로 표현할 수 있다.Fatigue due to exercise means the degree to which the body feels fatigue due to energy depletion and accumulation of lactic acid after exercise. In this case, fatigue is judged to be high. In addition, the higher the intensity of exercise, the higher the degree of fatigue. The intensity of exercise can be expressed in terms of Perceived Exercise (RPE), percentage of maximum heart rate, and maximum oxygen intake.

상기 운동자각도(RPE, Rating of Perceived Exertion)는 운동을 할 때 주관적으로 느끼는 감정을 6 내지 20까지의 숫자 척도로 나타낸 운동강도로써 신뢰성이 높고 실용적인 지표를 의미한다. The Rating of Perceived Exertion (RPE) is a highly reliable and practical indicator of exercise intensity representing subjective feelings when exercising on a numeric scale from 6 to 20.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. The following examples are intended to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example

1. 실험방법1. Experiment method

모든 실험 절차는 세계의 사회 헬싱키 선언 기준에 따라 서울 대학교 기관 심의위원회의 승인(IRB No. 2009/003-028)을 받았다. 모든 피험자들은 연구의 절차와 목적에 대해 구두와 서면 양식으로 통보 받았으며 참여를 확인하였다.All experimental procedures were approved by the Institutional Review Board of Seoul National University (IRB No. 2009/003-028) in accordance with the Helsinki Declaration of World Society standards. All subjects were informed orally and in writing about the procedure and purpose of the study, and their participation was confirmed.

(1) 피험자(1) Subject

24.4±1.3세의 건강한 남성 9명이 서울대학교에서 광고에 응답하여 모집되었으며, 심혈관 질환, 근골격 질환, 심리적 장애 병력이 있는 남성은 제외되었다. 피험자 특성은 표 1에 표시하였다. 모든 참가자는 최소한 시험 9시간 전에 금식하도록 권장되었고, 또한 연구 절차와 20m 셔틀 주행 테스트의 위험성에 대해 안내 받았으며, 실험 전에 참가자에게 서면 동의서를 제공하였다.Nine healthy males aged 24.4±1.3 years old were recruited from Seoul National University in response to an advertisement, and males with a history of cardiovascular disease, musculoskeletal disease, or psychological disorder were excluded. Subject characteristics are shown in Table 1. All participants were encouraged to fast for at least 9 hours prior to the test, were also informed of the study procedure and the risks of the 20 m shuttle run test, and written informed consent was provided to the participant prior to the test.

(2) 소변 샘플 수집 및 준비(2) Urine sample collection and preparation

참가자 (n=9)는 기상 직후 (첫번째), 20m 셔틀 주행 테스트 후 (두번째) 및 1 시간 (세번째) 후에 멸균 용기 (VWR)에 소변을 모으도록 요청받았다. 수집 후 샘플을 Minisart®(Sartorius stedim)로 한 번 여과한 다음 추가 분석을 위해 -80 ℃에서 냉동하였다.Participants (n=9) were asked to collect urine in a sterile container (VWR) immediately after waking up (first), after the 20 m shuttle run test (second), and 1 hour (third) later. After collection, samples were filtered once through Minisart® (Sartorius stedim) and then frozen at -80 °C for further analysis.

(3) 소변 유래 엑소좀의 정량화(3) Quantification of urine-derived exosomes

소변 샘플에서 엑소좀의 물리적 및 생물학적 특성은 CD81, CD63 및 CD9 항체-고정 칩, 표지제 (labeling agents), 세척 용액 (용액 A 및 B) 및 차단제 (Nanoview Bioscience)를 포함하는 Exoview R-100 및 Exoview 테트라스파닌 키트를 사용하여 특성화되었다. 먼저, 샘플 35 ul를 Exoview tetraspanin 칩에 떨어뜨리고 실온에서 밤새 (16시간) 동안 배양하였다. 배양 과정 후, 시료를 로딩한 칩을 1ml의 용액 A로 3 회 반복 세척하였다. 이어서, 엑소좀 표면의 테트라스파닌 (의 공동국소화(colocalization))를 분석하기 위해, CD81 항체 (Alexa Fluor 555), CD63 항체 (Alexa Fluor 647) 및 CD9 항체 (Alexa Fluor 488)의 혼합물 250 ul를 사용하여 칩상의 엑소좀을 표지하고 1 시간 동안 배양하였다. 이 경우 표지 항체 (Ab)를 A 용액과 차단 용액 (1:600)의 혼합물에 희석하였다. 마지막으로 칩을 A용액과 B용액 1ml로 헹구고 실온에서 건조시켰다. 엑소좀 캡쳐된 칩은 Exoview R-100으로 스캔하였다.Physical and biological properties of exosomes in urine samples were assessed using Exoview R-100 and CD81, CD63 and CD9 antibody-immobilized chips, labeling agents, washing solutions (Solution A and B) and blocking agents (Nanoview Bioscience). Characterized using the Exoview tetraspanin kit. First, 35 ul of the sample was dropped on the Exoview tetraspanin chip and incubated overnight (16 hours) at room temperature. After the incubation process, the sample-loaded chip was repeatedly washed three times with 1 ml of Solution A. Subsequently, in order to analyze (colocalization of) tetraspanin on the surface of the exosome, 250 ul of a mixture of CD81 antibody (Alexa Fluor 555), CD63 antibody (Alexa Fluor 647) and CD9 antibody (Alexa Fluor 488) was used to label the exosomes on the chip and incubated for 1 hour. In this case, the labeled antibody (Ab) was diluted in a mixture of solution A and blocking solution (1:600). Finally, the chip was rinsed with 1 ml of A and B solutions and dried at room temperature. The exosome-captured chips were scanned with Exoview R-100.

(4) 혈중 젖산 측정(4) Blood lactate measurement

일회용 란셋 (Accu-chek softclix plus lancing device & softclix, Roche®을 사용하여 손가락 끝에서 나온 혈액 5ul를 효소로 코팅된 전극 검사 스트립 (Arkray, Japan)에 흡수시켰다. 혈중 젖산 농도는 20m 셔틀 주행 테스트 전, 직후, 한 시간 후에 Lactate Pro2®(LT-1730, Arkray) 장치로 확인하였다. 모든 장비는 제조업체의 지침에 따라 세척 및 작동되었다. 채혈 후 30 초 이내에 혈액 샘플을 분석하였다.Using a disposable lancet (Accu-chek softclix plus lancing device & softclix, Roche®), 5 μl of blood from the fingertip was absorbed onto an enzyme-coated electrode test strip (Arkray, Japan). , immediately after, and one hour later, checked with a Lactate Pro2® (LT-1730, Arkray) device All equipment was cleaned and operated according to the manufacturer's instructions Blood samples were analyzed within 30 seconds of blood collection.

(5) 20m 셔틀 주행 테스트(5) 20m shuttle driving test

참가자들은 녹음된 경고음에 응답하여 20m 떨어진 두 개의 원뿔 사이를 계속 달리는 데 참여했다. 테스트 수행 전, 참가자는 라인 끝에서 경고음이 명확하게 들리는 지 확인하였다. 10 분 동안 워밍업을 수행하고 피험자는 초기 속도 8km/h로 앞뒤로 달리기 시작하였다. 속도는 테스트 등급에 따라 점진적으로 빨라지며, 참가자가 경고음에 2 회 이상 반응할 수 없는 때에 총 셔틀 수를 확인하였다. 테스트는 서울대학교 종합 체육관에서 오전 09:00 ~ 11:00 사이에 진행되었다.Participants participated in continuing to run between two cones 20 m apart in response to a recorded beep. Before conducting the test, participants confirmed that a beep sound could be clearly heard at the end of the line. After warming up for 10 minutes, the subject started running back and forth at an initial speed of 8 km/h. The speed was gradually increased according to the test grade, and the total number of shuttles was checked when the participant could not respond to the warning sound more than 2 times. The test was conducted between 09:00 am and 11:00 am at Seoul National University Gymnasium.

2. 실험방법2. Experiment method

(1) 참가자 특성(1) Participant characteristics

셔틀 주행 테스트에 참가한 피험자 (n=9)의 인체 측정학적 특성 (나이, 키 및 무게) 및 체성분 (체지방량 및 제지방량)은 표 1에 표시하였다. 셔틀 주행 테스트 결과, 즉 경고음에 2회 이상 반응할 수 없게 되어 테스트가 종료되는 시점의 총 셔틀 수는 는 81.3±16.3였다.The anthropometric characteristics (age, height and weight) and body composition (body fat mass and lean mass) of the subjects (n=9) who participated in the shuttle driving test are shown in Table 1. As a result of the shuttle driving test, that is, the total number of shuttles at the time when the test ended because it could not respond to the warning sound more than twice was 81.3±16.3.

변수 (n=9)variable (n=9) 인체 측정학적 특성anthropometric characteristics 나이(연)age (years) 24.4±1.324.4±1.3 키(cm)height (cm) 179.0±5.7179.0±5.7 무게(kg)Weight (kg) 73.6±5.773.6±5.7 체성분body composition 체지방량(%)Fat mass (%) 12.6±4.212.6±4.2 제지방량(kg)Lean mass (kg) 36..8±3.236..8±3.2 20m 셔틀 주행 결과20m Shuttle Running Result 반복repeat 81.3±16.381.3±16.3

(2) 운동 전, 운동 직후, 운동 후 1시간에서 상대적 혈중 젖산 수준 및 소변 유래 엑소좀 마커의 상대적 농도(2) Relative blood lactate levels and relative concentrations of urine-derived exosome markers before, immediately after, and 1 hour after exercise

혈중 젖산 수준은 운동 전에 비해 운동 직후 증가하였으며 운동 후 1시간 운동 전 수준으로 돌아간다 (도2A). 운동 직후 소변에서는 엑소좀 마커인 CD81가 운동 직후 증가하였으며 운동 후 1시간 운동 전 수준으로 돌아간다 (도2B). 운동 직후 소변에서는 엑소좀 마커인 CD63이 운동 직후 증가하였으며 운동 후 1시간 운동 전 수준으로 돌아간다 (도 2C). 운동 직후 소변에서는 엑소좀 마커인 CD9이 운동 직후 증가하였으며 운동 후 1시간 운동 전 수준으로 돌아간다 (도 2D).Blood lactate levels increased immediately after exercise compared to before exercise and returned to pre-exercise levels 1 h after exercise (Figure 2A). In urine immediately after exercise, the exosome marker CD81 increased immediately after exercise and returned to pre-exercise levels 1 h after exercise (Figure 2B). In the urine immediately after exercise, the exosome marker CD63 increased immediately after exercise and returned to the pre-exercise level 1 hour after exercise (Fig. 2C). In the urine immediately after exercise, the exosome marker CD9 increased immediately after exercise and returned to the pre-exercise level 1 hour after exercise (Fig. 2D).

(3) 운동 전, 운동 직후, 운동 후 1시간에서의 소변 (3) Urine before exercise, right after exercise, and 1 hour after exercise

소변 샘플에서 엑소좀 마커인 CD9과 젖산 농도는 유의미한 상관관계를 보이지 않은 반면, 엑소좀 마커인 CD81, CD63은 각각 젖산 농도에서 높은 양적 상관관계가 있음을 확인하였다. 마찬가지로, 혈중 젖산의 변화량과 엑소좀 마커인 CD9(p>0.05) 양의 변화와는 유의미한 상관관계가 없으나, 혈중 젖산의 변화량 (x축의 빨간점: 운동전과 직후 젖산 값의 변화량; 검은점: 운동 직후와 운동 후 1시간의 젖산 값의 변화량)이 클수록 소변 중 엑소좀 마커인 CD63(p<0.01)과 CD81(p<0.05)의 변화량 (y축의 빨간점: 운동전과 직후 엑소좀 마커 발현의 변화량; 검은점: 운동 직후와 운동 후 1시간의 엑소좀 마커 발현의 변화량)이 유의미하게 증가함을 확인하였다 (도 3). 운동 전 및 운동 후의 혈중 젖산과 소변 내 엑소좀 마커의 상관관계를 분석한 결과를 보면, CD63및 CD81의 발현량은 기초 수준(basal level)에서 개체 다양성을 갖지만, 소변 내 엑소좀 마커인 CD63과 CD81발현량은 혈중 젖산의 양과 유의미한 양적 상관관계가 있다 (도 4).In urine samples, it was confirmed that the exosome marker CD9 and lactate concentration did not show a significant correlation, whereas the exosome markers CD81 and CD63 had a high quantitative correlation with lactate concentration, respectively. Similarly, there was no significant correlation between the change in blood lactate and the change in the amount of exosome marker CD9 (p>0.05), but the change in blood lactate (red dot on x-axis: change in lactate value before and after exercise; black dot: exercise The greater the change in lactate value immediately after exercise and 1 hour after exercise), the greater the change in exosome markers CD63 (p<0.01) and CD81 (p<0.05) in urine (red dots on y-axis: change in exosome marker expression before and after exercise) ; Black dots: change in exosome marker expression right after exercise and 1 hour after exercise) was confirmed to increase significantly (FIG. 3). As a result of analyzing the correlation between lactate in blood before and after exercise and exosome markers in urine, the expression levels of CD63 and CD81 had individual diversity at the basal level, but the exosome marker CD63 and exosome markers in urine The amount of CD81 expression has a significant quantitative correlation with the amount of lactate in blood (FIG. 4).

(4) 운동 전, 직후, 후 1시간에서의 소변 유래 엑소좀 마커들과 운동 자각도(RPE), 심박수(HR)의 상관관계(4) Correlation between urine-derived exosome markers, perceived exercise (RPE), and heart rate (HR) before, immediately after, and 1 hour after exercise

소변 샘플에서 엑소좀 마커인 CD81, CD63, CD9은 각각 운동자각도(RPE)와 유의미한 양적 상관관계가 있음을 확인하였으며, 심박수(HR)와도 양적 상관관계의 트렌드를 보이는 것을 확인하였다 (도 5).In the urine sample, it was confirmed that the exosome markers CD81, CD63, and CD9 had a significant quantitative correlation with the perceived exercise degree (RPE), respectively, and a trend of quantitative correlation with heart rate (HR) was confirmed (FIG. 5) .

Claims (5)

소변 내 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 조성물.
A composition for predicting blood lactic acid level comprising a substance for detecting CD63 or CD81 in urine.
청구항 1에 있어서, 상기 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질은 항체인 혈중 젖산 수준 예측용 조성물.
The composition for predicting blood lactate level according to claim 1, wherein the material for detecting CD63 or CD81 is an antibody.
청구항 1 내지 2 중 어느 하나의 조성물을 포함하는 혈중 젖산 수준 예측용 키트.
A kit for predicting blood lactic acid level comprising the composition of any one of claims 1 to 2.
소변 내 CD63 또는 CD81의 수준이 대조군 대비 높으면 대조군 대비 혈중 젖산 수준이 높을 가능성이 높은 것으로 예측하는 단계를 포함하는 혈중 젖산 수준 예측 방법.
A method for predicting blood lactate level comprising predicting that the blood lactate level is likely to be high compared to the control group when the level of CD63 or CD81 in urine is higher than that of the control group.
소변 내 CD63 또는 CD81을 검출하는 물질을 포함하는 운동에 따른 피로도 예측용 조성물.
A composition for predicting fatigue due to exercise comprising a substance for detecting CD63 or CD81 in urine.
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