KR102593991B1 - Biomarker composition for diagnosis of radiation exposure and method of providing information for diagnosis of radiation exposure using the same - Google Patents

Biomarker composition for diagnosis of radiation exposure and method of providing information for diagnosis of radiation exposure using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선 피폭 진단을 위한 바이오마커를 제공하며, 상기 바이오마커를 이용하여 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선이 조사된 마우스의 혈액을 수집하여 마이크로어레이 분석을 수행한 결과, Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10 유전자 군의 발현 증가를 확인함에 따라, 상기 유전자를 방사선 피폭 진단용 바이오마커로 제공하여, 상기 바이오마커의 발현 증가 수준을 확인함으로써 방사선 피폭이 의심되는 대상체의 피폭 여부를 간편하고 효과적으로 진단할 수 있다.The present invention provides a biomarker for diagnosing radiation exposure, and relates to a method of providing information for diagnosing radiation exposure using the biomarker. More specifically, the present invention relates to a microarray by collecting blood from irradiated mice. As a result of the analysis, increased expression of the Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10 gene groups was confirmed, and the genes were provided as biomarkers for diagnosing radiation exposure. By checking the level of increased expression of biomarkers, it is possible to easily and effectively diagnose whether a subject suspected of being exposed to radiation has been exposed to radiation.

Description

방사선 피폭 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법{Biomarker composition for diagnosis of radiation exposure and method of providing information for diagnosis of radiation exposure using the same}Biomarker composition for diagnosis of radiation exposure and method of providing information for diagnosis of radiation exposure using the same}

본 발명은 방사선 피폭 진단을 위한 바이오마커를 제공하며, 상기 바이오마커를 이용하여 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a biomarker for radiation exposure diagnosis and relates to a method of providing information for radiation exposure diagnosis using the biomarker.

방사선은 우리의 생활과 밀접하게 자리하고 있으며, 방사선의 독특한 에너지 특성을 활용하여 의학 및 의료, 우주항공, 반도체 등의 산업용 신소재 및 첨단 부품제조, 신품종개발, 안전한 식품생산, 그리고 생명공학, 고부가 방사선동위원소 개발, 방사선 발생장치, 가속기개발 등 많은 분야에서 활용되어지고 있다. 이러한 방사선의 사용이 증가되고 이에 따른 인체피폭도 증가되어지고 있다. Radiation is closely related to our lives, and its unique energy characteristics can be used to manufacture new materials and advanced parts for industries such as medicine, aerospace, and semiconductors, develop new varieties, produce safe food, and use biotechnology and high value-added radiation. It is used in many fields, including isotope development, radiation generator development, and accelerator development. The use of such radiation is increasing and the resulting human exposure is also increasing.

방사선에 피폭된 환자가 발생할 경우, 환자가 받은 방사선량을 조속한 시일 내에 정확히 파악하는 것은 환자의 치료방침을 결정하고 예후를 판단하는데 필수적이다. 또한 방사선 피폭량을 확인하는 것은 향후 발생할 수 있는 방사선의 만성 효과에 대한 예측과 방사선피폭이 원인일 가능성이 있는 질환의 발생 시 이의 원인 규명에 중요한 역할을 할 것이다.When a patient is exposed to radiation, it is essential to accurately determine the amount of radiation the patient received as soon as possible in determining the patient's treatment plan and prognosis. In addition, confirming the amount of radiation exposure will play an important role in predicting chronic effects of radiation that may occur in the future and in identifying the cause of diseases that may be caused by radiation exposure.

방사선 피폭 후 환자의 증상 및 징후를 이용하여 임상적으로 선량 범위를 추정할 수 있으나 더 객관적이고 정확한 방법으로는 패용한 선량계를 이용하거나 피폭상황을 재구성하여 방사선량을 계산하는 물리학적 방법과 방사선에 의하여 유도된 인체의 변화를 측정하여 방사선량을 추정하는 생물학적 방법이 사용되어 왔다. 하지만 방사선 피폭을 보다 편리하고 정확하게 진단할 수 있는 손상조절 인자 또는 피폭 바이오마커 개발이 필요하다.The dose range can be clinically estimated using the patient's symptoms and signs after radiation exposure, but a more objective and accurate method is the physical method of calculating the radiation dose by using a worn dosimeter or reconstructing the exposure situation, and the radiation Biological methods have been used to estimate radiation dose by measuring changes in the human body induced by radiation. However, there is a need to develop damage control factors or radiation exposure biomarkers that can diagnose radiation exposure more conveniently and accurately.

최근 방사선에 노출된 정상 조직에서 발견될 수 있는 피폭 바이오마커를 찾는 연구들이 더욱 확대되었고, 이러한 피폭 바이오 마커는 원전사고, 테러 또는 방사선치료에 의한 피폭에 따른 인체의 영향과 예후판단 등에 중요하게 사용될 수 있을 것이다. Recently, studies looking for radiation exposure biomarkers that can be found in normal tissues exposed to radiation have expanded, and these radiation exposure biomarkers can be used to determine the impact and prognosis of the human body due to radiation exposure from nuclear accidents, terrorism, or radiation therapy. You will be able to.

대한민국 공개특허 제10-2020-0116744호 (2020.10.13. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0116744 (published on October 13, 2020)

본 발명은 방사선 피폭 진단용 바이오마커를 제공하며, 상기 바이오마커를 이용하여 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공하여 방사선 피폭이 의심되는 대상체의 방사선 피폭 여부를 빠르고 정확하게 진단하고자 한다.The present invention provides a biomarker for diagnosing radiation exposure, and provides a method for providing information for diagnosing radiation exposure using the biomarker to quickly and accurately diagnose whether a subject suspected of being exposed to radiation has been exposed to radiation.

본 발명은 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질을 포함하는 방사선 피폭 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.The present invention provides a biomarker for diagnosing radiation exposure containing one or more genes selected from the group consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9, and CXCL10, or a protein encoded by the genes. A composition is provided.

본 발명은 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질에서 하나 또는 둘 이상 선택되며, 상기 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 검출하는 제제를 유효성분으로 함유하는 방사선 피폭 진단용 키트를 제공한다.In the present invention, one or two or more genes are selected from genes consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10, or proteins encoded by the genes, and the expression or activity level of the genes, Alternatively, a kit for diagnosing radiation exposure containing as an active ingredient an agent that detects the expression level of the protein encoded by the gene is provided.

또한, 본 발명은 검체로부터 분리된 시료로부터 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 확인하는 단계를 포함하는 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention relates to the expression or activity level of genes consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10 from samples isolated from the specimen, or the expression of the protein encoded by the genes. Provides a method of providing information for radiation exposure diagnosis including the step of confirming the level.

본 발명에 따르면, 방사선이 조사된 마우스의 혈액을 수집하여 마이크로어레이 분석을 수행한 결과, Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10 유전자 군의 발현 증가를 확인함에 따라, 상기 유전자를 방사선 피폭 진단용 바이오마커로 제공하여, 상기 바이오마커의 발현 증가 수준을 화인함으로써 방사선 피폭이 의심되는 대상체의 피폭 여부를 간편하고 효과적으로 진단할 수 있다.According to the present invention, blood from irradiated mice was collected and microarray analysis was performed, and the results showed increased expression of the Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10 gene groups. As confirmed, the gene can be provided as a biomarker for diagnosing radiation exposure, and the increased expression level of the biomarker can be identified, making it possible to conveniently and effectively diagnose whether a subject suspected of being exposed to radiation has been exposed to radiation.

도 1은 마우스에 방사선을 조사한 후 림프구 세포와 골수세포의 변화를 확인한 결과로, 마우스에 1, 3 및 5 Gy 선량별 방사선을 조사한 후 1, 3 및 7일 후 혈액에서 세포 사멸을 확인한 결과이다.
도 2는 방사선 피폭에 따른 림프구세포의 손상인자를 확인한 마이크로어레이 분석 결과이다.
도 3은 마이크로어레이로 확인된 유전자군을 정량적 PCR 분석으로 확인한 결과로, 마이크로어레이를 수행하여 방사선 선량에 따라 유전자 발현이 2배 증가된 유전자를 선별한 결과이다.
도 4는 마이크로어레이로 선별된 유전자를 정량적 PCR 분석으로 확인한 결과이다.
Figure 1 shows the results of confirming changes in lymphocyte cells and bone marrow cells after irradiating mice with radiation. Cell death was confirmed in the blood 1, 3, and 7 days after irradiating mice with radiation at doses of 1, 3, and 5 Gy. .
Figure 2 shows the results of microarray analysis that identified damage factors in lymphocyte cells due to radiation exposure.
Figure 3 shows the results of confirming the gene group identified by microarray through quantitative PCR analysis, and shows the results of performing microarray to select genes whose gene expression increased two-fold according to radiation dose.
Figure 4 shows the results of confirming genes selected by microarray by quantitative PCR analysis.

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

본 발명의 발명자들은 방사선이 일상생활에 밀접하게 자리하고, 이러한 방사선 사용 증가에 따라 인체 피폭이 증가됨에 따라, 방사선 피폭 여부를 조속히 진단하여 환자의 치료를 진행하는 것이 높은 치료 효과를 나타낼 수 있으므로, 방사선 피폭을 보다 편리하고 정확하게 진단할 수 있는 방법을 개발하기 위해 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention believe that radiation is closely related to daily life, and as human exposure increases due to the increased use of radiation, diagnosing radiation exposure as soon as possible and proceeding with treatment of the patient can result in a high treatment effect. The present invention was completed to develop a method that can more conveniently and accurately diagnose radiation exposure.

본 발명은 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질을 포함하는 방사선 피폭 진단용 바이오마커 조성물을 제공할 수 있다.The present invention provides a biomarker for diagnosing radiation exposure containing one or more genes selected from the group consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9, and CXCL10, or a protein encoded by the genes. A composition may be provided.

상기 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질은 방사선 피폭시 발현이 증가되는 것일 수 있다.The expression of one or more genes selected from the group consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10 or the protein encoded by the genes may be increased upon radiation exposure. there is.

본 발명은 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질에서 하나 또는 둘 이상 선택되며, 상기 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 검출하는 제제를 유효성분으로 함유하는 방사선 피폭 진단용 키트를 제공할 수 있다.In the present invention, one or two or more genes are selected from genes consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10, or proteins encoded by the genes, and the expression or activity level of the genes, Alternatively, a kit for diagnosing radiation exposure containing as an active ingredient an agent that detects the expression level of the protein encoded by the gene may be provided.

상기 제제는 프라이머, 프로브, 항체, 펩타이드 및 앱타머로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The agent may be selected from the group consisting of primers, probes, antibodies, peptides, and aptamers.

본 발명은 검체로부터 분리된 시료로부터 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질에서 하나 또는 둘 이상 선택되며, 상기 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 확인하는 단계를 포함하는 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공할 수 있다.In the present invention, one or two or more genes are selected from the genes consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9, and CXCL10 from a sample isolated from the specimen, or the proteins encoded by the genes, and the genes A method of providing information for radiation exposure diagnosis including the step of confirming the expression or activity level of or the expression level of the protein encoded by the gene can be provided.

상기 시료는 세포, 조직, 혈액, 혈청, 뇨 및 타액으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The sample may be selected from the group consisting of cells, tissues, blood, serum, urine, and saliva.

상기 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10으로 이루어진 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준이 정상대조군 보다 증가된 경우, 방사선 피폭으로 진단하는 것일 수 있다.The expression level of one or two or more genes selected from the genes consisting of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 and CXCL10, or the proteins encoded by the genes, or the proteins encoded by the genes If it is increased compared to the normal control group, it may be diagnosed as radiation exposure.

상기 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준은 역전사 중합효소 연쇄반응(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR), 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA), 방사능면역분석(radioimmunoassay), 면역조직화학 (immunohistochemistry), 마이크로어레이(microarray), 웨스턴 블랏(western blotting) 및 유세포 분석법 (FACS)으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 측정하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The expression level of the gene or the protein encoded by the gene is determined by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and radioimmunoassay. , immunohistochemistry, microarray, western blotting, and flow cytometry (FACS), but is not limited thereto.

본 발명의 "바이오마커"는 방사선 피폭이 의심되는 대상체의 조직 또는 세포를 정상 대조군의 조직 또는 세포와 구분하여 진단할 수 있는 물질로, 정상 대조군에 비하여 방사선에 피폭된 대상체의 조직 또는 세포에서 증가 또는 감소 양상을 보이는 단백질 또는 핵산, 지질, 당지질, 당단백질 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함한다.The "biomarker" of the present invention is a substance that can diagnose the tissues or cells of a subject suspected of being exposed to radiation by distinguishing them from the tissues or cells of a normal control group, and is increased in the tissues or cells of a subject exposed to radiation compared to the normal control group. or organic biomolecules such as proteins or nucleic acids, lipids, glycolipids, glycoproteins, etc. that show a decrease pattern.

본 발명의 "진단 (diagnosis)"은 넓은 의미는 환자의 병의 실태를 모든면에 걸쳐서 판단하는 것을 의미한다. 판단의 내용은 병명, 병인, 병형, 경중, 병상의 상세한 양태 및 합병증의 유무 등이다.“Diagnosis” in the present invention broadly refers to judging the actual condition of a patient's disease in all aspects. The contents of the judgment include the name of the disease, etiology, type, severity, detailed conditions of the disease, and the presence or absence of complications.

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, the present invention will be described in detail through examples to aid understanding. However, the following examples only illustrate the content of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples. Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled 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. 방사선 조사1. Irradiation

방사선 조사는 Gamma cell-3000 (Nordion Inernational INC.)을 사용하여 수컷 BALB/c 마우스에 제시된 선량별로 137Cs γ-radiation(3Gy/min)을 조사하여 실험을 진행하였다.The radiation irradiation experiment was conducted using Gamma cell-3000 (Nordion Inernational INC.) by irradiating 137Cs γ-radiation (3Gy/min) at each dose to male BALB/c mice.

2. 실험동물에서 림프구 및 골수세포 분리2. Isolation of lymphocytes and bone marrow cells from experimental animals

방사선 조사된 수컷 BALB/c 마우스를 틸레타민/졸라제팜 (Tiletamine/Zolazepam, Zoletil 50, Virbac Korea, Korea)과 자일라진 (Xylazine, Rompun, Bayer Korea, Korea)를 이용하여 마취시킨 후, 복재정맥에서 혈액을 채취하여 heparin tube에 보관하였다. 또한, 대퇴골 골수에서 골수세포를 분리하여 30% FBS 용액에 보관하였다. Ficoll 용액을 이용하여 혈액에서 림프구 (lymphocyte), 골수에서 단핵세포 (mononuclear cell)을 각각 분리하고 세포수를 분석하였다.Irradiated male BALB/c mice were anesthetized using Tiletamine/Zolazepam (Zoletil 50, Virbac Korea, Korea) and xylazine (Xylazine, Rompun, Bayer Korea, Korea), and the saphenous vein Blood was collected from and stored in a heparin tube. Additionally, bone marrow cells were isolated from the femoral bone marrow and stored in 30% FBS solution. Lymphocytes from blood and mononuclear cells from bone marrow were separated using Ficoll solution, and cell numbers were analyzed.

3. 실시간 중합효소 연쇄반응 (Real-time PCR)3. Real-time polymerase chain reaction (Real-time PCR)

마이크로어레이 (microarray) 분석 결과를 검증하기 위해, 마이크로어레이 분석에서 이용한 동일한 RNA를 실시간 PCR 분석에 사용하였다. 1 μg의 RNA와 oligo (dT)20 프라이머 그리고 Superscript-II reverse transcriptase (Invitrogen)를 이용하여 cDNA를 합성하였다 (42℃에서 50분, 72℃에서 15분). 합성된 cDNA는 10 배로 희석 후 2 μl를 power SYBR Green PCR Master Mix 와 10 pmole의 프라이머를 이용하여 실시간 PCR 하였다. PCR 분석을 위해 사전 변성(Pre-denaturation); 95℃에서 10분, 변성(denaturation); 95℃에서 33초, 결합 (annealing); 프라이머 최적 온도에서 33초, 신장(extension); 72℃에서 33초, 총 40회 반응의 프로그램을 이용하였으며 1.2% 아가로즈 겔에서 반응 여부를 확인하였다. 실시간 PCR을 통한 c(t) 값 계산은 2-ΔΔCt 방법을 이용 하였으며, 평준화 (normalization)는 GAPDH 유전자 값을 이용하였다. PCR에 사용된 프라이머는 NCBI 염기서열 정보를 이용하여 Primer 3 software (http://frodo.wi.mit.edu)를 이용하여 디자인하였다.To verify the microarray analysis results, the same RNA used in the microarray analysis was used in real-time PCR analysis. cDNA was synthesized using 1 μg of RNA, oligo (dT)20 primer, and Superscript-II reverse transcriptase (Invitrogen) (42°C for 50 minutes, 72°C for 15 minutes). The synthesized cDNA was diluted 10-fold, and then 2 μl was subjected to real-time PCR using power SYBR Green PCR Master Mix and 10 pmole primers. Pre-denaturation for PCR analysis; 10 minutes at 95°C, denaturation; 33 seconds at 95°C, annealing; 33 seconds at primer optimum temperature, extension; A program of 33 seconds at 72°C for a total of 40 reactions was used, and the reaction was checked on a 1.2% agarose gel. The 2-ΔΔCt method was used to calculate the c(t) value through real-time PCR, and the GAPDH gene value was used for normalization. Primers used in PCR were designed using Primer 3 software (http://frodo.wi.mit.edu) using NCBI base sequence information.

<실시예 1> 방사선 조사 후 림프구 세포와 골수 세포의 변화 확인<Example 1> Confirmation of changes in lymphocyte cells and bone marrow cells after radiation irradiation

방사선 피폭 진단 유전자군 개발을 위해, 마우스를 in vivo로 1, 3 및 5 Gy 선량으로 방사선을 조사하고 1, 3 및 7일 후 혈액을 채취하여 림프구세포와 골수세포를 분리하여 세포사멸을 확인하였으며, 상기 결과를 CBC (complete blood count) 결과와 비교하였다.To develop a radiation exposure diagnostic gene group, mice were irradiated in vivo at doses of 1, 3, and 5 Gy, and blood was collected 1, 3, and 7 days later, and lymphocyte cells and bone marrow cells were separated to confirm apoptosis. , the results were compared with the CBC (complete blood count) results.

그 결과, 도 1과 같이 1Gy 방사선을 조사한 마우스는 3일까지 림프구세포와 골수세포가 감소하다가 7일 후 방사선을 조사하지 않은 정상 마우스 수준으로 회복되는 것이 확인됨에 따라, 상기 조건으로 마이크로어레이 시료를 준비하였다.As a result, as shown in Figure 1, it was confirmed that in mice irradiated with 1 Gy radiation, the lymphocyte cells and bone marrow cells decreased until 3 days, but recovered to the level of normal mice without radiation after 7 days, and microarray samples were prepared under the above conditions. Ready.

<실시예 2> 림프구세포 손상인자 확인 및 방사선 피폭 진단용 바이오마커 확인<Example 2> Identification of lymphocyte cell damage factors and identification of biomarkers for radiation exposure diagnosis

앞서 확인된 조건으로 마우스에 in vivo로 1, 3 및 5 Gy 선량으로 방사선을 조사하고 1, 3 및 7일 후 혈액을 채취하여 림프구세포를 분리하여 마이크로어레이 분석을 수행하여 손상조절 인자 및 피폭 바이오마커로서 가능성이 있는 인자를 확인하였다.Under the previously confirmed conditions, mice were irradiated in vivo at doses of 1, 3, and 5 Gy, and blood was collected 1, 3, and 7 days later, lymphocyte cells were isolated, and microarray analysis was performed to determine damage control factors and radiation exposure biometrics. Factors with potential as markers were identified.

마우스에 in vivo 1, 3 및 5 Gy 방사선을 조사하고 1, 2, 3 및 7일째 혈액을 채취하여 림프구 세포를 분리하고 트리졸 (trizol)을 이용하여 RNA를 분리한 후 전체 RNA는 Qiagen RNase-free DNase kit 와 RNeasy spin column 사용하여 정제하고 UV spectrophotometer로 정량하였다. 전체 RNA로부터 cDNA 합성 (cDNA synthesis kit)하고 이중나선 DNA 정제(Purification of dsDNA, Qiagen RNeasy Mini Kit 사용)한 후 형광 dye인 Cy3와 Cy5로 라벨링하여 준비된 microarray slide 위에 떨어뜨고 인큐베이션하여 혼성화 (hybridization)하였다. 레이저 스캐너 (Laser scanner)로 각 스팟 (spot)에서 나오는 Cy3와 Cy5 형광 세기를 포착하여 정량적으로 기록하면서 스캔하였다. 신호의 세기는 스팟의 실제적인 mRNA의 발현량과 정량적으로 비례를 하였다. 분석 프로그램을 이용하여 도 3과 같이 마이크로어레이 분석 결과 중 대조군에 비해 방사선 조사 후 방사선 선량이 증가함에 따라 유전자 발현이 2배 이상 증가하는 유전자를 선별하였다.Mice were irradiated in vivo with 1, 3, and 5 Gy radiation, blood was collected on days 1, 2, 3, and 7, lymphocytes were isolated, RNA was isolated using trizol, and total RNA was purified using Qiagen RNase- It was purified using a free DNase kit and RNeasy spin column and quantified using a UV spectrophotometer. cDNA was synthesized from total RNA (cDNA synthesis kit), double-stranded DNA was purified (Purification of dsDNA, using Qiagen RNeasy Mini Kit), and then labeled with fluorescent dyes Cy3 and Cy5, dropped on a prepared microarray slide, incubated, and hybridized. . The Cy3 and Cy5 fluorescence intensities from each spot were captured and quantitatively recorded using a laser scanner. The intensity of the signal was quantitatively proportional to the actual mRNA expression level of the spot. Using an analysis program, genes whose gene expression increased more than two-fold as the radiation dose increased after irradiation compared to the control group were selected among the microarray analysis results as shown in Figure 3.

또한, 선별된 유전자를 qPCR을 이용하여 확인하였다.Additionally, the selected genes were confirmed using qPCR.

그 결과, 도 4와 같이 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10 유전자가 방사선 조사 선량별로 발현이 증가하는 것을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 4, it was confirmed that the expression of Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9, and CXCL10 genes increased depending on the radiation dose.

No.No. 유전자gene NCBI accession numberNCBI accession number 1One Clu (clusterin)Clu (clusterin) AY888165.1AY888165.1 22 Csrnpl (cysteine and serine rich nuclear protein 1)csrnpl (cysteine and serine rich nuclear protein 1) KJ899465.1KJ899465.1 33 Dap (death associated protein)Dap (death associated protein) AY266680.1AY266680.1 44 Egln3 (egl-9 family hypoxia inducible factor 3)Egln3 (egl-9 family hypoxia inducible factor 3) KJ903617.1KJ903617.1 55 Hcar2 (hydroxycarboxylic acid receptor 2)Hcar2 (hydroxycarboxylic acid receptor 2) KU285440.1KU285440.1 66 RalB (RAS like proto-oncogene B)RalB (RAS like proto-oncogene B) AF493911.1AF493911.1 77 ACOD1 ACOD1 NM_001258406.2NM_001258406.2 88 CXCR4 CXCR4 AY242129.1AY242129.1 99 CCL7CCL7 BC112258.1BC112258.1 1010 CXCL9CXCL9 BC095396.1BC095396.1 1111 CXCL10CXCL10 BC010954.1BC010954.1

상기 결과로부터 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9 및 CXCL10 유전자는 방사선 피폭을 예측할 수 있는 유용한 유전자 군임이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that the Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, ACOD1, CXCR4, CCL7, CXCL9, and CXCL10 genes are a useful gene group that can predict radiation exposure.

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 the specific parts of the present invention have been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that these specific techniques are merely preferred embodiments and do not limit the scope of the present invention. something to do. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

CXCL10 및 ACOD1 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질을 포함하는 방사선 피폭 진단용 바이오마커 조성물.A biomarker composition for diagnosing radiation exposure comprising CXCL10 and ACOD1 genes or proteins encoded by the genes. 청구항 1에 있어서, Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, CXCR4, CCL7 또는 CXCL9 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질을 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단용 바이오마커 조성물.The biomarker composition for diagnosing radiation exposure according to claim 1, further comprising the Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, CXCR4, CCL7 or CXCL9 genes or the proteins encoded by the genes. 청구항 1에 있어서, CXCL10 및 ACOD1 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질은 방사선 피폭시 발현이 증가되는 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단용 바이오마커 조성물.The biomarker composition for diagnosing radiation exposure according to claim 1, wherein expression of the CXCL10 and ACOD1 genes or the proteins encoded by the genes increases upon radiation exposure. CXCL10 및 ACOD1 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 검출하는 제제를 유효성분으로 함유하는 방사선 피폭 진단용 키트.A kit for diagnosing radiation exposure containing as an active ingredient an agent that detects the expression or activity level of the CXCL10 and ACOD1 genes, or the expression level of the protein encoded by the genes. 청구항 4에 있어서, 상기 방사선 피폭 진단용 키트는 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, CXCR4, CCL7 또는 CXCL9 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 검출하는 제제를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단용 키트.The method of claim 4, wherein the kit for diagnosing radiation exposure is an agent that detects the expression or activity level of the Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, CXCR4, CCL7 or CXCL9 gene, or the expression level of the protein encoded by the gene. A kit for diagnosing radiation exposure, further comprising: 청구항 5에 있어서, 상기 제제는 프라이머, 프로브, 항체, 펩타이드 및 앱타머로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단용 키트.The kit for diagnosing radiation exposure according to claim 5, wherein the agent is selected from the group consisting of primers, probes, antibodies, peptides, and aptamers. 검체로부터 분리된 시료로부터 CXCL10 및 ACOD1 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 확인하는 단계를 포함하는 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.A method of providing information for diagnosing radiation exposure, comprising the step of confirming the expression or activity level of the CXCL10 and ACOD1 genes, or the expression level of the protein encoded by the genes, from a sample separated from the specimen. 청구항 7에 있어서, 상기 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은 Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, CXCR4, CCL7 또는 CXCL9 유전자의 발현 또는 활성 수준, 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준을 확인하는 단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.The method of claim 7, wherein the method of providing information for diagnosing radiation exposure includes the expression or activity level of the Clu, Csrnpl, Dap, Egln3, Hcar2, RalB, CXCR4, CCL7 or CXCL9 gene, or the expression of the protein encoded by the gene. A method of providing information for radiation exposure diagnosis, further comprising the step of checking the level. 청구항 7에 있어서, 상기 CXCL10 및 ACOD1 유전자 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질의 발현 수준이 정상대조군 보다 증가된 경우, 방사선 피폭으로 진단하는 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.The method of claim 7, wherein when the expression level of the CXCL10 and ACOD1 genes or the protein encoded by the genes is increased compared to the normal control group, radiation exposure is diagnosed.
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