KR102618553B1 - Biomarker for predicting the onset of breast cancer in diabetic patients and prognosis of breast cancer patients - Google Patents

Biomarker for predicting the onset of breast cancer in diabetic patients and prognosis of breast cancer patients Download PDF

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KR102618553B1 KR1020220109729A KR20220109729A KR102618553B1 KR 102618553 B1 KR102618553 B1 KR 102618553B1 KR 1020220109729 A KR1020220109729 A KR 1020220109729A KR 20220109729 A KR20220109729 A KR 20220109729A KR 102618553 B1 KR102618553 B1 KR 102618553B1
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Abstract

본원은 TRIP-Br 및 IR/IGF1R의 비율을 당뇨병 환자의 유방암 예측 또는 예후 판단용 바이오마커로 사용하는 것을 개시한다. 본원은 TRIP-Br이 IR/IGF1R의 비를 조절하고 이는 당뇨병 환자의 유방암 발생 또는 불량한 예후와 연관되어 있다는 발견에 근거한 것으로 이러한 판단에 유용한 정보를 제공할 수 있다. We disclose the use of the ratio of TRIP-Br and IR/IGF1R as a biomarker for predicting or determining the prognosis of breast cancer in diabetic patients. This study is based on the finding that TRIP-Br regulates the ratio of IR/IGF1R and that this is associated with the development of breast cancer or poor prognosis in diabetic patients, and can provide useful information for such judgments.

Description

당뇨병 환자의 유방암 발병 예측 및 유방암 환자의 예후 예측용 바이오마커 {Biomarker for predicting the onset of breast cancer in diabetic patients and prognosis of breast cancer patients}Biomarker for predicting the onset of breast cancer in diabetic patients and prognosis of breast cancer patients {Biomarker for predicting the onset of breast cancer in diabetic patients and prognosis of breast cancer patients}

본원은 당뇨병 환자의 유방암 발병 예측 및 유방암 환자의 예후 예측용 바이오마커와 관련된 것이다.This study is related to biomarkers for predicting the development of breast cancer in diabetic patients and prognosis in breast cancer patients.

WHO (World Health Organization)에 의하면 암은 건강에 가장 큰 위협이다. 그 중 유방암은 여성에서 가장 호발하는 암으로, 2020년에 1930만 건이 발병되고, 이와 관련된 사망도 천만건에 이르는 것으로 보고되었다. 유방암과 당뇨병의 관계는 기존에 연구되어져 왔는데 당뇨병이 있는 여성은 당뇨병이 없는 여성과 비교하여 유방암 발생 위험이 큰 것으로 알려져 있다 (Garg SK, et al. Diabetes and cancer: two diseases with obesity as a common risk factor. Diabetes Obes Metab. 2014;16(2):97-110; Martin SD, and McGee SL. Metabolic reprogramming in type 2 diabetes and the development of breast cancer. J Endocrinol. 2018;237(2):35-46). According to the World Health Organization (WHO), cancer is the biggest threat to health. Among them, breast cancer is the most common cancer in women, with 19.3 million cases reported in 2020, and 10 million deaths related to it. The relationship between breast cancer and diabetes has been previously studied, and women with diabetes are known to have a greater risk of developing breast cancer compared to women without diabetes (Garg SK, et al. Diabetes and cancer: two diseases with obesity as a common risk factor. Diabetes Obes Metab. 2014;16(2):97-110; Martin SD, and McGee SL. Metabolic reprogramming in type 2 diabetes and the development of breast cancer. J Endocrinol. 2018;237(2):35-46 ).

IR (Insulin Receptor) 및 IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor)은 유방암 및 당뇨병 치료의 공통 표적이다. 이들은 인슐린 및 IGF1에 의해 활성화되어 있으며 성장 및 생존에 중요한 인자로 알려져 있다. IR 및 IGF1R은 유방암을 포함한 대부분의 암에서 과발현되어 있으며, 이들 수용체와 연관된 신호전달 경로를 활성화시켜, 암의 예방 및 치료의 표적이 되었다 (Ostoker R, et al. Highly specific role of the insulin receptor in breast cancer progression. Endocr Relat Cancer. 2015;22(2):145-157; Sun Y, et al. Molecular Imaging of IGF-1R in Cancer. Mol Imaging., 2017;16:1536012117736648) Insulin receptor (IR) and insulin-like growth factor-1 receptor (IGF1R) are common targets for the treatment of breast cancer and diabetes. They are activated by insulin and IGF1 and are known to be important factors for growth and survival. IR and IGF1R are overexpressed in most cancers, including breast cancer, and activate signaling pathways associated with these receptors, making them targets for cancer prevention and treatment (Ostoker R, et al. Highly specific role of the insulin receptor in breast cancer progression. Endocr Relat Cancer. 2015;22(2):145-157; Sun Y, et al. Molecular Imaging of IGF-1R in Cancer. Mol Imaging., 2017;16:1536012117736648)

하지만 대부분의 연구는 IR 및 IGF1R 각각의 활성화에 초점을 맞추어 진행되었으며, IR과 IGF1R을 통합하여 당뇨병 환자의 유방암 발생 및/또는 예후와 연관시키는 것은 없다. However, most studies have focused on the activation of IR and IGF1R individually, and there is no integration of IR and IGF1R to associate them with breast cancer development and/or prognosis in diabetic patients.

본원은 당뇨병 환자의 유방암 발생 또는 유방암 발생 후 예후를 예측 할 수 있는 바이오마커를 제공하고자 한다. We aim to provide biomarkers that can predict the development of breast cancer or the prognosis after breast cancer in diabetic patients.

한 양태에서 본원은 당뇨병 환자의 유방암 발병 예측에 대한 정보를 제공하기 위해, 인비트로 (in vitro) 에서 유방세포의 TRIP-Br1 (Transcriptional regulator interacting with the PHD-bromodomain 1), IR (Insulin Receptor) 및 IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor)의 발현량을 검출하는 방법 또는 상기 정보를 제공하는 방법을 제공한다. In one aspect, in order to provide information on predicting the development of breast cancer in diabetic patients, our institute examines TRIP-Br1 (Transcriptional regulator interacting with the PHD-bromodomain 1), IR (Insulin Receptor) and A method of detecting the expression level of IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor) or a method of providing the above information is provided.

일 구현예에서 상기 방법은 당뇨병 환자의 유방조직 유래의 세포를 제공하는 단계; 상기 세포에서 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R의 발현량 측정하는 단계; 상기 측정 결과로부터 상기 세포의 IR/IGF1R 발현량 비를 결정하는 단계; 및 상기 TRIP-Br1 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군과 비교하여 증가한 경우, 상기 당뇨병 환자의 유방암 발병 확률이 증가된 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 상기 대조군은 비당뇨인의 유방조직 유래 세포이고, 상기 IR/IGF1R 비의 증가는 상기 IR 발현량이 대조군과 비교하여 증가하고, 상기 IGF1R 발현량은 대조군과 비교하여 감소로 인한 것이고, 상기 당뇨병 환자는 그 전에 유방암이 발병한 적이 없다. In one embodiment, the method includes providing cells derived from breast tissue of a diabetic patient; Measuring the expression levels of TRIP-Br1, IR and IGF1R in the cells; Determining the IR/IGF1R expression level ratio of the cells from the measurement results; And when the TRIP-Br1 expression level and IR/IGF1R ratio are increased compared to the control group, determining that the probability of developing breast cancer in the diabetic patient is increased, wherein the control group is cells derived from breast tissue of a non-diabetic patient, and The increase in the IR/IGF1R ratio is due to an increase in the IR expression level compared to the control group and a decrease in the IGF1R expression level compared to the control group, and the diabetic patient has never developed breast cancer before.

다른 양태에서 본원은 유방암이 발생한 당뇨병 환자의 예후에 대한 정보를 제공하기 위해, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법 또는 상기 정보를 제공하는 방법을 제공한다. In another aspect, the present institution provides a method for detecting the expression level of TRIP-Br1, IR and IGF1R proteins in breast cancer cells in vitro or a method for providing the information in order to provide information on the prognosis of diabetic patients with breast cancer. do.

일 구현예에서 상기 방법은 상기 유방암이 발생한 당뇨병 환자의 유방암 세포를 제공하는 단계; 상기 세포에서 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R의 각 발현량 측정하는 단계; 상기 측정결과로부터 상기 세포의 IR/IGF1R 발현량 비를 결정하는 단계; 및 상기 TRIP-Br1 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군과 비교하여 증가한 경우, 상기 당뇨병 환자의 유방암 예후가 불량한 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 상기 대조군은 상기 환자의 암이 발생하지 않은 유방세포 또는 유방조직 세포인, 상기 IR/IGF1R 비의 증가는 상기 IR 발현량은 대조군과 비교하여 증가하고, 상기 IGF1R 발현량은 대조군과 비교하여 감소로 인한 것이다. In one embodiment, the method includes providing breast cancer cells from a diabetic patient who has developed breast cancer; Measuring the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R in the cells; Determining the IR/IGF1R expression level ratio of the cells from the measurement results; And when the TRIP-Br1 expression level and IR/IGF1R ratio are increased compared to the control group, determining that the prognosis for breast cancer of the diabetic patient is poor, wherein the control group is the patient's non-cancerous breast cells or breast cells. In tissue cells, the increase in the IR/IGF1R ratio is due to an increase in the IR expression level compared to the control group and a decrease in the IGF1R expression level compared to the control group.

일 구현예에서 상기 방법에서 상기 당뇨병은 제1형 또는 제2형 당뇨병을 포함한다. In one embodiment, the diabetes in the method includes type 1 or type 2 diabetes.

다른 양태에서 본원은 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R의 검출용 물질을 포함하는 당뇨병 환자의 유방암 발생 예측용 조성물 또는 키트를 제공한다. In another aspect, the present application provides a composition or kit for predicting the occurrence of breast cancer in diabetic patients, including a substance for detecting TRIP-Br1, IR, and IGF1R.

본원은 TRIP-Br1 종양 유전자가 IR (Insulin Receptor) 의 발현은 높이는 반면, IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor)의 발현은 낮추어, IR/IGF1R 비율을 높임을 밝혔다. 이는 당뇨병 환자의 유방암 발생 확률을 높일 뿐 아니라 유방암 환자의 예후를 나쁘게 하기에, TRIP-Br1의 발현량 및 IR/IGF1R의 비율을 측정함으로서 당뇨병 환자의 유방암 발생 예측을 할 뿐 만 아니라 유방암 환자의 예후를 예측할 수 있는 바이오 마커로 효과적으로 사용될 수 있다.We found that the TRIP-Br1 oncogene increases the expression of IR (Insulin Receptor), while lowering the expression of IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor), increasing the IR/IGF1R ratio. This not only increases the probability of developing breast cancer in diabetic patients but also worsens the prognosis of breast cancer patients. By measuring the expression level of TRIP-Br1 and the ratio of IR/IGF1R, not only is it possible to predict the occurrence of breast cancer in diabetic patients, but also the prognosis of breast cancer patients. It can be effectively used as a biomarker to predict.

도 1은 IR/IGF1R 비율은 TRIP-Br1에 의해 높아진 IR 발현으로 증가 했다. A, 정상 세포주 및 유방암 세포주에서 TRIP-Br1, IGF1R 및 IR의 발현 수준이었다. β-액틴을 로딩 대조군으로 사용하였다. B, IR/IGF1R 비율은 ImageJ를 사용하여 정량화 하였다. C-D, MEFWT-TRIP-Br1 또는 MEFKO-TRIP-Br1 세포에서 IR의 발현 수준이었다. Western blot의 정량화는 3개의 독립적인 실험(n = 3)을 기반으로 평균 ±표준편차로 표시되었다. 별표(*)는 p < 0.05에서 통계적으로 유의한 차이를 나타낸다. E-F, 내인성 IR 발현은 면역형광에 의해 MEFWT-TRIP-Br1 또는 MEFKO-TRIP-Br1 세포에서 평가되었다 (n > 30; *, p < 0.05). G-H, TRIP-Br1 wild-type 또는 knockout 마우스로부터 수집된 지방세포 및 심장 조직의 IR 단백질 수준은 Western blot에 의해 평가되었다 (n = 3; *, p < 0.05). I-J, 상대 IR/IGF1R 비율은 MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포에 표시되었다. J-K, 표시된 단백질 수준은 MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포에서 평가되었다. IGF1R 및 IR의 발현은 IGF1R 및 IR을 모두 인식하는 공동 항체를 사용하여 공동 분석 하였다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시되었다(n = 3, *, p < 0.05). L, MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포를 MG132(10μM) 및/또는 CQ(25μM)로 24시간 동안 처리 한 후, 내인성 IR은 항-IR 항체로 면역침전 되었다. Ubiquitinated IR은 Western blot을 사용하여 anti-Ub로 분석되었다. M, 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n > 3, *, p < 0.05).
도 2는 IR/IGF1R 비율은 IGF1R의 TRIP-Br1 매개 하향 조절을 통해 증가되었다. A-B, TRIP-Br1은 pcDNA3.1/TRIP-Br1을 MCF7 및 MDA-MB-231 세포에 형질감염시켜 과발현되었으며, 여기서 pcDNA3.1 비어 있는 것을 대조군으로 사용했다. 세포를 수집하고 Western blot 분석을 위해 준비했다. Western blotting 결과는 ImageJ를 사용하여 정량화되었다. 분석은 삼중으로 수행되었으며 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3; *, p < 0.05;**, p < 0.01). C-D, TRIP-Br1 silencing RNA(siTRIP-Br1)를 MCF7 및 MDA-MB-231 유방암 세포주들에 형질감염시켰으며, 여기서 scramble된 RNA(scRNA)는 비silencing 대조군으로 사용되었다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3; *, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.005). MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포에서 E-F, TRIP-Br1 및 IGF1R 발현 수준이었다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3; *, p < 0.05; **, p < 0.01). G-H, MEFWT-TRIP-Br1 또는 MEFKO-TRIP-Br1 세포에서 TRIP-Br1 및 IGF1R 발현 수준이었다. MEF 세포는 재료 및 방법에 언급된 대로 TRIP-Br1 wild-type 또는 knockout 마우스에서 분리되었다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n > 3, *, p < 0.05, ***, p < 0.005). I-J, TRIP-Br1 wild-type 또는 knockout 마우스에서 수집한 지방세포 및 심장 조직에서 TRIP-Br1 및 IGF1R의 단백질 수준. 결과는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3, *, p < 0.05, ***, p < 0.005).
도 3은 TRIP-Br1 adopter 단백질과 NEDD4-1 E3 ligase에 의한 IGF1R 단백질 수준 감소이다. A-B, TRIP-Br1 또는 NEDD4-1 silencing RNA(siTRIP-Br1 및 siNEDD4-1)를 MCF7 및 MDA-MB-231 세포에 형질감염시키고 IGF1R 발현을 Western blot 분석을 사용하여 분석하였다. C-D, NEDD4-1은 200mM CHX의 존재 하에 siNEDD4-1에 의해 녹다운되었고 표시된 단백질은 Western blot 분석을 받았다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n > 3; *, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.005). E-F, IGF1R과 TRIP-Br1 사이의 상호작용은 공동 면역침전 분석을 사용하여 결정되었다. MCF7 세포의 내인성 TRIP-Br1은 해당 항체로 면역침전 되었다. G-H, 공초점 현미경을 이용하여 관찰한 NEDD4-1 및 IGF1R 발현의 대표적인 이미지를 나타내었다. MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포들을 공초점 접시에서 24시간 동안 배양하고 이들의 면역형광을 분석하였다. ImageJ에서 50개 이상의 세포를 계수하여 NEDD4-1과 IGF1R 사이의 공동 위치를 측정했다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다(n > 50, **, p < 0.01).
도 4는 TRIP-Br1/NEDD4-1은 proteasome/ubiquitination 및 리소좀 의존성 경로를 통해 IGF1R 분해를 매개 하였다. A-B, MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포를 24시간 동안 MG132(10μM)의 부재 또는 존재하에 siNEDD4-1로 형질감염시켰다. 세포를 수집하고 Western blot을 실시하였다. 정량 결과는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3, *, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.005).C-D, MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포는 24시간 동안 CQ(25μM)가 있거나 없는 siNEDD4-1로 형질감염되었다. 전체 세포를 사용하여 용해하고 Western blot 분석을 수행했음. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3; *, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.005).E-F, MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포를 siNEDD4-1로 형질감염시키고 표시된 시간 동안 MG132(10 μM)로 처리하고 Western blot 분석을 위해 세포를 수집하였다. Western blot의 정량화는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 3, *, p < 0.05).
도 5는 향상된 종양 형성 및 성장은 TRIP-Br1 발현으로 인한 더 높은 IR/IGF1R 비율과 관련이 있다. A, 누드 마우스의 옆구리에 MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포를 피하 주사했다. 종양 부피를 표시된 시간에 측정하고 재료 및 방법에 설명된 대로 계산했다. B, null 마우스에서 종양을 수집하고 사진을 찍었다. 스케일 바, 1cm. C, 마우스 절제 후 종양 중량을 측정하였다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 4, ***, p < 0.005). D-E, 결과의 정량화는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 4; *, p < 0.05; **, p < 0.01). F, 상대 IR/IGF1R 비율은 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n = 4, ***, p < 0.005). G, MCF7 세포를 24시간 동안 IR silencing RNA로 형질감염시키고, 96-웰 플레이트에 파종하고, 24시간 동안 독소루비신(1μM), 스타우로세포린(0.1μM) 및 파클리탁셀(0.5μM)의 세 가지 다른 유형의 항암제로 처리했다. 시간. 세포 생존력은 재료 및 방법 섹션에 언급된 대로 측정되었다. 데이터는 평균 ±표준편차로 표시 되었다(n = 3, *, p < 0.05).
도 6은 IR/IGF1R 비율은 인슐린 결핍 마우스에서 TRIP-Br1에 의해 증가 하였다. A, 5주령 인슐린 생산 마우스(대조군) 또는 인슐린 결핍 마우스(IDM)에서 심장, 간 및 지방세포의 조직 샘플을 수집했다. 조직은 인슐린과 글루카곤을 대조군으로 사용한 Western blot 분석에 의해 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R IR의 수준을 평가하는 데 사용되었다. B, 결과의 정량화는 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n > 3; *, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.005). 상대 IR/IGF1R 비율도 표시 되었다. C, 대조군 또는 IDM 그룹의 심장, 간 및 지방세포에서 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R의 발현 수준을 보여주는 IHC 분석의 대표적인 이미지다. D, TRIP-Br1, IR 및 IGF1R의 발현 수준은 평균 ±표준편차로 표시 되었다 (n > 3; *, p < 0.05; ***, p < 0.005). 상대 IR/IGF1R 비율도 표시 되었다.
도 7은 유방암 환자의 단일 세포에서 TRIP-Br1과 IR/IGF1R 비율 사이의 상관관계이다. A, TNBC, HER2, LumA 및 LumB의 4가지 다른 유형의 유방암에서 TRIP-Br1과 IR 발현의 관계이다. B, 유방암의 4가지 다른 아형에서 TRIP-Br1과 IGF1R 발현의 관계이다: C, 유방암의 4가지 아형에서 TRIP-Br1과 IR/IGF1R 비율의 상관관계이다. 각 점은 단일 셀을 나타 냈다. D, timer2.0 도구를 사용한 TRIP-Br1과 IGF1R 발현의 관계 분석했다(http://timer.cistrome.org/).
도 8은 세 가지 다른 유형의 암 환자에서 TRIP-Br1 발현, IR/IGF1R 비율 및 생존율 간의 관계에 대한 생물정보학적 분석이다. 생존일수와 TRIP-Br1 발현 또는 IR/IGF1R 비율 사이의 관계는 TCGA 데이터베이스를 사용하여 표시된 암 환자의 두 그룹(i-ii 및 iii-v 단계)에서 분석되었다.
도 9는 본원에서 규명된 유방암 세포에서 TRIP-Br1에 의한 IR/IGF1R 비율의 조절 기전을 도식적으로 나타낸 것이다. 이는 TRIP-Br1은 IR과 직접 상호 작용하지 않으며 proteasome 매개 분해 ubiquitination 및 IR 분해를 억제하여 미지의 E3 ligase, 아마도 CHIP 또는 MARCH1에 대한 부정적인 영향을 암시한다. 대조적으로, TRIP-Br1은 IGF1R 및 NEDD4-1 E3 ubiquitin ligase 모두와 직접 상호작용하며, 여기서 TRIP-Br1/NEDD4-1은 리소좀 경로보다는 ubiquitin/proteasome 시스템을 통해 IGF1R을 분해하는 것으로 나타났다. 결국 TRIP-Br1은 IR/IGF1R 비율을 증가시켰고 이는 유방암 환자의 예후를 가장 악화시키는 것으로 나타났다. 또한, 하향 조절된 IGF1R은 IR 활성화를 유도하는 것으로 알려져 있으며, 이는 궁극적으로 PI3K/AKT 및 MAPK 신호 전달 경로를 활성화하여 암세포 증식 및 생존을 초래한다.
Figure 1 shows that the IR/IGF1R ratio increased due to increased IR expression by TRIP-Br1. A, Expression levels of TRIP-Br1, IGF1R, and IR in normal and breast cancer cell lines. β-Actin was used as a loading control. B, IR/IGF1R ratio was quantified using ImageJ. was the expression level of IR in CD, MEF WT-TRIP-Br1 or MEF KO-TRIP-Br1 cells. Quantification of Western blots was expressed as mean ± standard deviation based on three independent experiments (n = 3). An asterisk (*) indicates a statistically significant difference at p < 0.05. EF, Endogenous IR expression was assessed in MEF WT-TRIP-Br1 or MEF KO-TRIP-Br1 cells by immunofluorescence (n >30; *, p < 0.05). IR protein levels in adipocytes and cardiac tissues collected from GH, TRIP-Br1 wild-type or knockout mice were assessed by Western blot (n = 3; *, p < 0.05). IJ, Relative IR/IGF1R ratios are shown for MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells. JK, indicated protein levels were assessed in MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells. Expression of IGF1R and IR was co-analyzed using co-antibodies that recognize both IGF1R and IR. Data are expressed as mean ± standard deviation (n = 3, *, p < 0.05). L, MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells were treated with MG132 (10 μM) and/or CQ (25 μM) for 24 h, then endogenous IR was immunoprecipitated with anti-IR antibody. Ubiquitinated IR was analyzed with anti-Ub using Western blot. M, data are expressed as mean ± standard deviation (n > 3, *, p < 0.05).
Figure 2 shows that the IR/IGF1R ratio was increased through TRIP-Br1-mediated downregulation of IGF1R. AB, TRIP-Br1 was overexpressed by transfecting pcDNA3.1/TRIP-Br1 into MCF7 and MDA-MB-231 cells, where pcDNA3.1 empty was used as a control. Cells were collected and prepared for Western blot analysis. Western blotting results were quantified using ImageJ. Analyzes were performed in triplicate and data are expressed as mean ± standard deviation (n = 3; *, p <0.05;**, p < 0.01). CD, TRIP-Br1 silencing RNA (siTRIP-Br1) was transfected into MCF7 and MDA-MB-231 breast cancer cell lines, where scrambled RNA (scRNA) was used as a non-silencing control. Data are expressed as mean ± standard deviation (n = 3; *, p <0.05; **, p <0.01; ***, p < 0.005). EF, TRIP-Br1 and IGF1R expression levels in MCF7 WT- TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells. Data were expressed as mean ± standard deviation (n = 3; *, p <0.05; **, p < 0.01). TRIP-Br1 and IGF1R expression levels in GH, MEF WT-TRIP-Br1 or MEF KO-TRIP-Br1 cells. MEF cells were isolated from TRIP-Br1 wild-type or knockout mice as mentioned in Materials and Methods. Data were expressed as mean ± standard deviation (n > 3, *, p < 0.05, ***, p < 0.005). IJ, Protein levels of TRIP-Br1 and IGF1R in adipocytes and heart tissue collected from TRIP-Br1 wild-type or knockout mice. Results are expressed as mean ± standard deviation (n = 3, *, p < 0.05, ***, p < 0.005).
Figure 3 shows the reduction of IGF1R protein levels by TRIP-Br1 adopter protein and NEDD4-1 E3 ligase. AB, TRIP-Br1, or NEDD4-1 silencing RNA (siTRIP-Br1 and siNEDD4-1) were transfected into MCF7 and MDA-MB-231 cells, and IGF1R expression was analyzed using Western blot analysis. CD, NEDD4-1 was knocked down by siNEDD4-1 in the presence of 200mM CHX, and the indicated proteins were subjected to Western blot analysis. Data are expressed as mean ± standard deviation (n >3; *, p <0.05; **, p <0.01; ***, p < 0.005). EF, the interaction between IGF1R and TRIP-Br1 was determined using co-immunoprecipitation assay. Endogenous TRIP-Br1 from MCF7 cells was immunoprecipitated with the corresponding antibody. GH, Representative images of NEDD4-1 and IGF1R expression observed using confocal microscopy are shown. MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells were cultured in confocal dishes for 24 hours and their immunofluorescence was analyzed. Co-localization between NEDD4-1 and IGF1R was determined by counting more than 50 cells in ImageJ. Data are expressed as mean ± standard deviation (n > 50, **, p < 0.01).
Figure 4 shows that TRIP-Br1/NEDD4-1 mediated IGF1R degradation through proteasome/ubiquitination and lysosome-dependent pathways. AB, MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells were transfected with siNEDD4-1 in the absence or presence of MG132 (10 μM) for 24 h. Cells were collected and Western blot was performed. Quantitative results were expressed as mean ± standard deviation (n = 3, *, p <0.05; **, p <0.01; ***, p < 0.005).CD, MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP -Br1 cells were transfected with siNEDD4-1 with or without CQ (25 μM) for 24 h. Whole cells were used to lyse and Western blot analysis was performed. Data are expressed as mean ± standard deviation (n = 3; *, p <0.05; **, p <0.01; ***, p < 0.005).EF, MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP- Br1 cells were transfected with siNEDD4-1, treated with MG132 (10 μM) for the indicated times, and cells were collected for Western blot analysis. Quantification of Western blot was expressed as mean ± standard deviation (n = 3, *, p < 0.05).
Figure 5: Enhanced tumor formation and growth is associated with higher IR/IGF1R ratio due to TRIP-Br1 expression. A, MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells were injected subcutaneously into the flanks of nude mice. Tumor volumes were measured at the indicated times and calculated as described in Materials and Methods. B, Tumors were collected and photographed from null mice. Scale bar, 1 cm. C, Tumor weight was measured after mouse resection. Data are expressed as mean ± standard deviation (n = 4, ***, p < 0.005). DE, quantification of results was expressed as mean ± standard deviation (n = 4; *, p <0.05; **, p < 0.01). F, Relative IR/IGF1R ratios are expressed as mean ± standard deviation (n = 4, ***, p < 0.005). G, MCF7 cells were transfected with IR silencing RNA for 24 h, seeded in 96-well plates, and treated with three different treatments: doxorubicin (1 μM), staurocephalin (0.1 μM), and paclitaxel (0.5 μM) for 24 h. treated with a type of anticancer drug. hour. Cell viability was measured as mentioned in the Materials and Methods section. Data are expressed as mean ± standard deviation (n = 3, *, p < 0.05).
Figure 6 shows that the IR/IGF1R ratio was increased by TRIP-Br1 in insulin-deficient mice. A, Tissue samples of heart, liver, and adipocytes were collected from 5-week-old insulin-producing mice (control) or insulin-deficient mice (IDM). Tissues were used to assess the levels of TRIP-Br1, IR and IGF1R IR by Western blot analysis using insulin and glucagon as controls. B, Quantification of results expressed as mean ± standard deviation (n >3; *, p <0.05; **, p <0.01; ***, p < 0.005). Relative IR/IGF1R ratios were also shown. C, Representative images of IHC analysis showing the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R in heart, liver, and adipocytes from control or IDM groups. D, Expression levels of TRIP-Br1, IR and IGF1R are expressed as mean ± standard deviation (n >3; *, p <0.05; ***, p < 0.005). Relative IR/IGF1R ratios were also shown.
Figure 7 is the correlation between TRIP-Br1 and IR/IGF1R ratio in single cells from breast cancer patients. A, Relationship between TRIP-Br1 and IR expression in four different types of breast cancer: TNBC, HER2, LumA, and LumB. B, Relationship between TRIP-Br1 and IGF1R expression in four different subtypes of breast cancer: C, Relationship between TRIP-Br1 and IR/IGF1R ratio in four different subtypes of breast cancer. Each dot represents a single cell. D, The relationship between TRIP-Br1 and IGF1R expression was analyzed using the timer2.0 tool (http://timer.cistrome.org/).
Figure 8 is a bioinformatic analysis of the relationship between TRIP-Br1 expression, IR/IGF1R ratio and survival rate in patients with three different types of cancer. The relationship between survival days and TRIP-Br1 expression or IR/IGF1R ratio was analyzed in two groups (stages i-ii and iii-v) of indicated cancer patients using the TCGA database.
Figure 9 schematically shows the regulation mechanism of the IR/IGF1R ratio by TRIP-Br1 in breast cancer cells identified herein. This suggests that TRIP-Br1 does not interact directly with IR and inhibits proteasome-mediated ubiquitination and IR degradation, suggesting a negative effect on an unknown E3 ligase, possibly CHIP or MARCH1. In contrast, TRIP-Br1 interacts directly with both IGF1R and NEDD4-1 E3 ubiquitin ligase, where TRIP-Br1/NEDD4-1 has been shown to degrade IGF1R through the ubiquitin/proteasome system rather than the lysosomal pathway. Ultimately, TRIP-Br1 increased the IR/IGF1R ratio, which was found to worsen the prognosis of breast cancer patients. Additionally, downregulated IGF1R is known to induce IR activation, which ultimately activates PI3K/AKT and MAPK signaling pathways, resulting in cancer cell proliferation and survival.

본원은 TRIP-Br1이 당뇨병에서 높은 IR/IGF1R 비를 발생시키는 기전을 규명하고 이를 당뇨병 환자의 유방암 발생 확률 및 유방이 이미 발생한 당뇨병 환자의 예후와 연관시킬 수 있다는 발견에 근거한 것이다. This study is based on the discovery that TRIP-Br1 identifies the mechanism by which a high IR/IGF1R ratio occurs in diabetes and can relate this to the probability of developing breast cancer in diabetic patients and the prognosis of diabetic patients who have already developed breast cancer.

구체적으로 본원은 TRIP-Br1 종양 유전자가 IR (Insulin receptor)의 발현은 증가시키는 반면, IGF1R (insulin-like growth factor receptor)의 발현은 감소시켜, IR/IGF1R 비율을 높임을 밝혔다. 이는 당뇨병 환자의 유방암 발생 확률을 높일 뿐 아니라 유방암 환자의 예후를 나쁘게 하기에, TRIP-Br1의 발현량 및 IR/IGF1R의 비율을 측정 함으로서 당뇨병 환자의 유방암 발생 예측을 할 뿐 만 아니라 유방암 환자의 예후를 예측할 수 있는 바이오 마커로 효과적으로 사용될 수 있다. Specifically, we found that the TRIP-Br1 oncogene increases the expression of IR (Insulin receptor), while decreasing the expression of IGF1R (insulin-like growth factor receptor), increasing the IR/IGF1R ratio. This not only increases the probability of developing breast cancer in diabetic patients but also worsens the prognosis of breast cancer patients. By measuring the expression level of TRIP-Br1 and the ratio of IR/IGF1R, not only does it predict the occurrence of breast cancer in diabetic patients, it also predicts the prognosis of breast cancer patients. It can be effectively used as a biomarker to predict.

이에 본원은 TRIP-Br1에 의한 IR/IGF1R 비를 당뇨병 환자에서 유방암 발병 예측 또는 유방암이 이미 발생한 당뇨병 환자의 예후 판단에 바이오마커로 사용하는 것에 관한 것이다. Accordingly, this study is concerned with using the IR/IGF1R ratio by TRIP-Br1 as a biomarker to predict the development of breast cancer in diabetic patients or to determine the prognosis of diabetic patients who have already developed breast cancer.

이에 한 양태에서 본원은 당뇨병 환자의 유방암 발병 예측에 대한 정보를 제공하기 위해, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법이다. Accordingly, in one aspect, our method is to detect the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R proteins in breast cancer cells in vitro in order to provide information on predicting the development of breast cancer in diabetic patients.

일 구현예에서 상기 방법은 당뇨병 환자의 유방조직 유래의 세포를 제공하는 단계; 상기 세포에서 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R의 각 단백질의 발현량 측정하는 단계; 상기 측정 값으로부터 상기 세포의 IR/IGF1R 비를 결정하는 단계; 및 상기 TRIP-Br1 단백질 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군과 비교하여 증가한 경우, 상기 당뇨병 환자의 유방암 발병 확률이 증가된 것으로 판단하는 단계를 포함한다. In one embodiment, the method includes providing cells derived from breast tissue of a diabetic patient; Measuring the expression level of each protein, TRIP-Br1, IR and IGF1R, in the cells; determining the IR/IGF1R ratio of the cell from the measured value; And when the TRIP-Br1 protein expression level and IR/IGF1R ratio are increased compared to the control group, it includes determining that the probability of developing breast cancer in the diabetic patient is increased.

상기 방법에서, 상기 대조군은 비당뇨인의 유방조직에서 유래된 세포이고, 상기 당뇨병 환자는 그 전에 유방암이 발병한 적이 없는 환자이다. In the method, the control group is cells derived from breast tissue of a non-diabetic person, and the diabetic patient is a patient who has never previously developed breast cancer.

상기 방법에서 TRIP-Br1은 IR 의 발현은 증가시키는 반면, IGF1R의 발현은 감소시켜, 상기 IR/IGF1R 비의 증가는 상기 IR 발현량은 대조군과 비교하여 증가하고, 상기 IGF1R 발현량은 대조군과 비교하여 감소로 인한 것이다. In the method, TRIP-Br1 increases the expression of IR, while decreasing the expression of IGF1R, so that an increase in the IR/IGF1R ratio increases the IR expression level compared to the control group, and the IGF1R expression level compared to the control group. This is due to a decrease.

다른 양태에서 본원은 또한 유방암이 발생한 당뇨병 환자의 유방암 예후에 대한 정보를 제공하기 위해, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법이다. In another aspect, the present invention also provides a method for detecting the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R proteins in breast cancer cells in vitro in order to provide information on the prognosis of breast cancer in diabetic patients who have developed breast cancer.

일 구현예에서 상기 방법은 상기 유방암이 발생한 당뇨병 환자의 유방조직 유래의 세포를 제공하는 단계; 상기 세포에서 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R의 각 단백질의 발현량 측정하는 단계; 상기 측정 값으로부터 상기 세포의 IR/IGF1R 비를 결정하는 단계; 및 상기 TRIP-Br1 단백질 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군과 비교하여 증가한 경우, 상기 당뇨병 환자의 유방암 예후가 불량한 것으로 판단하는 단계를 포함한다. In one embodiment, the method includes providing cells derived from breast tissue of a diabetic patient who has developed breast cancer; Measuring the expression level of each protein, TRIP-Br1, IR and IGF1R, in the cells; determining the IR/IGF1R ratio of the cell from the measured value; And when the TRIP-Br1 protein expression level and IR/IGF1R ratio are increased compared to the control group, it includes determining that the diabetic patient has a poor prognosis for breast cancer.

상기 방법에서 상기 대조군은 상기 환자의 유방조직에서 유래된 유방암이 발생하지 않은 정상 세포이다.In the above method, the control group is normal cells that have not developed breast cancer derived from the patient's breast tissue.

상기 방법에서 TRIP-Br1은 IR의 발현은 증가시키는 반면, IGF1R의 발현은 감소시켜, 상기 IR/IGF1R 비의 증가는 상기 IR 발현량은 대조군과 비교하여 증가하고, 상기 IGF1R 발현량은 대조군과 비교하여 감소로 인한 것이다. In the method, TRIP-Br1 increases the expression of IR, while decreasing the expression of IGF1R, so that an increase in the IR/IGF1R ratio increases the IR expression level compared to the control group, and the IGF1R expression level compared to the control group. This is due to a decrease.

본원에 따른 바이오마커는 당뇨병 환자의 유방암 발병 가능성 또한 유방암이 발생한 환자의 예후를 판단하는데 사용될 수 있다. The biomarker according to the present invention can be used to determine the likelihood of developing breast cancer in diabetic patients and the prognosis of patients developing breast cancer.

본원에 따르면 당뇨병 환자 대체인, 인슐린 결핍 마우스 (insulin decifient mice)로 실험한 결과, TRIP-Br1 발현량이 매우 높고, 따라서 IR/IGF1R 비가 높은 것으로 나타났다. 또한 다른 연구진들에 의하면 TRIP-Br1은 여러 종류의 암들에서 높은 수준으로 발현된다고 밝혀졌는데, 본 연구진에 의하면 특히나 유방암에 더 특이적인 종양 유전자로 판단된다. 이유는 세포 사멸(programed cell death)을 유도하는 여러 환경적 스트레스들 하에서 다른 암세포주들에 비해 유방암 세포주들에서 특히나 TRIP-Br1이 발현이 매우 높아지며, 높아진 TRIP-Br1은 세포 사멸을 억제하여 유방암의 생존을 돕고, 특히 유방암 전이도 촉진 시킨다. 이는 본원에 따른 바이오마커가 유방암 진단 전 당뇨 환자의 유방암 발병 예측에 효과적으로 사용될 수 있음을 나타낸다. According to our institute, as a result of experiments with insulin-deficient mice, which are substitutes for diabetic patients, the level of TRIP-Br1 expression was very high, and therefore the IR/IGF1R ratio was found to be high. Additionally, other researchers have found that TRIP-Br1 is expressed at high levels in several types of cancer, and according to our research team, it is believed to be an oncogene that is particularly specific to breast cancer. The reason is that under various environmental stresses that induce programmed cell death, the expression of TRIP-Br1 is particularly high in breast cancer cell lines compared to other cancer cell lines, and the elevated TRIP-Br1 inhibits cell death and promotes the development of breast cancer. It helps survival and especially promotes metastasis of breast cancer. This indicates that the biomarker according to the present invention can be effectively used to predict the development of breast cancer in diabetic patients before breast cancer diagnosis.

또한 본원에 따른 바이오마커는 유방암이 발생한 환자의 예후를 판단에 유용하게 사용될 수 있다. 세포의 IR/IGF1R 비가 높아지면 유방암 환자의 예후가 IR/IGF1R 비가 낮은 유방암 환자들 보다 휠씬 나쁘다는 연구결과가 있지만 이 기전은 규명되지 않았다. 본원에서는 TRIP-Br1이 이러한 IR/IGF1R 비를 조절하는 것을 규명하였다. 즉, TRIP-Br1이 높아지면 IR/IGF1R 비가 높아지는데 이 경우 유방암 환자들의 예후가 TRIP-Br1이나 IR/IGF1R 비가 낮은 유방암 환자들 보다 휠씬 나쁘다. Additionally, the biomarker according to the present invention can be usefully used to determine the prognosis of patients with breast cancer. Research has shown that when the IR/IGF1R ratio of cells increases, the prognosis of breast cancer patients is much worse than that of breast cancer patients with a low IR/IGF1R ratio, but this mechanism has not been identified. Herein, we found that TRIP-Br1 regulates the IR/IGF1R ratio. In other words, as TRIP-Br1 increases, the IR/IGF1R ratio increases, and in this case, the prognosis of breast cancer patients is much worse than that of breast cancer patients with low TRIP-Br1 or IR/IGF1R ratio.

본원에 따른 바이오마커를 구성하는 TRIP-Br1(Transcriptional regulator interacting with the PHD-bromodomain 1; SERTAD1, SEI-1, SEI1, p34SEI-1 으로도 알려져 있음) 은 종양 단백질로서 영양이 결핍된 조건에서 세포의 자가포식, 세포사멸, 세포괴사를 일으키는 것으로 알려져 있다. 그 서열은 공지되어 있으며, 인간 단백질 서열은 NCBI ID로: NP_037508로 개시되어 있다. TRIP-Br1 (Transcriptional regulator interacting with the PHD-bromodomain 1; also known as SERTAD1, SEI-1, SEI1, p34SEI-1), which constitutes the biomarker according to the present application, is a tumor protein that acts on cells under nutrient-deficient conditions. It is known to cause autophagy, apoptosis, and cell necrosis. The sequence is known and the human protein sequence is published under NCBI ID: NP_037508.

본원에 따른 바이오마커를 구성하는 IR (Insulin Receptor) 및 IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor)은 유방암 및 당뇨병 치료의 공통 표적이다. 이들은 인슐린 및 IGF1에 의해 활성화되어 있으며 성장 및 생존에 중요한 인자로 알려져 있다. IR 및 IGF1R은 유방암을 포함한 대부분의 암에서 과발현되어 있으며, 이들 수용체와 연관된 신호전달 경로를 활성화시켜, 암의 예방 및 치료의 표적이 되었다. 각 서열은 다음과 같이 공지되어 있다: IR(INSR): GenBank-AAA59452.1, IGF1R: GenBank-AAI43722.1 또는 BAG11657.2로 개시되어 있다. IR (Insulin Receptor) and IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor), which constitute the biomarkers according to the present application, are common targets for the treatment of breast cancer and diabetes. They are activated by insulin and IGF1 and are known to be important factors for growth and survival. IR and IGF1R are overexpressed in most cancers, including breast cancer, and activate signaling pathways associated with these receptors, making them targets for prevention and treatment of cancer. Each sequence is known as follows: IR (INSR): GenBank-AAA59452.1, IGF1R: GenBank-AAI43722.1 or BAG11657.2.

본원에서 당뇨병이란 고혈당을 유발하는 대사증후군으로 다음 기준들 중 하나 이상에 해당시 당뇨병으로 진단 한다: 공복 혈장 혈당이 126 mg/dL 이상일 경우; 공복과 상관 없는 임의 혈장 혈당 200 mg/dl 이상일 경우; 75g 경구당부하 검사 후 2시간 혈장 혈당이 200 mg/dl 이상일 경우; 당화 혈색소 6.5% 이상일 경우. At our hospital, diabetes is a metabolic syndrome that causes hyperglycemia. Diabetes is diagnosed when one or more of the following criteria is met: When fasting plasma blood sugar is 126 mg/dL or higher; Random non-fasting plasma glucose of 200 mg/dl or higher; If the plasma glucose level is more than 200 mg/dl 2 hours after the 75g oral glucose tolerance test; If glycated hemoglobin is 6.5% or higher.

또한 본원에서는 제1 형 및 제 2 형 당뇨병 모두 포함한다.Also included herein are both type 1 and type 2 diabetes.

본원에 따른 바이오마커는 그 발현량이 검출된다. 정량 분석을 위한 발현량 검출을 포함하는 것으로 이러한 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 당업자라면 본원의 실시를 위해 적절한 방법을 선택할 수 있을 것이다.The expression level of the biomarker according to the present application is detected. for quantitative analysis Such methods, including expression level detection, are known in the art, and those skilled in the art will be able to select appropriate methods for the practice of the present application.

본원에 따른 바이오마커는 핵산, 특히 mRNA 및/또는 단백질 발현량 자체, 발현량의 변화, 발현량 차이의 수준에서 검출될 수 있으며, 공지된 핵산 및 단백질을 정성 또는 정량적으로 검출하는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면 Western blot, ELISA, 방사선면역분석, 면역확산법, 면역 전기영동, 조직 면역염색, 면역침전 분석법, 보체 고정 분석법, 또는 항체와 같은 단백질 어레이 또는 핵산 어레이와 같은 어레이 시스템, 핵산 전사 및 증폭 시스템, eTag 시스템, 표지된 비드를 기본으로 하는 시스템, 용액/현탁액 중에서 표지된 항체와의 결합 및 유세포 분석기를 통한 검출, 또는 질량분석기 등을 이용한 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법은 공지된 것으로 예를 들면 chip-based capillary electrophoresis: Colyer et al. 1997. J Chromatogr A. 781(1-2):271-6; mass spectroscopy: Petricoin et al. 2002. Lancet 359: 572-77; eTag systems: Chan-Hui et al. 2004. Clinical Immunology 111:162-174; microparticle-enhanced nephelometric immunoassay: Montagne et al. 1992. Eur J Clin Chem Clin Biochem. 30:217-22 등을 참조할 수 있다. Biomarkers according to the present application can be detected at the level of nucleic acids, especially mRNA and/or protein expression level itself, changes in expression level, and differences in expression level, and various methods for qualitatively or quantitatively detecting known nucleic acids and proteins can be used. You can. For example, Western blot, ELISA, radioimmunoassay, immunodiffusion, immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assay, complement fixation assay, or array systems such as protein arrays such as antibodies or nucleic acid arrays, and nucleic acid transcription and amplification systems. , an eTag system, a system based on labeled beads, binding to a labeled antibody in solution/suspension and detection through flow cytometry, or a method using mass spectrometry, etc. can be used. Such methods are known, for example, chip-based capillary electrophoresis: Colyer et al. 1997. J Chromatogr A. 781(1-2):271-6; mass spectroscopy: Petricoin et al. 2002. Lancet 359: 572-77; eTag systems: Chan-Hui et al. 2004. Clinical Immunology 111:162-174; microparticle-enhanced nephelometric immunoassay: Montagne et al. 1992. Eur J Clin Chem Clin Biochem. 30:217-22, etc.

본원에 따른 시료가 유래되는 대상체는 당뇨병 환자이며 유방암 발생 전 및 후를 포함한다. The subjects from which the samples according to the present application are derived are diabetic patients and include before and after breast cancer.

본원에 사용되는 시료는 유방 조직이다. 당뇨 환자의 경우 유방암 진단 전 유방조직에서 세포를 채취하여 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R 발현량을 조사 후 IR/IGF1R 비를 검출한다. 유방암이 이미 발생한 당뇨 환자의 경우, 유방암 진단 후는 유방암 환자의 유방에서 유방암 세포를 채취하여 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R 발현량을 조사 후 IR/IGF1R 비를 검출한다. The sample used herein is breast tissue. In the case of diabetic patients, cells are collected from breast tissue before breast cancer diagnosis, the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R are examined, and the IR/IGF1R ratio is detected. In the case of diabetic patients who have already developed breast cancer, after breast cancer diagnosis, breast cancer cells are collected from the breast of the breast cancer patient, the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R are examined, and the IR/IGF1R ratio is detected.

본원에 따른 바이오마커 검출 결과 TRIP-Br1 단백질 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군에서의 검출결과와 비교하여 유의하게 증가한 경우, 상기 시료가 유래된 대상체는 유방암의 발생 확률의 높은 것으로 판단할 수 있으며, 이미 유방암이 발생한 대상체의 경우 불량한 예후를 나타낸다. If the TRIP-Br1 protein expression level and IR/IGF1R ratio are significantly increased compared to the detection results in the control group as a result of biomarker detection according to the present application, the subject from which the sample is derived can be judged to have a high probability of developing breast cancer, Subjects who have already developed breast cancer have a poor prognosis.

본원에서 예후란 병의 앞으로의 경과나 결과를 미리 예상하는 것을 의미하며, 암의 경우는 보통 5년 생존율로 따진다. 예후가 좋다는 말은 치료가 용이하고 생존율이 높다는 것을 의미 한다. 따라서 유방암에서의 예후란, 유방암의 경과나 결과를 예상하는 것이다. 유방암은 조기에 발견할 경우 비교적 치료가 잘 되는 암으로 치료 후 5년 생존율이 평균 76% 정도이고 특히 0기암 (상피내암), 그리고 1기암의 경우는 90~100%의 5년 생존율을 보이고 있기에 조기 발견과 조기 치료가 특히 중요한 질병이다. 따라서 본 바이오 마커는 이러한 특성으로 유방암에 걸릴 확률이 높은 당뇨 환자나, 예후가 나빠질 유방암 환자를 조기에 발견, 치료하는데 이용될 것이며, 이는 유방암 환자의 예후를 매우 좋게 할 수 있을 것으로 예상 한다.At our hospital, prognosis means predicting the future course or outcome of the disease in advance, and in the case of cancer, it is usually calculated based on the 5-year survival rate. A good prognosis means that treatment is easy and the survival rate is high. Therefore, prognosis in breast cancer means predicting the course or outcome of breast cancer. Breast cancer is a cancer that is relatively treatable when discovered early, with an average 5-year survival rate of about 76% after treatment. In particular, stage 0 cancer (carcinoma in situ) and stage 1 cancer show a 5-year survival rate of 90-100%. This is a disease in which early detection and early treatment are particularly important. Therefore, due to these characteristics, this biomarker will be used to detect and treat diabetic patients with a high risk of breast cancer or breast cancer patients with a poor prognosis at an early stage, and this is expected to greatly improve the prognosis of breast cancer patients.

본원 일 구현예에 따르면 이러한 연관시키는 단계는 정상 대조군과 대상체의 시료를 비교한 후, 특정 임계값을 설정한 후, 대상체의 검출 결과를 상기 임계값과 비교할 수 있다. According to one embodiment of the present application, this linking step may be performed by comparing a normal control group and a sample of the subject, setting a specific threshold, and then comparing the detection result of the subject with the threshold.

본원에 따른 방법에서 사용되는 대조군은 동일한 대상체에서 유래된 유방조직 또는 유방암 조직이외의 정상 세포이다. The control group used in the method according to the present application is normal cells other than breast tissue or breast cancer tissue derived from the same subject.

다른 양태에서 본원은 또한 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R마커의 검출 시약을 포함하는 당뇨병 환자의 유방암 발생 예측 또는 유방암이 발생한 당뇨병 환자의 예후 판단용 조성물 또는 키트에 관한 것이다. In another aspect, the disclosure also provides TRIP-Br1, The present invention relates to a composition or kit for predicting the occurrence of breast cancer in diabetic patients or determining the prognosis of diabetic patients with breast cancer, including a detection reagent for IR and IGF1R markers.

본원에 따른 조성물 및 키트에 포함되는 검출시약은 앞서 언급한 바를 참고 할 수 있으며, 키트는 사용안내서를 추가로 포함할 수 있다. The detection reagent included in the composition and kit according to the present application may refer to the above-mentioned information, and the kit may additionally include instructions for use.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시 예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Below, examples are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예 Example

실험방법 및 재료Experimental methods and materials

세포 배양. Cell culture.

모든 세포 주들은 Korean Cell Line Bank 또는 American Type Culture Collection (ATCC) 에서 구매 하였다. 정상 human mammary epithelial 세포 주는 DMEM/F12 medium (Invitrogen, Cat#11330-032, U.S.A)에서 배양되었는데 이 배지는 20 μg/ml epidermal growth factor (EGF) (Sigma-Aldrich, Cat#E9644, U.S.A), 100 μg/ml cholera toxin (Sigma-Aldrich, Cat#C-8052, U.S.A), 10 μg/ml insulin (Sigma-Aldrich, Cat#I-9278, U.S.A), 0.5 mg/ml hydrocortisone (Sigma-Aldrich, Cat#H-0888, U.S.A), 5 % horse serum (Invitrogen, Cat#16050-122, Korea), 그리고 1 % antibiotic-antimycotic solution 을 포함하고 있다. 유방암 세포주 및 마우스 배아 섬유아세포(MEF)를 10% 소태아혈청(FBS)(Gibco) 및 1% 항생제가 보충된 Dulbecco의 변형된 DMEM 배지(Cat#31966-021; Life Technologies)에서 배양했다. 모든 세포는 95% 공기와 5% CO2가 포함된 가습된 대기에서 37℃로 유지되었다. 시약은 다음 제조업체에서 구입했다. MG132(Cat#M-1157; A.G. Scientific Inc.), 클로로퀸(CQ)(Cat#C6628; Sigma-Aldrich), 사이클로헥시미드(CHX)(Cat#C7698; Sigma) 및OSI-906(Cat#S1091; Selleckchem). All cell lines were purchased from Korean Cell Line Bank or American Type Culture Collection (ATCC). Normal human mammary epithelial cell lines were cultured in DMEM/F12 medium (Invitrogen, Cat#11330-032, U.S.A), which was supplemented with 20 μg/ml epidermal growth factor (EGF) (Sigma-Aldrich, Cat#E9644, U.S.A), 100 μg/ml. μg/ml cholera toxin (Sigma-Aldrich, Cat#C-8052, U.S.A), 10 μg/ml insulin (Sigma-Aldrich, Cat#I-9278, U.S.A), 0.5 mg/ml hydrocortisone (Sigma-Aldrich, Cat# H-0888, U.S.A), 5% horse serum (Invitrogen, Cat#16050-122, Korea), and 1% antibiotic-antimycotic solution. Breast cancer cell lines and mouse embryonic fibroblasts (MEFs) were cultured in Dulbecco's modified DMEM medium (Cat#31966-021; Life Technologies) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (Gibco) and 1% antibiotics. All cells were maintained at 37°C in a humidified atmosphere containing 95% air and 5% CO2. Reagents were purchased from the following manufacturers. MG132 (Cat#M-1157; A.G. Scientific Inc.), chloroquine (CQ) (Cat#C6628; Sigma-Aldrich), cycloheximide (CHX) (Cat#C7698; Sigma), and OSI-906 (Cat#S1091) ; Selleckchem).

TRIP-Br1, NEDD4-1 및 IR의 억제 또는 과발현. TRIP-Br1 발현을 억제하기 위해 Opti-MEM(Cat#31985; Invitrogen), scramble된 작은 간섭 RNA(scRNA)가 대조군으로 사용되었다. MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 안정 세포주는 우리의 이전 연구[2]에서 설명한 대로 설정되었다. TRIP-Br1 과발현 세포를 확립하기 위해 Opti-MEM 배지에서 Lipofectamine 2000을 사용하여 TRIP-Br1 과발현 플라스미드(pcDNA3.1/TRIP-Br1)로 세포를 형질감염시켰다. NEDD4-1 및 IR 유전자는 다음과 같이 BIONEER Corporation(한국)의 NEDD4-1 silencing siRNA(siNEDD4-1) 또는 IR silencing RNA(siIR)와 함께 TurboFect Transfection Reagent(Cat #R0531; Thermo Scientific)를 사용하여 silencing되었다. siNEDD4-1: UUCCAUGAAUCUAGAAGAACATT/UGUUCUUCUAGAUUCAUGGAATTsiIR: GCAGGUCCCUUGGCGAUGU/ACAAGACCUAGUGCCACUG=tt Inhibition or overexpression of TRIP-Br1, NEDD4-1, and IR. To inhibit TRIP-Br1 expression, Opti-MEM (Cat#31985; Invitrogen), a scrambled small interfering RNA (scRNA), was used as a control. MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 stable cell lines were established as described in our previous study [2]. To establish TRIP-Br1 overexpression cells, cells were transfected with TRIP-Br1 overexpression plasmid (pcDNA3.1/TRIP-Br1) using Lipofectamine 2000 in Opti-MEM medium. NEDD4-1 and IR genes were silencing using TurboFect Transfection Reagent (Cat #R0531; Thermo Scientific) with NEDD4-1 silencing siRNA (siNEDD4-1) or IR silencing RNA (siIR) from BIONEER Corporation (Korea) as follows. It has been done. siNEDD4-1: UUCCAUGAAUCUAGAAAGAACATT/UGUUCUUCUAGAUUCAUGGAATTsiIR: GCAGGUCCCCUUGGCGAUGU/ACAAGACCUAGUGCCACUG=tt

세포 생존 능력 측정. 세포 생존력 분석. Gemini XPA Microplate Reader를 사용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하여 제조업체의 지침에 따라 Cell Viability, Proliferation & Cytotoxicity Assay Kit(Cat#EZ-3000; EZ-CYTOX)를 사용하여 세포 생존율을 분석했다. Measurement of cell viability. Cell viability assay. Cell viability was analyzed using the Cell Viability, Proliferation & Cytotoxicity Assay Kit (Cat#EZ-3000; EZ-CYTOX) according to the manufacturer's instructions by measuring absorbance at 450 nm using a Gemini XPA Microplate Reader.

Western blot 분석. 세포들을 원심분리하고, 차가운 PBS buffer로 씻은 후, RIPA lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 0.1% 표준편차S, 0.5% sodium deoxycholate, 1% TritonX-100, 1 mM DTT, 1 mM PMSF, pH 7.4) 에서 용해시켰다. 단백질의 양은 protein assay kit (Bio-Rad, Korea)를 사용하여 정량하였다. 샘플들은 SDS-PAGE로 분리되었고, Immobilon transfer membrane (Millipore, Cat#IPVH00010)로 이동되었다. Membrane은 항체와 incubated 되었고 PowerOpti-ECL Western blotting detection reagent (Bio-Rad, Korea)를 사용하여 immune detection 이 수행되었다. 이 연구에서 사용된 항체들은 다음과 같다. TRIP-Br1 (Cat #ALX -804-645; Enzo Life Sciences), IR (Cat#57982; Cell Signaling), IGF1R (Cat#sc-81464; Santa Cruz Biotechnology, 또는 Cat#ab39675; Abcam), IGF1R/IR (Cat#ab172965; Abcam), NEDD4-1 (Cat#sc-25508; Santa Cruz Biotechnology), insulin (Cat#ab63820; Abcam), glucagon (Cat#ab92517; Abcam), β-actin (Cat#sc-47778; Santa Cruz Biotechnology). Western blot analysis. Cells were centrifuged, washed with cold PBS buffer, and then added to RIPA lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 0.1% standard deviation S, 0.5% sodium deoxycholate, 1% TritonX-100, 1 mM DTT, 1 mM PMSF, pH 7.4). The amount of protein was quantified using a protein assay kit (Bio-Rad, Korea). Samples were separated by SDS-PAGE and transferred to Immobilon transfer membrane (Millipore, Cat#IPVH00010). Membranes were incubated with antibodies, and immune detection was performed using PowerOpti-ECL Western blotting detection reagent (Bio-Rad, Korea). The antibodies used in this study are as follows. TRIP-Br1 (Cat #ALX -804-645; Enzo Life Sciences), IR (Cat#57982; Cell Signaling), IGF1R (Cat#sc-81464; Santa Cruz Biotechnology, or Cat#ab39675; Abcam), IGF1R/IR (Cat#ab172965; Abcam), NEDD4-1 (Cat#sc-25508; Santa Cruz Biotechnology), insulin (Cat#ab63820; Abcam), glucagon (Cat#ab92517; Abcam), β-actin (Cat#sc-47778 ; Santa Cruz Biotechnology).

면역조직화학(IHC) 분석. 마우스 장기를 해부하고 실온에서 밤새 4% 포르말린에 고정시켰다. 샘플을 PBS로 세척하고 70%, 80%, 95% 및 100% 에탄올에서 각각 30분 동안 인큐베이션하였다. 이후 자일렌에 4시간 동안 옮기고 파라핀에 포매하고 마이크로톤을 사용하여 5 μm 섹션으로 자르고 실온에서 건조하고 60℃에서 1시간 동안 탈 파라핀화했다. 그런 다음 슬라이드를 100℃에서 20분 동안 10mM 시트르산나트륨 완충액(pH 6.0)에서 배양하고 냉각한 다음 증류수로 5분 동안 세척했다. Peroxidase 활성은 0.3% H2O2를 포함하는 메탄올 완충액에서 제거되었고, PBS로 5분 동안 3회 세척되었으며, 실온에서 1시간 동안 PBS-T에서 5% BSA로 차단되었다. 1차 항체를 차단 용액에 희석하고 4℃에서 밤새 섹션을 인큐베이션하는 데 사용했다. 다음 날, 슬라이드를 PBS로 3회 세척하고 특정 비오틴화된 이차 항체와 함께 실온에서 1시간 동안 인큐베이션했다. 색상은 ABC KIT(Cat#pk-4000; VECTASTAIN®를 사용하여 개발되었다. 마지막으로 슬라이드를 탈수하고 장착 매체를 사용하여 덮었다. Immunohistochemical (IHC) analysis. Mouse organs were dissected and fixed in 4% formalin overnight at room temperature. Samples were washed with PBS and incubated in 70%, 80%, 95%, and 100% ethanol for 30 min each. It was then transferred to xylene for 4 hours, embedded in paraffin, cut into 5 μm sections using a microton, dried at room temperature, and deparaffinized at 60°C for 1 hour. The slides were then incubated in 10mM sodium citrate buffer (pH 6.0) for 20 min at 100°C, cooled, and washed with distilled water for 5 min. Peroxidase activity was removed in methanol buffer containing 0.3% H2O2, washed three times with PBS for 5 min, and blocked with 5% BSA in PBS-T for 1 h at room temperature. Primary antibodies were diluted in blocking solution and used to incubate sections overnight at 4°C. The next day, slides were washed three times with PBS and incubated with specific biotinylated secondary antibodies for 1 hour at room temperature. Colors were developed using ABC KIT (Cat#pk-4000; VECTASTAIN®). Finally, slides were dehydrated and covered using mounting media.

면역 침전 (Immunoprecipitation). 세포를 4℃에서 20분 동안 프로테아제 억제제 칵테일이 보충된 NP-40 용해 완충액(Cat #BA1049; Elpis Biotech)에서 용해했다. 용해물을 원심분리하고 상층액을 각각의 항체와 함께 4℃에서 Rotospin(SLRM-2M; Mylab Intelli Mixer)에서 밤새 인큐베이션한 다음, 단백질 G- 또는 A-아가로스 비드(Cat#sc-2003; Santa Cruz Biotechnology) 4℃에서 4시간 동안 둔 다음 샘플을 원심분리하고 NP40 용해 완충액으로 세척했다. 단백질은 4x 표준편차S 겔 로딩 염료에서 5분 동안 끓임으로써 세척된 bead로부터 용리되었고 immunobloting 분석을 받았다. 정상 마우스 IgG(Cat#sc-2025; Santa Cruz Biotechnology) 및 정상 토끼 IgG(Cat#sc-2027; Santa Cruz Biotechnology)를 대조군으로 사용하였다. IGF1R 및 IR ubiquitination를 분석하기 위해 세포를 24시간 동안 10μM MG132 및/또는 25μM CQ로 처리했다. 세포를 프로테아제 억제제 칵테일을 함유하는 RIPA 완충액으로 용해시키고 원심분리하여 세포질 단백질을 수득하였다. ubiquitination된 IGF1R 및 IR은 IGF1R(Cat#ab39675; Abcam) 또는 IR(Cat#3025S; Cell Signaling) 항체를 사용하여 면역침전된 후 Ub 항체(Cat#sc-8017; Santa Cruz Biotechnology)로 immunobloting 되었다. Immunoprecipitation. Cells were lysed in NP-40 lysis buffer (Cat #BA1049; Elpis Biotech) supplemented with protease inhibitor cocktail for 20 min at 4°C. Lysates were centrifuged and the supernatants were incubated with the respective antibodies overnight on a Rotospin (SLRM-2M; Mylab Intelli Mixer) at 4°C and then incubated with protein G- or A-agarose beads (Cat#sc-2003; Santa Cruz Biotechnology) and placed at 4°C for 4 hours, then the samples were centrifuged and washed with NP40 lysis buffer. Proteins were eluted from washed beads by boiling for 5 min in 4x standard deviation S gel loading dye and subjected to immunoblotting analysis. Normal mouse IgG (Cat#sc-2025; Santa Cruz Biotechnology) and normal rabbit IgG (Cat#sc-2027; Santa Cruz Biotechnology) were used as controls. To analyze IGF1R and IR ubiquitination, cells were treated with 10 μM MG132 and/or 25 μM CQ for 24 h. Cells were lysed with RIPA buffer containing protease inhibitor cocktail and centrifuged to obtain cytosolic proteins. Ubiquitinated IGF1R and IR were immunoprecipitated using IGF1R (Cat#ab39675; Abcam) or IR (Cat#3025S; Cell Signaling) antibodies and then immunoblotted with Ub antibody (Cat#sc-8017; Santa Cruz Biotechnology).

면역형광 (immunofluorescence). 세포를 공초점 접시(Coverglass-Bottom Dish, Cat# 100350; SPL)에 24시간 동안 5 ×104 세포 밀도로 플레이팅했다. 세포를 4% 파라포름알데히드에 15분 동안 고정하고 PBS로 3회 세척하였음. 세포를 IF 차단 완충액(PBS, 2% BSA, 0.3% Triton-X 100)으로 1시간 동안 차단하고 NEDD4-1(Cat#sc-25508; Santa Cruz Biotechnology), IGF1R(Cat#sc-81464)로 염색했다. Santa Cruz Biotechnology) 및 12시간 동안 IF 버퍼에서 IR(Cat#3025S; Cell Signaling). Alexa Fluor® 568(Cat#ab150115; Abcam) 및 Alexa Fluor® 647(Cat#ab175473; Abcam)을 IF 차단 완충액에 1:100으로 희석했다. 핵은 PBS로 세척한 후 10분 동안 DAPI(Cat#P36931; Invitrogen)로 염색되었다. Zeiss 공초점 현미경(A1 공초점 현미경, Nikon)을 사용하여 공초점 이미지를 얻었다. Immunofluorescence. Cells were plated at a density of 5 × 104 cells in confocal dishes (Coverglass-Bottom Dish, Cat# 100350; SPL) for 24 h. Cells were fixed in 4% paraformaldehyde for 15 minutes and washed three times with PBS. Cells were blocked with IF blocking buffer (PBS, 2% BSA, 0.3% Triton-X 100) for 1 hour and stained with NEDD4-1 (Cat#sc-25508; Santa Cruz Biotechnology) and IGF1R (Cat#sc-81464). did. Santa Cruz Biotechnology) and IR (Cat#3025S; Cell Signaling) in IF buffer for 12 hours. Alexa Fluor® 568 (Cat#ab150115; Abcam) and Alexa Fluor® 647 (Cat#ab175473; Abcam) were diluted 1:100 in IF blocking buffer. Nuclei were washed with PBS and then stained with DAPI (Cat#P36931; Invitrogen) for 10 min. Confocal images were obtained using a Zeiss confocal microscope (A1 confocal microscope, Nikon).

동물 실험. C57BL/6 유전적 배경을 가진 TRIP-Br1 knockout 마우스(RRID: MGI:4437096)는 Huang 박사(Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China)가 친절하게 제공하여 주었다. 마우스 균주는 이전에 설명한 대로 PCR 분석을 사용하여 유전자형을 지정했다. 인슐린 결핍 마우스(C57BL/6-Tg(pH1-siRNAinsulin/CMV-hIDE)Korl)(5주령)는 실험실 동물 자원 은행(https://lareb.nifds.go.kr/)에서 구입했다. 마우스 배아 섬유아세포(MEF)는 다음과 같이 분리되었다. 내부 장기가 제거된 wild-type 또는 knockout TRIP-Br1을 보유하고 있는 임신 13.5일된 마우스에서 배아를 절개하고 참수했다. 그런 다음, 조직을 차가운 PBS로 세척하고 조각으로 자르고 트립신/EDTA와 함께 인큐베이션하였다. 마지막으로, 세포를 각 배양 후 10% FBS가 보충된 DMEM으로 옮겼다. 이들 세포는 2시간 후 비부착 세포를 제거한 후 DMEM에서 유지하였다. Animal testing. TRIP-Br1 knockout mice (RRID: MGI:4437096) with C57BL/6 genetic background were kindly provided by Dr. Huang (Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China). Mouse strains were genotyped using PCR analysis as previously described. Insulin-deficient mice (C57BL/6-Tg(pH1-siRNAinsulin/CMV-hIDE)Korl) (5 weeks old) were purchased from the Laboratory Animal Resource Bank (https://lareb.nifds.go.kr/). Mouse embryonic fibroblasts (MEFs) were isolated as follows. Embryos were dissected and decapitated from 13.5-day-old mice carrying wild-type or knockout TRIP-Br1, from which internal organs had been removed. The tissue was then washed with cold PBS, cut into pieces, and incubated with trypsin/EDTA. Finally, cells were transferred to DMEM supplemented with 10% FBS after each culture. These cells were maintained in DMEM after removal of non-adherent cells after 2 hours.

이종이식 연구. 기하급수적으로 성장하는 MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포(1 x 107 세포)를 수집하고 PBS 0.1ml에 재현탁했다. 그런 다음 세포를 5주 된 암컷 널 마우스에 피하 주사하였다. 생성된 종양의 부피는 0.523 ×길이 ×너비2와 같이 계산되었다. 마우스는 한 달 후에 희생되었고 절제 후 종양 무게가 측정되었다. Xenotransplantation research. Exponentially growing MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells (1 × 107 cells) were collected and resuspended in 0.1 ml of PBS. The cells were then injected subcutaneously into 5-week-old female null mice. The volume of the generated tumor was calculated as 0.523 × length × width 2. Mice were sacrificed one month later and tumor weights were measured after resection.

단일 세포 RNA 시퀀싱 분석. 11명의 유방암 환자에 대한 단일 세포 RNA-seq 데이터는 GEO(SRP066982)에서 다운로드 되었다. 원시 fastq의 시퀀싱 리드는 STAR v2.7.8a를 사용하여 인간 참조 게놈 GRCh38 및 Genecode.v38 주석을 사용하여 정렬되었으며 TPM(transcript per million) 값은 RSEM v1.3.1을 사용하여 다음 옵션과 함께 추정되었다. paired-end--estimate-rspd--single-cell-prior. log2-tansformed TPM 값인 log2(TPM + 1)를 각 유전자의 상대적인 발현 수준으로 간주하였다. 추가 분석 전에 원본 논문에 정의된 대로 세포 유형 주석 후 신뢰할 수 있는 품질의 세포를 수집했다. 두 요인 간의 연관성을 평가하기 위해 Pearson의 상관 계수를 계산하고 R의 기본 패키지에서 'lm' 함수를 사용하여 선형 회귀 분석을 수행했다. IR/IGF1R 비율은 IR과 IGF1R. IGF1R 발현 부족으로 인한 누락된 값은 연관 분석에서 제거되었다. Single cell RNA sequencing analysis. Single-cell RNA-seq data for 11 breast cancer patients were downloaded from GEO (SRP066982). Sequencing reads from raw fastq were aligned using the human reference genome GRCh38 and Genecode.v38 annotations using STAR v2.7.8a and transcript per million (TPM) values were estimated using RSEM v1.3.1 with the following options: paired-end--estimate-rspd--single-cell-prior. The log2-tansformed TPM value, log2(TPM + 1), was considered the relative expression level of each gene. Cells of reliable quality were collected after cell type annotation as defined in the original paper before further analysis. To assess the association between two factors, Pearson's correlation coefficient was calculated and linear regression analysis was performed using the 'lm' function in R's basic package. IR/IGF1R ratio is IR and IGF1R. Missing values due to lack of IGF1R expression were removed from the association analysis.

통계학적 분석. 통계학적 분석은, 두 그룹을 비교하기 위해서는 SPSS Statistics version 23 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA) 를 사용하여 the Student’t-test로 시행되었다. 또한 다수의 그룹을 비교하기 위해서는 Bonferroni's multiple comparisons test 를 이용하였다. 각각의 분석법에 세가지 수가 사용되었고, 그 자료의 통계적 유의성은 검정 통계량(P value )이 0.05보다 작을 때 받아들여졌다. Statistical analysis. Statistical analysis was performed using the Student's t-test using SPSS Statistics version 23 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA) to compare the two groups. Additionally, Bonferroni's multiple comparisons test was used to compare multiple groups. Three numbers were used in each analysis method, and statistical significance of the data was accepted when the test statistic (P value) was less than 0.05.

실시예 1. IR 발현에 대한 TRIP-Br1의 긍정적인 영향으로 인한 더 높은 비율의 IR/IGF1R 유도Example 1. Higher rate of IR/IGF1R induction due to positive effect of TRIP-Br1 on IR expression

IR/IGF1R 비율에 미치는 TRIP-Br1의 영향을 정상 (MCF10A) 및 유방암 세포주에서 평가하였다 (도 1의 A, B). 정상 세포는 IR 및 IGF1R 의 발현 수준이 유사한 반면, 대부분의 유방암 세포주는 IGF1R 발현보다 IR 발현이 유의하게 더 높아 IR/IGF1R 비율이 높은 것으로 나타냈다(도 1의 A, B). 특히 TRIP-Br1 발현이 매우 높은 4개 암세포주(MDA-MB-453, MDA-MB-468, BT20, BT549)는 다른 암세포주보다 훨씬 높은 IR/IGF1R 비율을 보였다 (도 1의 A, B). 본 발명자의 이전 및 미공개 연구 결과에 의하면, TRIP-Br1 유전자 발현은 상기 4가지 세포주에서는 스트레스 자극에 관계없이 항상 매우 높은 반면, MCF7 및 MDA-MB-231 유방암 세포주들에서 TRIP-Br1 발현은 다양한 세포 사멸을 유발하는 스트레스 조건에서 매우 증가하는 것으로 나타났다.The effect of TRIP-Br1 on the IR/IGF1R ratio was evaluated in normal (MCF10A) and breast cancer cell lines (Figure 1A, B). While normal cells had similar expression levels of IR and IGF1R, most breast cancer cell lines showed a high IR/IGF1R ratio, with IR expression significantly higher than IGF1R expression (Figure 1, A, B). In particular, four cancer cell lines (MDA-MB-453, MDA-MB-468, BT20, BT549) with very high TRIP-Br1 expression showed a much higher IR/IGF1R ratio than other cancer cell lines (Figure 1, A, B). . According to our previous and unpublished research results, TRIP-Br1 gene expression is always very high in the above four cell lines regardless of stress stimulus, whereas TRIP-Br1 expression in MCF7 and MDA-MB-231 breast cancer cell lines is expressed in various cells. It was found to greatly increase under stress conditions that cause death.

먼저 TRIP-Br1 wild-type(MEFWT-TRIP-Br1) 및 knockout(MEFKO-TRIP-Br1) 마우스에서 분리된 MEF에서 IR 발현에 대한 TRIP-Br1의 영향을 테스트하였다. 흥미롭게도, MEFKO-TRIP-Br1 세포에 비해 MEFWT-TRIP-Br1에서 IR의 발현 수준이 더 높은 것으로 나타났다 (도 1의 C, D). TRIP-Br1의 knockout은 유전자형 분석으로 확인하였다. 콘포칼 면역형광 실험에서도 유사한 결과를 수득하였다 (도 1의 E, F). 또한 TRIP-Br1 wild-type 마우스는 TRIP-Br1 knockout 마우스에 비해 지방세포 및 심장 조직 샘플에서 IR 발현 수준이 약 2-4배 더 높은 것으로 나타났다 (도 1의 G, H). wild-type TRIP-Br1을 발현하는 MCF7 세포(MCF7WT-TRIP-Br1)는 또한 TRIP-Br1이 knockdown 된 안정 MCF7 세포(MCF7KD-TRIP-Br1)보다 IR/IGF1R 비율이 훨씬 더 높은 것으로 나타났다 (도 1I-J). MCF7WT-TRIP-Br1 세포는 MCF7KD-TRIP-Br1 세포보다 IR은 더 높지만 IGF1R 발현 수준은 더 낮은 것으로 나타났다 (도 1의 J, K). 본원에서는 또한 IGF1R과 IR을 모두 인식하는 공동 항체를 사용하여 IR과 IGF1R의 총량을 분석하였다. MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포 간에는 유의한 차이가 감지되지 않았으며, 이는 이들 사이의 역 또는 보상 관계를 의미한다 (도 1의 J, K). 흥미롭게도 본원에서는 IR과 IGF1R 발현 사이에 역의 관계가 있는 것을 발견하였는데, 즉 IR silencing은 MCF7 및 MDA-MB-231 세포에서 IGF1R 단백질 수준을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났다. 추가 연구에서 자가포식 억제제(CQ)가 아닌, proteasome 억제제(MG132)로 처리한 후 MCF7WT-TRIP-Br1 세포에서보다 MCF7KD-TRIP-Br1 세포에서 훨씬 더 높은 수준의 IR ubiquitination가 검출되었으며, 이는 TRIP-Br1이 IR의 proteasome 매개 분해를 억제하는 것을 나타낸다 (도 1의 L, M). First, we tested the effect of TRIP-Br1 on IR expression in MEFs isolated from TRIP-Br1 wild-type (MEF WT-TRIP-Br1 ) and knockout (MEF KO-TRIP-Br1 ) mice. Interestingly, we found higher expression levels of IR in MEF WT-TRIP-Br1 compared to MEF KO -TRIP-Br1 cells (Fig. 1C,D). TRIP-Br1 knockout was confirmed by genotyping. Similar results were obtained in confocal immunofluorescence experiments (Figure 1, E, F). Additionally, TRIP-Br1 wild-type mice showed approximately 2- to 4-fold higher levels of IR expression in adipocyte and heart tissue samples compared to TRIP-Br1 knockout mice (Figure 1G,H). MCF7 cells expressing wild-type TRIP-Br1 (MCF7 WT-TRIP-Br1 ) also showed a significantly higher IR/IGF1R ratio than stable MCF7 cells in which TRIP-Br1 was knocked down (MCF7 KD-TRIP-Br1 ) ( Figure 1I-J). MCF7 WT-TRIP-Br1 cells showed higher IR but lower IGF1R expression levels than MCF7 KD-TRIP-Br1 cells (Figure 1J,K). We also analyzed the total amount of IR and IGF1R using a common antibody that recognizes both IGF1R and IR. No significant differences were detected between MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells, implying an inverse or compensatory relationship between them (Fig. 1J,K). Interestingly, we found an inverse relationship between IR and IGF1R expression, i.e., IR silencing significantly increased IGF1R protein levels in MCF7 and MDA-MB-231 cells. In further studies, significantly higher levels of IR ubiquitination were detected in MCF7 KD-TRIP-Br1 cells than in MCF7 WT-TRIP- Br1 cells after treatment with a proteasome inhibitor (MG132), but not an autophagy inhibitor (CQ), which We show that TRIP-Br1 inhibits proteasome-mediated degradation of IR (Figure 1L,M).

이러한 결과는 TRIP-Br1이 단백질 수준에서 IR의 발현을 증가시켜 IR/IGF1R 비율을 향상시킴을 분명히 나타낸다. These results clearly indicate that TRIP-Br1 enhances the IR/IGF1R ratio by increasing the expression of IR at the protein level.

실시예 2. TRIP-Br1 매개 IGF1R 하향 조절에 의한 더 높은 비율의 IR/IGF1R 초래Example 2. TRIP-Br1 mediated IGF1R downregulation results in higher rates of IR/IGF1R

본원에서 TRIP-Br1은 IR 발현에 긍정적인 영향을 주어 상대적으로 높은 IR/IGF1R 비율에 기여하는 것을 규명하였다. 나아가 본원에서는 또한 IGF1R 발현에 대한 TRIP-Br1의 영향을 분석하였다. 먼저, IGF1R 발현에 대한 TRIP-Br1의 효과를 MCF7 및 MDA-MB-231 유방암 세포주들에서 시험하였다. TRIP-Br1 과발현은 IGF1R 발현을 유의하게 감소시키는 반면 (도 2 의 A, B), TRIP-Br1의 silencing은 IGF1R 발현을 크게 증가시켰다 (도 2의 C, D). 또한, MCF7KD-TRIP-Br1 세포도 MCF7WT-TRIP-Br1 세포보다 훨씬 더 높은 IGF1R 발현을 보였다 (도 2의 E, F). 또한, MEFKO-TRIP-Br1 세포도 MEFWT-TRIP-Br1과 비교하여 유의한 IGF1R 발현 증가를 보였다 (도 2의 G, H). 마지막으로 TRIP-Br1 knockout 마우스는 대조군에 비해 지방세포(~20배)와 심장(~2배)에서 IGF1R 상승을 나타냈다 (도 2의 I, J). Herein, we found that TRIP-Br1 has a positive effect on IR expression and contributes to a relatively high IR/IGF1R ratio. Furthermore, we also analyzed the effect of TRIP-Br1 on IGF1R expression. First, the effect of TRIP-Br1 on IGF1R expression was tested in MCF7 and MDA-MB-231 breast cancer cell lines. TRIP-Br1 overexpression significantly reduced IGF1R expression (Fig. 2A, B), whereas silencing of TRIP-Br1 significantly increased IGF1R expression (Fig. 2C, D). Additionally, MCF7 KD-TRIP-Br1 cells also showed much higher IGF1R expression than MCF7 WT-TRIP-Br1 cells (Figure 2E,F). In addition, MEF KO-TRIP-Br1 cells also showed a significant increase in IGF1R expression compared to MEF WT-TRIP-Br1 (Figure 2G, H). Finally, TRIP-Br1 knockout mice showed elevated IGF1R in adipocytes (~20-fold) and heart (~2-fold) compared to controls (Figure 2 I, J).

전반적으로, 이러한 데이터는 TRIP-Br1이 IGF1R 발현에 부정적인 영향을 미치고 결국 유방암 세포에서 IR/IGF1R 비율을 증가시킨다는 것을 강력하게 나타낸다. Overall, these data strongly indicate that TRIP-Br1 negatively affects IGF1R expression and eventually increases the IR/IGF1R ratio in breast cancer cells.

실시예 3. 어돕터 (adopter) 단백질 및 NEDD4-1 E3 ligase로서 TRIP-Br1에 감소된 IGF1R 단백질 농도로 인한 높은 IR/IGF1R 비율 Example 3. High IR/IGF1R ratio due to reduced IGF1R protein concentration in TRIP-Br1 as an adopter protein and NEDD4-1 E3 ligase

다음으로, 본원에서는 TRIP-Br1이 IGF1R 단백질 수준을 하향 조절하는 기전에 대하여 분석하였다. TRIP-Br1은 어돕터 단백질로서 두 개의 E3 ubiquitin ligase인 NEDD4-1 및 XIAP에 직접 결합한다. 또한 NEDD4-1이 IGF1R 분해를 담당하는 E3 ubiquitin ligase라는 여러 증거가 있다. 예를 들어, 산화 스트레스 매개 NEDD4-1 상향 조절은 신경 퇴행 중에 IGF1R을 분해한다. 그러나 IGF1R과 NEDD4-1 사이의 직접적인 상호작용은 보고되지 않았으며 이는 어돕터 단백질의 필요성과 같은 가능한 제약을 암시한다. 따라서 본원에서는 TRIP-Br1이 NEDD4-1 또는 XIAP와 상호작용하여 IGF1R의 ubiquitination 및 분해를 담당하는지 여부를 분석하였다. 흥미롭게도, IGF1R 발현 수준은 TRIP-Br1 및/또는 NEDD4-1이 silence된 MCF7 및 MDA-MB-231 유방암 세포주들에서 크게 증가했다 (도 3의 A, B). 그러나 TRIP-Br1/XIAP 이중 knockdown 세포에서는 거의 변화가 관찰되지 않았다. IGF1R 분해에 대한 NEDD4-1의 효과도 평가하였다. IGF1R 단백질 수준은 단백질 합성 차단제인 사이클로헥시미드(CHX)가 있는 상태에서 NEDD4-1 silencing 후 상당히 증가했다 (도 3의 C, D). 공동 면역 침전 실험은 TRIP-Br1과 IGF1R, 그리고 NEDD4-1 사이의 직접적인 상호작용을 보여주었다(도 3의 E, F). 그러나 TRIP-Br1과 IR 사이에는 직접적인 상호작용이 관찰되지 않았다(도 3의 E). 공동 면역형광 실험은 또한 MCF7KD-TRIP-Br1 세포보다 MCF7WT-TRIP-Br1 세포에서 내인성 NEDD4-1 및 IGF1R의 공동 국소화가 더 높은 것으로 나타났으며, 이는 TRIP-Br1이 NEDD4를 IGF1R에 충분히 가깝게 가져가는 어댑터 단백질 역할을 하는 것을 의미한다(도 3의 G, H)Next, we analyzed the mechanism by which TRIP-Br1 downregulates IGF1R protein levels. TRIP-Br1 is an adaptor protein that directly binds to two E3 ubiquitin ligases, NEDD4-1 and XIAP. Additionally, there is multiple evidence that NEDD4-1 is an E3 ubiquitin ligase responsible for IGF1R degradation. For example, oxidative stress-mediated NEDD4-1 upregulation degrades IGF1R during neurodegeneration. However, direct interaction between IGF1R and NEDD4-1 has not been reported, suggesting possible constraints such as the need for adaptor proteins. Therefore, herein, we analyzed whether TRIP-Br1 interacts with NEDD4-1 or XIAP and is responsible for ubiquitination and degradation of IGF1R. Interestingly, IGF1R expression levels were significantly increased in MCF7 and MDA-MB-231 breast cancer cell lines in which TRIP-Br1 and/or NEDD4-1 were silenced (Figure 3, A and B). However, little change was observed in TRIP-Br1/XIAP double knockdown cells. The effect of NEDD4-1 on IGF1R degradation was also evaluated. IGF1R protein levels were significantly increased after NEDD4-1 silencing in the presence of the protein synthesis blocker cycloheximide (CHX) ( Fig. 3 C, D). Co-immunoprecipitation experiments showed direct interaction between TRIP-Br1, IGF1R, and NEDD4-1 ( Fig. 3E,F ). However, no direct interaction was observed between TRIP-Br1 and IR (Figure 3E). Co-immunofluorescence experiments also showed higher co-localization of endogenous NEDD4-1 and IGF1R in MCF7 WT -TRIP-Br1 cells than in MCF7 KD- TRIP-Br1 cells, suggesting that TRIP-Br1 brings NEDD4 close enough to IGF1R. This means that it acts as an adapter protein (Figure 3, G, H)

종합하면, 이러한 본원 데이터는 TRIP-Br1이 어돕터 단백질로 기능하고 NEDD4-1 매개된 IGF1R의 하향 조절에서 중요한 역할을 한다는 것을 강력하게 시사한다. Taken together, these data herein strongly suggest that TRIP-Br1 functions as an adopter protein and plays an important role in NEDD4-1 mediated downregulation of IGF1R.

실시예 4. TRIP-Br1/NEDD4-1의 proteasome/ubiquitination를 통한 IGF1R 분해 매개Example 4. Mediating IGF1R degradation through proteasome/ubiquitination of TRIP-Br1/NEDD4-1

많은 ligand-유도된 수용체의 분해는 수용체의 ubiquitination를 통해 매개되며 proteasome 또는 리소좀 의존적 분해가 뒤따른다. IGF1이 IGF1R에 결합하면 IGF1R이 polyubiquitination된다. 본 발명자의 이전 및 미공개 데이터는 TRIP-Br1이 두 경로 모두에서 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 따라서 본 실시예에서는 어떤 경로가 TRIP-Br1/NEDD4-1 매개 IGF1R 분해를 담당하는지 분석하였다. 이 가설을 테스트하기 위해 siNEDD4-1을 MG132 또는 CQ의 부재 또는 존재 하에 MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포로 전달이입하였다. NEDD4-1 silencing은 MG132의 존재하에서 IGF1R 단백질 수준을 유의하게 증가시켰지만 (도 4의 A, B), CQ 처리 후에 MCF7WT-TRIP-Br1 세포에서는 약간만 증가했다(도 4의 C, D). MG132로 처리한 후 IGF1R 발현 수준에 대해 유사한 결과가 얻어졌으나(도 4의 E, F), CQ 처리는 그렇지 않았다 (데이터는 표시되지 않음). 이러한 발견은 TRIP-Br1/NEDD4-1 매개 IGF1R 분해가 리소좀 경로보다는 주로 proteasome/ubiquitination 경로를 통해 발생함을 시사한다.Degradation of many ligand-induced receptors is mediated through ubiquitination of the receptor, followed by proteasome- or lysosome-dependent degradation. When IGF1 binds to IGF1R, IGF1R is polyubiquitinated. Our previous and unpublished data showed that TRIP-Br1 plays an important role in both pathways. Therefore, in this example, we analyzed which pathway is responsible for TRIP-Br1/NEDD4-1-mediated IGF1R degradation. To test this hypothesis, siNEDD4-1 was transfected into MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells in the absence or presence of MG132 or CQ. NEDD4-1 silencing significantly increased IGF1R protein levels in the presence of MG132 (Fig. 4A, B), but only slightly increased in MCF7 WT-TRIP-Br1 cells after CQ treatment (Fig. 4C, D). Similar results were obtained for IGF1R expression levels after treatment with MG132 ( Fig. 4E,F ), but not CQ treatment (data not shown). These findings suggest that TRIP-Br1/NEDD4-1-mediated IGF1R degradation occurs primarily through the proteasome/ubiquitination pathway rather than the lysosomal pathway.

실시예 5. TRIP-Br1 발현으로 인한 더 높은 IR/IGF1R 비율과 종양 형성의 증가Example 5. Higher IR/IGF1R ratio and increased tumor formation due to TRIP-Br1 expression

다음으로, 본원에서는 이종이식 모델을 사용하여 TRIP-Br1 매개 종양 형성 및 성장에서 IR/IGF1R 비율을 조사했다. MCF7WT-TRIP-Br1 및 MCF7KD-TRIP-Br1 세포를 누드 마우스에 피하 주사하고 표시된 날짜에 종양 크기를 측정했다(도 5의 A). 본원의 결과는 MCF7KD-TRIP-Br1 전처리된 마우스에서 종양 부피가 상당히 감소하는 것으로 나타났다(도 5의 A, B). MCF7WT-TRIP-Br과 비교하여 MCF7KD-TRIP-Br1을 주사한 null 마우스에서 수집한 종양에서 종양 무게의 현저한 감소 (>90%)가 관찰되었으며, 이는 TRIP-Br1이 생체 내 종양 형성 및 성장을 증가에 효과적임을 나타낸다 (도 5의 C). 인비트로 결과와 일치되게, IR은 더 높지만 IGF1R은 더 낮기 때문에 약 10배 더 높은 IR/IGF1R 비율이 null 마우스에서 자란 MCF7WT-TRIP-Br1 세포에서 검출되었다. 이는 더 높은 비율의 IR/IGF1R이 유방암 세포의 성장과 증식을 증가시킬 수 있음을 시사한다(도 5의 D, F). 이러한 결과는 종전의 결과와 일치한다. IGF1R의 억제는 이전에 전임상 시험에서 종양 성장에 영향을 미치지 않는 것으로 보고되었지만 IR 신호 전달 경로를 향상시켜 결과적으로 다단계 종양을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. Next, we investigated the IR/IGF1R ratio in TRIP-Br1-mediated tumor formation and growth using a xenograft model. MCF7 WT-TRIP-Br1 and MCF7 KD-TRIP-Br1 cells were injected subcutaneously into nude mice and tumor size was measured on the indicated days (Figure 5A). Our results showed a significant reduction in tumor volume in MCF7 KD-TRIP-Br1 pretreated mice (Figure 5A, B). A significant reduction (>90%) in tumor weight was observed in tumors collected from null mice injected with MCF7 KD-TRIP-Br1 compared to MCF7 WT -TRIP-Br1, suggesting that TRIP-Br1 is responsible for tumor formation and growth in vivo. It is shown to be effective in increasing (Figure 5C). Consistent with the in vitro results, approximately 10-fold higher IR/IGF1R ratio was detected in MCF7 WT-TRIP-Br1 cells grown in null mice, due to higher IR but lower IGF1R. This suggests that a higher ratio of IR/IGF1R can increase the growth and proliferation of breast cancer cells (Figure 5D, F). These results are consistent with previous results. Inhibition of IGF1R was previously reported to have no effect on tumor growth in preclinical trials, but was found to enhance the IR signaling pathway and consequently multistage tumor growth.

본원의 결과는 IGF1R보다 IR이 암세포의 성장과 생존에 더 관련성이 있음을 나타낸다. 본원의 가설은 3가지 다른 항암제(독소루비신, 스타우로스포린 및 파클리탁셀)에 대한 MCF7 세포 반응, 즉 항암 매개 세포 사멸에 대한 내성을, MCF7 세포의 생존에 대한 IR의 효과를 조사하여 테스트하였다. MCF7 세포주는 다양한 항암제에 대한 프로그램된 세포 사멸에 대한 높은 내성으로 잘 알려져 있다. 세포 생존율은 항암제 처리 후, 대조군 세포보다 IR-silenced MCF7 세포에서 더 낮은 것으로 밝혀졌다(도 5의 G).Our results indicate that IR is more relevant to the growth and survival of cancer cells than IGF1R. Our hypothesis was tested by examining the MCF7 cell response to three different anticancer drugs (doxorubicin, staurosporine, and paclitaxel), i.e., resistance to anticancer-mediated cell death, and the effect of IR on the survival of MCF7 cells. The MCF7 cell line is well known for its high resistance to programmed cell death against various anticancer drugs. Cell survival rate was found to be lower in IR-silenced MCF7 cells than in control cells after treatment with anticancer drugs (Figure 5G).

종합하면 이러한 결과는 항암제 처리 후에도 TRIP-Br1이 IR/IGF1R 비율을 증가시켜 유방암 세포의 증식 및 생존능을 증가시키는 것을 나타낸다. Taken together, these results indicate that TRIP-Br1 increases the proliferation and viability of breast cancer cells by increasing the IR/IGF1R ratio even after treatment with anticancer drugs.

실시예 6, 당뇨병을 모방한 인슐린 결핍 마우스에서 TRIP-Br1에 의한 더 높은 비율의 IR/IGF1R 유도Example 6, Higher rate of IR/IGF1R induction by TRIP-Br1 in insulin-deficient mice mimicking diabetes

IR/IGF1R 비율에 대한 TRIP-Br1의 효과 및 IR과 IGF1R 발현 사이의 역 관계를 당뇨병 환자를 모방한 인슐린 결핍 마우스에서 추가로 테스트하였으며, 이 실험에서 인슐린 감소와 글루카곤 농도 증가를 대조군으로 사용하였다 (도 6의 A, B). 인슐린 또는 IGF1 결핍이 유방암 세포에서 TRIP-Br1 상향 조절을 유발하는 것으로 밝혀진 이전 연구에서와 같이, 유사한 패턴이 본원 동물 모델에서 관찰되었다(도 6의 A, B). 인슐린 결핍 마우스는 TRIP-Br1 단백질 수준이 유의하게 상승한 것으로 나타났고, 또한 조사된 3개의 조직 샘플(심장, 간 및 지방세포) 모두에서 IR은 증가하였지만, IGF1R의 감소가 동반되었는데, 이는 TRIP-Br1이 IR/IGF1R 비율에 긍정적 영향을 미치는 것을 나타낸다 (도 6의 A, B). 인슐린 결핍 마우스 및 상응하는 정상 마우스 조직에서 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R에 대한 면역조직화학 염색의 대표적인 이미지는 도 6의 C에 있다. 다시 말하지만, 정상 마우스 조직과 비교하여 인슐린 결핍 마우스에서 TRIP-Br1 및 IR 발현 수준은 유의하게 더 높지만 IGF1R 발현 수준은 더 낮은 것으로 관찰되었으며, 결과적으로 인슐린 결핍 마우스에서 더 높은 IR/IGF1R 비율이 관찰되었다 (도 6의 D). 이러한 결과는 TRIP-Br1이 IR을 긍정적으로 조절하지만 IGF1R 발현을 부정적으로 조절하여 인슐린 결핍 마우스에서 더 높은 IR/IGF1R 비율을 초래한다는 것을 강력하게 나타낸다. The effect of TRIP-Br1 on the IR/IGF1R ratio and the inverse relationship between IR and IGF1R expression were further tested in insulin-deficient mice mimicking diabetic patients, in which decreased insulin and increased glucagon concentrations were used as controls ( 6A, B). As in previous studies showing that insulin or IGF1 deficiency causes TRIP-Br1 upregulation in breast cancer cells, a similar pattern was observed in our animal model (Figure 6A, B). Insulin-deficient mice showed significantly elevated TRIP-Br1 protein levels, and also increased IR in all three tissue samples examined (heart, liver, and adipocytes), but this was accompanied by a decrease in IGF1R, which was associated with increased TRIP-Br1 protein levels. This shows a positive effect on the IR/IGF1R ratio (Figure 6A, B). Representative images of immunohistochemical staining for TRIP-Br1, IR, and IGF1R in insulin-deficient mice and corresponding normal mouse tissues are in Figure 6C. Again, significantly higher TRIP-Br1 and IR expression levels but lower IGF1R expression levels were observed in insulin-deficient mice compared to normal mouse tissues, resulting in a higher IR/IGF1R ratio observed in insulin-deficient mice. (D in Figure 6). These results strongly indicate that TRIP-Br1 positively regulates IR but negatively regulates IGF1R expression, resulting in a higher IR/IGF1R ratio in insulin-deficient mice.

종합하면, 이러한 결과는 TRIP-Br1이 당뇨병 및 당뇨성 유방암 환자에서 더 높은 IR/IGF1R 비율의 유도에 적어도 부분적으로 관여함을 나타낸다. Taken together, these results indicate that TRIP-Br1 is at least partially involved in the induction of higher IR/IGF1R ratios in patients with diabetes and diabetic breast cancer.

최대 568명의 환자를 대상으로 한 데이터베이스의 생물정보학 분석(http://timer.cistrome.org/) 결과는 인비트로 결과와 유사하게 TRIP-Br1과 IGF1R 발현 사이에 역의 관계를 나타냈다 (도 7의 D). 흥미롭게도, IR과 IGF1R 발현 사이의 역 관계가 이 두 하위 유형에서 관찰되었다.Bioinformatics analysis (http://timer.cistrome.org/) of a database of up to 568 patients showed an inverse relationship between TRIP-Br1 and IGF1R expression, similar to the in vitro results (Figure 7) D). Interestingly, an inverse relationship between IR and IGF1R expression was observed in these two subtypes.

본 연구에서 TRIP-Br1 매개된 높은 IR/IGF1R 비율은 유방암 세포의 증식과 생존을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다. 유방암 연구에서 IR/IGF1R 비율의 중요성에 대한 본원의 연구에 추가하여, 다른 유형의 암으로 본 결과를 확장할 수 있다. 따라서 본원에서는 TCGA(Cancer Genome Atlas) 데이터베이스를 사용하여 유방암 환자 외에 다른 유형의 암 환자의 생존 기간에 미치는 TRIP-Br1 매개 IR/IGF1R 비율의 영향을 조사하였다. TCGA 데이터베이스의 TRIP-Br1, IGF1R 및 IR의 mRNA 수준을 기반으로 두 가지 다른 단계(단계 i-ii 및 iii-x)에서 3가지 유형의 암 환자의 생존 기간을 분석하였다. 본원의 생물 정보학 분석 결과, TRIP-Br1은 IR/IGF1R 비율과 양의 상관 관계가 있으며, 유방암 환자의 생존기간과는 역의 상관 관계가 있는 것으로 나타났다 (n=152). 그러나 폐(n=396) 또는 간암(n=130)과의 유의한 관계는 관찰되지 않았다 (도 8의 A, B, C). 이는 TRIP-Br1이 유방암 특이적 발암성 어댑터 단백질임을 나타낸다. 본원에 따른 바이오인포메틱스 분석에서 TRIP-Br1은 IR/IGF1R 비율을 증가시켜 유방암 환자의 생존 기간을 단축할 수 있지만, 폐암 및 간암 환자에서는 그렇지 않은 것으로 나타났다. In this study, TRIP-Br1-mediated high IR/IGF1R ratio was found to enable proliferation and survival of breast cancer cells. In addition to our study on the importance of the IR/IGF1R ratio in breast cancer research, our results can be extended to other types of cancer. Therefore, we investigated the effect of TRIP-Br1-mediated IR/IGF1R ratio on the survival time of patients with other types of cancer in addition to breast cancer patients using the TCGA (Cancer Genome Atlas) database. The survival time of patients with three types of cancer at two different stages (stages i-ii and iii-x) was analyzed based on the mRNA levels of TRIP-Br1, IGF1R and IR in the TCGA database. As a result of our bioinformatics analysis, TRIP-Br1 was found to be positively correlated with the IR/IGF1R ratio and inversely correlated with the survival time of breast cancer patients (n=152). However, no significant relationship with lung (n=396) or liver cancer (n=130) was observed (Figure 8A, B, C). This indicates that TRIP-Br1 is a breast cancer-specific oncogenic adapter protein. In our bioinformatics analysis, we found that TRIP-Br1 can shorten the survival period of breast cancer patients by increasing the IR/IGF1R ratio, but not in lung cancer and liver cancer patients.

결론적으로, 본원에서는 IR/IGF1R 비율의 조절 기전을 규명하였으며, TRIP-Br1 매개 IR/IGF1R 비율이 높을수록 유방암 세포의 생존율이 증가하여 암 환자의 예후가 더 나빠진다는 것을 보여주었다. 따라서 TRIP-Br1 매개 IR/IGF1R 비율은 암의 예후와 진행을 예측하는 인자로 유용하게 사용될 수 있다. In conclusion, we identified the regulatory mechanism of the IR/IGF1R ratio and showed that the higher the TRIP-Br1-mediated IR/IGF1R ratio, the higher the survival rate of breast cancer cells and the worse the prognosis of cancer patients. Therefore, the TRIP-Br1-mediated IR/IGF1R ratio can be useful as a factor predicting the prognosis and progression of cancer.

이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.Although the exemplary embodiments of the present application have been described in detail above, the scope of the rights of the present application is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present application defined in the following claims are also included in the scope of the rights of the present application. belongs to

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다. All technical terms used in the present invention, unless otherwise defined, are used with the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art in the field related to the present invention. The contents of all publications incorporated by reference herein are hereby incorporated by reference.

Claims (5)

당뇨병 환자의 유방암 발병 예측에 대한 정보를 제공하기 위해, 인비트로 에서 유방세포의 TRIP-Br1 (Transcriptional regulator interacting with the PHD-bromodomain 1), IR (Insulin Receptor) 및 IGF1R (Insulin-like growth factor-1 receptor)의 발현량을 검출하는 방법으로, 상기 방법은
당뇨병 환자의 유방조직 유래의 세포를 제공하는 단계;
상기 세포에서 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R의 발현량 측정하는 단계;
상기 측정결과로부터 상기 세포의 IR/IGF1R 발현량 비를 결정하는 단계; 및
상기 TRIP-Br1 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군과 비교하여 증가한 경우, 상기 당뇨병 환자의 유방암 발병 확률이 증가된 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 상기 대조군은 비당뇨인의 유방조직 유래 세포이고, 상기 IR/IGF1R 비의 증가는 상기 IR 발현량이 대조군과 비교하여 증가하고, 상기 IGF1R 발현량은 대조군과 비교하여 감소로 인한 것이고, 상기 당뇨병 환자는 그 전에 유방암이 발병한 적이 없는 것인, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법.
To provide information on predicting the development of breast cancer in diabetic patients, TRIP-Br1 (Transcriptional regulator interacting with the PHD-bromodomain 1), IR (Insulin Receptor), and IGF1R (Insulin-like growth factor-1) of breast cells were tested in vitro. A method of detecting the expression level of receptor), the method is
Providing cells derived from breast tissue of a diabetic patient;
Measuring the expression levels of TRIP-Br1, IR and IGF1R in the cells;
Determining the IR/IGF1R expression level ratio of the cells from the measurement results; and
When the TRIP-Br1 expression level and the IR/IGF1R ratio are increased compared to the control group, determining that the probability of developing breast cancer in the diabetic patient is increased, the control group is cells derived from breast tissue of a non-diabetic patient, and the IR The increase in the /IGF1R ratio is due to an increase in the IR expression level compared to the control group, a decrease in the IGF1R expression level compared to the control group, and the diabetic patient has never previously developed breast cancer. Method for detecting the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R proteins in cells.
유방암이 발생한 당뇨병 환자의 예후에 대한 정보를 제공하기 위해, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법으로, 상기 방법은
상기 유방암이 발생한 당뇨병 환자의 유방암 세포를 제공하는 단계;
상기 세포에서 TRIP-Br1, IR 그리고 IGF1R의 각 발현량 측정하는 단계;
상기 측정결과로부터 상기 세포의 IR/IGF1R 발현량 비를 결정하는 단계; 및
상기 TRIP-Br1 발현량 및 IR/IGF1R 비가 대조군과 비교하여 증가한 경우, 상기 당뇨병 환자의 유방암 예후가 불량한 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 상기 대조군은 상기 환자의 암이 발생하지 않은 유방세포인, 상기 IR/IGF1R 비의 증가는 상기 IR 발현량은 대조군과 비교하여 증가하고, 상기 IGF1R 발현량은 대조군과 비교하여 감소로 인한 것인, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법.
In order to provide information on the prognosis of diabetic patients with breast cancer, the method detects the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R proteins in breast cancer cells in vitro.
Providing breast cancer cells from a diabetic patient who has developed breast cancer;
Measuring the expression levels of TRIP-Br1, IR, and IGF1R in the cells;
Determining the IR/IGF1R expression level ratio of the cells from the measurement results; and
When the TRIP-Br1 expression level and IR/IGF1R ratio are increased compared to the control group, determining that the prognosis for breast cancer of the diabetic patient is poor, wherein the control group is breast cells in which the patient has not developed cancer. The increase in the IR/IGF1R ratio is due to an increase in the IR expression level compared to the control group and a decrease in the IGF1R expression level compared to the control group. Expression of TRIP-Br1, IR and IGF1R proteins in breast cancer cells in vitro. How to detect quantity.
제 1 항 또는 제 2 항에서 상기 당뇨병은 제1형 또는 제2형 당뇨병인, 인비트로에서 유방암 세포의 TRIP-Br1, IR 및 IGF1R 단백질의 발현량을 검출하는 방법.
The method of claim 1 or 2, wherein the diabetes is type 1 or type 2 diabetes, and the expression level of TRIP-Br1, IR and IGF1R proteins in breast cancer cells in vitro.
TRIP-Br1, IR 및 IGF1R의 검출용 물질을 포함하는 당뇨병 환자의 유방암 발생 예측용 조성물. A composition for predicting the occurrence of breast cancer in diabetic patients, comprising a substance for detecting TRIP-Br1, IR, and IGF1R. TRIP-Br1, IR 및 IGF1R의 검출용 물질을 포함하는 당뇨병 환자의 유방암 발생 예측용 키트. A kit for predicting the occurrence of breast cancer in diabetic patients, containing substances for detection of TRIP-Br1, IR, and IGF1R.
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