KR102652502B1 - 대사증후군 예측용 후성유전 메틸화 마커, 및 이를 이용한 키트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대사증후군 예측용 후성유전 메틸화 마커, 및 이를 이용한 대사증후군 예측용 키트에 관한 것이다. 본 발명의 바이오마커는 대사증후군 각 질병에 대해 구체적으로 발병 위험율 예측이 가능하므로, 의료 및 보건 분야에서 활발하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
Description
대사증후군 예측용 후성유전 메틸화 마커, 및 이를 이용한 대사증후군 예측용 키트에 관한 것이다. 상기 대사증후군 예측용 키트는 본 발명에서 제시하는 대사증후군 예측용 후성유전 메틸화 마커의 메틸화 수준을 측정하는 제제를 포함할 수 있다.
최근 차세대염기서열분석 (Next Generation Sequencing, NGS)에 기반한 연구들이 최근 들어 비약적인 발전을 거듭하는 가운데 부모로부터 물려받은 DNA에 담긴 유전정보가 다양한 후천적 요인들에 의해 발현 양상이 상이하게 조절될 수 있음이 밝혀지고 있다. 이를 후성유전이라고 하며, 후성유전의 기작으로 알려진 주요 요인은 조직 특이적인 전사인자(Transcription Factor)의 작용, DNA 메틸화(Methylation), 히스톤 변형(Histone Modification), 비암호화 RNA의 작용, 및 세포 외부로부터의 신호 등이 있다. 또한 이러한 주요 요인들에 의한 후성유전적 변이가 암을 포함한 다양한 질병의 발생과 연관됨이 지속적으로 보고되고 있다. 특히 인간 유전체(human genome)에서의 DNA 메틸화(methylation)는 후생유전학의 중요한 단서이며 발생(development)동안 역동적으로 조절된다. 이러한 현상은 세포 내 생물학 과정과 유전자 조절에 대한 연구에 필수적이므로, 후성유전적 기작의 주요 요인들의 구조와 기능에 대한 이해를 바탕으로 인간 질병의 치료에 대한 가능성을 넓혀갈 수 있을 것으로 기대되고 있다.
한편, 현대인의 질병으로 불리우는 대사증후군(metabolic syndrome)은 고(공복)혈당(hyperglycemia), 고혈압(hypertension), 고중성지방혈증(hypertriglyceridemia), 저고밀도지단백콜레스테롤혈증(Low level of HDL cholesterol), 복부비만(central obesity)에 의한 허리둘레 증가 등의 대사적인 이상 상태들의 집합을 의미하며, 대사증후군은 심뇌혈관질환과 당뇨병 같은 대사성 질환의 발병 위험을 높이는 것으로 알려져 있다. 상기 5가지 위험 요인증에 3개 이상의 질환이 있을 경우 대사증후군으로 진단된다. 따라서, 대사증후군은 단일한 질병이 아니며, 유전적 소인과 환경적 인자가 복합적으로 연관되어 발생하는 포괄적 질병이다.
현대에는 대사증후군 유병율이 폭발적으로 증가하여 문제가 되고 있는데, 전 세계의 성인 대사증후군 유병률이 20~25%이며 미국은 35%, 한국은 30%까지 보고되고 있다. 이러한 대사증후군은 오랜 시간 방치할 경우 심각한 합병증을 유발할 수 있으나, 대사증후군을 정확히 예측할 수 있는 기술은 아직까지 부재한 실정이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제의 해결을 위해 안출된 것으로, 대사증후군 예측용 바이오마커에 관한 것이다. 본 발명의 바이오마커는 대사증후군 각 질병에 대해 구체적으로 발병 위험율 예측이 가능하므로, 의료 및 보건 분야에서 활발하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 대사증후군 예측용 바이오마커로서, 후성유전 메틸화 마커에 관한 것이다.
본 발명은 일 양태로서, 대사증후군의 발병 예측 또는 진단 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태로서, 대사증후군의 발병 예측 또는 진단용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 대사증후군의 발병 예측 또는 진단용 키트를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 대사증후군의 발병 예측 또는 진단 장치를 제공한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본원에 기재된 다양한 구체예가 도면을 참조로 기재된다. 하기 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해서, 다양한 특이적 상세사항, 예컨대, 특이적 형태, 조성물 및 공정 등이 기재되어 있다. 그러나, 특정의 구체예는 이들 특이적 상세 사항 중 하나 이상 없이, 또는 다른 공지된 방법 및 형태와 함께 실행될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 공정 및 제조 기술은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않게 하기 위해서, 특정의 상세사항으로 기재되지 않는다. "한 가지 구체예" 또는 "구체예"에 대한 본 명세서 전체를 통한 참조는 구체예와 결부되어 기재된 특별한 특징, 형태, 조성 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 구체예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 위치에서 표현된 "한 가지 구체예에서" 또는 "구체예"의 상황은 반드시 본 발명의 동일한 구체예를 나타내지는 않는다. 추가로, 특별한 특징, 형태, 조성, 또는 특성은 하나 이상의 구체예에서 어떠한 적합한 방법으로 조합될 수 있다.
명세서에서 특별한 정의가 없으면 본 명세서에 사용된 모든 과학적 및 기술적인 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자에 의하여 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 용어, 대사증후군(metabolic syndrome)이란, 심장질환 및 당뇨병, 뇌졸중을 비롯하여 건강 문제의 위험성을 증가시키는 5가지 위험요소들(고혈압, 고혈당, 고중성지방 혈증, 낮은 고밀도지단백 콜레스테롤 그리고 복부비만) 중 3가지 이상을 한 개인이 가지고 있는 것으로, 상기 대사증후군과 관련해 고혈당, 고혈압, 고지혈증, 비만, 심뇌혈관질환 등이 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 대사증후군은 오랜 시간 방치할 경우 심각한 합병증을 유발할 수 있으므로, 조기 진단은 물론, 발병 이전에 개인이 대사증후군 발명 위험이 높은 그룹인지 예측하는 것이 무엇보다 중요하다. 그러나, 아직 후성유전을 이용한 대사증후군 예측 기술의 개발이 미비한 실정이다.
상기 후성유전(Epigenetics)이란, 유전자 염기서열과 무관하게 획득한 특정 형질이 자손에서 전달되는 것으로, DNA 염기서열의 변화, 즉 유전자 변이 없이 일어난 유전자 기능 변화를 의미한다. 상기 특정 형질은 각 세포 유형에서 세포가 분화하면서 확립되는 유전자 발현 양상으로, 조직 특이적인 transcription factor 작용, DNA 메틸화(DNA methylation), histone의 변경, 세포외 시그널 등이 복합적으로 작용하여 일어난다. 특히 DNA 메틸화는 대표적인 후성유전적 변화로서 유전자 코드의 변화없이 유전자의 기능을 직접적으로 변경시키고, 자손세포에 전달될 수 있으며, 유전자의 발현억제 및 종양 발생과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
이에, 본 발명은 대사증후군, 및 대사증후군을 이루는 구체적일 세부 질병에 대해 높은 예측도를 나타내는 후성유전 마커에 관한 것이다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명은 FAM20C(Family with sequence similarity 20, member C), PDGFA(Platelet-derived growth factor subunit A), TPD52L3(Tumor Protein D52 Like 3), PAX5(Paired box 5), SARDH(Sarcosine Dehydrogenase), MAD1L1(Mitotic Arrest Deficient 1 Like 1), CUX1(Cut Like Homeobox 1), IFRD1(Interferon Related Developmental Regulator 1), PTPRN2(Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type N2), NOXA1(NADPH Oxidase Activator 1), FAM102A((Myc-DDK-tagged)-Human family with sequence similarity 102, member A), NACC2(NACC Family Member 2), NUDT1(Nudix Hydrolase 1), 및 SNX8(Sorting Nexin 8)로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 제제를 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물을 제공한다. 이 때, 상기 CpG 부위는 chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, chr9:136549044, chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, chr9:138911484, chr7:2289889, chr7:2298227, chr7:2314651, chr7:2314652, chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, chr7:545084, chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위인 것일 수 있고, 상기 대사증후군은 고혈당, 복부비만, 고혈압, 및 비알코올 지방간 질환으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
보다 바람직한 구체예로서, 상기 대사증후군이 고혈당을 포함하는 경우에 상기 CpG 부위는 chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, chr9:136549044, chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, 및 chr7:545084로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위를 포함하는 것일 수 있고, 상기 대사증후군이 복부비만을 포함하는 경우에 상기 CpG 부위는 chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, chr9:138911484, chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033 으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 대사증후군이 고혈압을 포함하는 경우에 상기 CpG 부위는 chr7:2289889 를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 대사증후군이 비알코올 지방간 질환을 포함하는 경우에 상기 CpG 부위는 chr7:2298227, chr7:2314651, 및 chr7:2314652로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위를 포함하는 것일 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물에서 상기 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 제제는 바이설파이트(bisulfite) 또는 이의 염, 메틸화 민감성 제한효소, 상기 유전자 프로모터의 CpG 부위의 메틸화된 서열에 특이적인 프라이머, 비메틸화된 서열에 특이적인 프라이머, 메틸화된 CpG 결합 도메인 및 메틸사이토신에 특이적으로 결합하는 항체로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있고, 상기 메틸화 민감성 제한효소는 SmaI, SacII, EagI, HpaII, MspI, BssHII, BstUI 및 NotI로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서, 본 발명은 FAM20C(Family with sequence similarity 20, member C), PDGFA(Platelet-derived growth factor subunit A), TPD52L3(Tumor Protein D52 Like 3), PAX5(Paired box 5), SARDH(Sarcosine Dehydrogenase), MAD1L1(Mitotic Arrest Deficient 1 Like 1), CUX1(Cut Like Homeobox 1), IFRD1(Interferon Related Developmental Regulator 1), PTPRN2(Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type N2), NOXA1(NADPH Oxidase Activator 1), FAM102A((Myc-DDK-tagged)-Human family with sequence similarity 102, member A), NACC2(NACC Family Member 2), NUDT1(Nudix Hydrolase 1), 및 SNX8(Sorting Nexin 8)로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 제제를 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단용 키트를 제공한다. 이 때, 상기 키트는 바람직하게는 전술한 대사증후군의 예측 또는 조성물을 포함하는 것이다. 따라서 구체적인 대사증후군 내 질환, 및 이에 매칭되는 CpG 부위에 대한 기재는 명세서의 과도한 복잡성을 방지하기 위하여 생략한다. 또한 본 발명의 상기 키트는 qRT-PCR 키트, PCR 키트, 메틸화 특이적 PCR 키트, 실시간 메틸화 특이적 PCR 키트, 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR 키트, DNA 마이크로어레이 키트, MALDITOFF 키트, MassARRAY 키트, MethyLight 키트, QAMA 키트, ERMA 키트, HeavyMethyl 키트, QBSUPT 키트, MS-SNuPE 키트, MethylQuant 키트, Quantitative PCR sequencing 키트, 및 올리고뉴클레오타이드 기재의 마이크로어레이 키트 등일 수 있으며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 키트라면 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명은 개체로부터 분리된 시료로부터 FAM20C(Family with sequence similarity 20, member C), PDGFA(Platelet-derived growth factor subunit A), TPD52L3(Tumor Protein D52 Like 3), PAX5(Paired box 5), SARDH(Sarcosine Dehydrogenase), MAD1L1(Mitotic Arrest Deficient 1 Like 1), CUX1(Cut Like Homeobox 1), IFRD1(Interferon Related Developmental Regulator 1), PTPRN2(Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type N2), NOXA1(NADPH Oxidase Activator 1), FAM102A((Myc-DDK-tagged)-Human family with sequence similarity 102, member A), NACC2(NACC Family Member 2), NUDT1(Nudix Hydrolase 1), 및 SNX8(Sorting Nexin 8)로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 단계를 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다. 이 때, 상기 CpG 부위는 chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, chr9:136549044, chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, chr9:138911484, chr7:2289889, chr7:2298227, chr7:2314651, chr7:2314652, chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, chr7:545084, chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위인 것일 수 있고, 상기 대사증후군은 고혈당, 복부비만, 고혈압, 및 비알코올 지방간 질환으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 또한 상기 본 발명의 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법은 chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, chr9:136549044, chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, chr9:138911484, chr7:2289889, chr7:2298227, chr7:2314651, 및 chr7:2314652 로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 고메틸화되거나, 또는 chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, chr7:545084, chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033 으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 저메틸화될 때 대상 개체의 대사증후군 발병 위험이 높을 것으로 예측하거나, 또는 이미 발병한 것으로 진단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
보다 바람직한 구체예로서, 상기 대사증후군이 고혈당을 포함하는 경우에 상기 방법은 chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, chr9:136549044, chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, 및 chr7:545084로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위를 포함하여 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 이 때 상기 chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, 및 chr9:136549044 로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 고메틸화되거나, 또는 chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, 및 chr7:545084 로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 저메틸화될 때 대상 개체의 고혈당 발병 위험이 높을 것으로 예측하거나, 또는 이미 발병한 것으로 진단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 대사증후군이 복부비만을 포함하는 경우에 상기 방법은 chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, chr9:138911484, chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033 으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위를 포함하여 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 이 때 상기 chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, 및 chr9:138911484 로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 고메틸화되거나, 또는 chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033 으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 저메틸화될 때 대상 개체의 복부비만 발병 위험이 높을 것으로 예측하거나, 또는 이미 발병한 것으로 진단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 대사증후군이 고혈압을 포함하는 경우에 상기 방법은 chr7:2289889를 포함하여 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 이 때 상기 chr7:2289889 영역이 고메틸화될 때 대상 개체의 고혈압 발병 위험이 높을 것으로 예측하거나, 또는 이미 발병한 것으로 진단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또는 상기 대사증후군이 비알코올 지방간 질환을 포함하는 경우에 상기 방법은 chr7:2298227, chr7:2314651, 및 chr7:2314652로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위를 포함하여 CpG 부위의 메틸화 수준을 단계를 포함할 수 있고, 이때 상기 chr7:2298227, chr7:2314651, 및 chr7:2314652 로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 CpG 부위가 고메틸화될 때 대상 개체의 비알코올 지방간 질환 발병 위험이 높을 것으로 예측하거나, 또는 이미 발병한 것으로 진단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 때 상기 개체는 대사증후군의 발병 위험을 예측하거나, 또는 발병을 진단하고자 하는 대상을 의미하며, 상기 개체는 사람을 비롯하여, 개, 말, 소, 쥐, 염소, 토끼 등의 대사증후군이 발병될 수 있는 동물이라면 제한 없이 포함될 수 있다. 또한 상기 개체로부터 분리된 시료는 메틸화 여부 또는 수준을 검출할 수 있는 생물학적 시료로서 상술한 조직 등에서 추출한 DNA 또는 핵산일 수 있다. 특히 메틸화된 CpG 부위에서 CpG의 존재를 검출할 수 있는 핵산이라면 어떤 것이든 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 정제되거나 정제되지 않은 형태의 어떠한 핵산도 사용될 수 있으며, 타겟 부위(예를 들면, CpG-함유 핵산)를 함유하는 핵산 서열을 함유하고 있거나 함유할 것으로 의심되는 어떠한 핵산도 사용될 수 있다. 구체적으로 CpG 부위의 메틸화 여부 검출에 사용되는 핵산은 DNA, 특히 게놈 DNA일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법에서 상기 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 제제는 바이설파이트(bisulfite) 또는 이의 염, 메틸화 민감성 제한효소, 상기 유전자 프로모터의 CpG 부위의 메틸화된 서열에 특이적인 프라이머, 비메틸화된 서열에 특이적인 프라이머, 메틸화된 CpG 결합 도메인 및 메틸사이토신에 특이적으로 결합하는 항체로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있고, 상기 메틸화 민감성 제한효소는 SmaI, SacII, EagI, HpaII, MspI, BssHII, BstUI 및 NotI로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 상기 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법을 단계별로 설명하면, CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 단계는, (a) 분리된 시료 내 게놈 DNA를 바이설파이트 또는 이의 염, 또는 메틸화 민감성 제한효소로 처리하는 단계; 및 (b) 상기 처리된 DNA를 타겟 CpG 부위를 증폭할 수 있는 프라이머를 이용하여 PCR에 의해 증폭하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다. 이 때, 상기 CpG 부위의 메틸화 수준 측정에는 다양한 증폭 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면 PCR(Polymerase Chain Reaction), 메틸화 특이적 PCR, 실시간 메틸화 특이적 PCR(real timemethylation specific PCR), 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR, DNA 마이크로어레이, 파이로서열분석 및 바이설파이트 서열분석 등을 통해서 수행될 수 있다. PCR 이외의 증폭방법으로는 라이게이즈 연쇄 반응(ligase chain reaction, LCR), 전사 증폭, 표적서열의 선택적 증폭 방법, 보존서열을 이용한 PCR, 무작위 프라이머를 이용한 PCR, 핵산기재 서열 증폭(NASBA), 및 틈(nick) 교체 증폭 방법 등을 들 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 메틸화 수준을 측정할 수 있는 다른 방법으로는 MALDITOFF, MassARRAY, MethyLight, QAMA(Quantitative analysis of ethylated alleles), ERMA(enzymatic regional methylation assay), HeavyMethyl, QBSUPT, MS-SNuPE, MethylQuant, Quantitative PCR sequencing 및 올리고뉴클레오타이드 기재의 마이크로어레이 등을 들 수 있으나, 이로 제한하는 것은 아니다. 메틸화 상태의 검출을 위해 사용되는 프로브, 프라이머 등은 표적 핵산과 교잡을 통해 작용한다. 교잡 조건은 구체적 실험 목적, 반응에 사용되는 핵산의 특성 등에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면 교잡부위의 핵산의 길이, 상동성정도, 뉴클레오티드 서열 조성(예를 들면, GC/AT 조성비) 및 핵산 타입(예를 들면, RNA, DNA) 등이 교잡조건의 선택에 고려된다. 일반적으로 특이성을 높이기 위한 최적 조건은 교잡반응에 따라 다양하며, 실험을 통하여 결정할 수 있다. CpG 부위의 메틸화 수준 검출을 위한 PCR 프라이머는 검출 방법에 따라 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들면 바이설파이트 분석, COBRA(Called Combined Bisulfite Restriction Analysis), 또는 Ms-SNuPE(Methylation-sensitive single nucleotide primer extension) 분석의 경우, 프라이머 자체는 DNA 메틸화 부위 및 가능 부위는 커버하지 않거나, 교잡하지 않도록 디자인되며, 차별적으로 메틸화가 일어나는 부위에서의 서열변이는 한 쌍의 프라이머 사이에 위치하도록 한다. 또는 프라이머가 화합물 처리 후의 메틸화 또는 비-메틸화 부위에 특이적으로 교잡하도록 제작될 수 있으며, 결합 상보성이 충분하여 교잡을 방해하지 않는 경우, 추가의 서열 예를 들면 제한효소 부위, 리간드 결합부위, 링커 또는 반복서열을 포함하도록 제작될 수 있다. 또한, 변형 또는 비변형 DNA 검출을 위해 특정 산물에 특이적으로 결합할 수 있는 프로브가 사용될 수 있으며, 이러한 프로브는 변형된 산물에 직접 결합하거나 또는 변형된 산물의 증폭 산물에 결합할 수 있으며, 검출을 위해 공지의 다양한 물질, 예를 들면 형광물질, 방사선물질, 생물발광물질, 발광물질, 화학발광물질, 효소, 수용체 또는 리간드로 표지될 수 있다. 표지방법은 당해 분야에 널리 알려진 기술로, 통상적인 방법을 통하여 수행할 수 있다. 또는, CpG 부위의 메틸화 수준은 BSAS (Bisulfite Amplicon Sequencing)을 통해 측정될 수 있다. 상기 BSAS은 당 업계에 공지된 다양한 방법으로 수행할 수 있으며, 예를 들면 메틸화 DNA를 형광 염료로 표지하여 상보적인 프로브가 집적된 DNA칩에 혼성화시킴으로써 메틸화 여부를 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명은 FAM20C(Family with sequence similarity 20, member C), PDGFA(Platelet-derived growth factor subunit A), TPD52L3(Tumor Protein D52 Like 3), PAX5(Paired box 5), SARDH(Sarcosine Dehydrogenase), MAD1L1(Mitotic Arrest Deficient 1 Like 1), CUX1(Cut Like Homeobox 1), IFRD1(Interferon Related Developmental Regulator 1), PTPRN2(Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type N2), NOXA1(NADPH Oxidase Activator 1), FAM102A((Myc-DDK-tagged)-Human family with sequence similarity 102, member A), NACC2(NACC Family Member 2), NUDT1(Nudix Hydrolase 1), 및 SNX8(Sorting Nexin 8)로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 검사부를 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단 장치를 제공한다. 이 때, 상기 장치는 본 발명의 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물을 이용하여 본 발명의 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법에 따라 검사부가 구동되는 것일 수 있다. 따라서 구체적인 대사증후군 내 질환, 이에 매칭되는 CpG 부위, 및 대사증후군 내 구체적인 질환과 이에 조합되는 CpG 부위의 고/저 발현에 따른 판정 방법에 대한 기재는 명세서의 과도한 복잡성을 방지하기 위하여 생략한다.
이하 상기 본 발명을 실시예에 입각하여 상세히 설명한다.
본 발명의 후성유전 메틸화 마커 이용시 소량의 시료로도 DNA 메틸화와 발현값의 상관관계 분석을 통해 대사증후군 발병 가능성을 예측하거나, 또는 발병을 진단할 수 있는 바, 대사증후군 또는 그 위험도를 예측하여 대사증후군 환자의 맞춤치료 및 관리를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 메틸화 상태를 확인하기 위한 분석 프로세스를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 전체 염색체 영역(chr1-chrX) 중 메틸화 차이가 나타난 390개 영역을 heatmap으로 나타낸 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 7번 염색체 영역에서 메틸화 패턴을 비교한 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 9번 염색체 영역에서 메틸화 패턴을 비교한 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 전체 염색체 영역(chr1-chrX) 중 메틸화 차이가 나타난 390개 영역을 heatmap으로 나타낸 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 7번 염색체 영역에서 메틸화 패턴을 비교한 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른, 대사질환군과 정상 대조군 간의 9번 염색체 영역에서 메틸화 패턴을 비교한 결과이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[연구방법]
1. 메틸화 탐지.
DNA의 메틸화를 확인하는 전통적인 방식으로는 bisulfite을 처리해 화학적으로 unmethylated cytosine을 uracil로 변환함으로써 methylated cytosine residue를 확인하는 방법이 있었다. 이 방법을 이용하면, PCR 후 unmethylated cytosine은 티민thymine으로 염기서열이 읽혀지고, methylated cytosine은 cytosine으로 읽혀진다. 그러나, bisulfite 처리는 종종 DNA break을 야기하여 결국 methylation 검출에 실패하는 경우가 있었다.
따라서 본 발명에서는 효소처리 방식의 NEBNext® Enzymatic Methyl-seq(EM-seqTM; TWIST Bioscience)을 사용하여 bisulfite에 의한 chemical conversion 과정 없이도, 전통적인 방식과 동일한 변환 결과를 가져올 수 있는 방법을 이용하였다. 궁극적으로, 종래 방법보다 훨씬 신뢰도 높은 결과를 확보하였다.
2. DNA 메틸화 검사.
2-1. DNA 메틸화
혈액(전혈 3cc)으로부터 추출된 genomic DNA를 200 ng 준비한 후, Qsonica를 사용하여 평균 240±290 bp가 되도록 shearing하는 절편화 작업을 진행하였다. 샘플 DNA 에는 dA-Tailing을 붙이는 end prep 작업을 진행한 후 Enzyme 방식으로 adapter를 붙였다. Adapter가 붙은 DNA는 5mC 와 5hmC 영역의 산화를 위해서 TET2와 반응시켰고, 이 때, Fe(II) solution을 사용하였다. 1시간 동안 반응시킨 후 bead를 활용하여 불순물을 제거하였다. 산화된 DNA 라이브러리는 0.1N NaOH를 이용하여 변성시켰고, unmethylated cytosine은 thymine으로 전환되므로 APOBEC enzyme을 이용하여 cytosine을 탈아민화시켜 5mC와 5hmC 영역을 보호하였다. 이후 bead를 활용하여 불순물을 제거하고, 정제된 탈아민화된 라이브러리는 PCR을 통해 증폭시켰다.
2-2. 메틸화된 DNA의 증폭
이전 단계에서 준비된 DNA 라이브러리를 methylation panel과 혼합하여 상온에서 건조시키고 혼성화하였다. 혼성화는 60℃에서 혼성화 물질과 DNA가 잘 혼합된 상태로 2시간 동안 반응시켜 진행하였다. 혼성화 반응이 진행된 샘플은 bead와 고온(65℃)의 세척용액을 활용하여 혼성화 물질을 신속하고 조심히 세척하였다. 이 때, 혼성화 반응이 진행된 샘플의 온도가 60℃ 아래로 떨어지지 않도록 주의하여 진행하였다. 세척이 끝난 샘플은 깨끗한 물로 bead와 함께 균질화시키고, 균질화된 상태로 PCR 증폭을 진행한 후 불순물을 제거하여 최종 라이브러리의 농도를 측정하였다. 최종 라이브러리는 Illumina NGS (NextSeq 550) 시스템을 사용하여 시퀀싱을 진행하였으며, 평균 생산량은 12Gbp, 평균 on-target율은 41.6x로 확인되었다.
3. Methylation pattern 분석
메틸화 상태를 확인하기 위한 분석 프로세스를 도 1에 나타내었다. 먼저 생산된 염기서열의 품질을 평가하여 저품질 영역의 염기서열을 제거시킨 후(FastQC v0.11.9), methylated/unmethylated cytosine 염기서열을 파악하여 참조서열에 맵핑하였다(bwameth v0.2.4). 맵핑된 read 중에는 동일한 서열로 생산된 중복서열의 read가 있기 때문에 이를 제거한 후 data의 QC를 확인하였다(Picard v2.26.10). 이 때 target 영역의 depth는 samtool(v1.14)로 계산하였다. 메틸화가 진행된 경우에는 read의 양 끝에서 bias가 발생할 수 있기 때문에 이를 확인해주는 과정이 필요하며, methyldackel(v0.6.1) 분석도구를 사용하여 메틸화가 발생한 위치와 수준을 분석하였다.
한편, 대사질환군과 정상대조군에서 추출된 methylation 정보는 두 그룹간의 패턴 차이로 분석하였다. 구체적으로, R 프로그램(v4.1.2)에 포함되어 있는 methylKit package(v1.24.0)를 활용하여 methylation call 정보를 확인하고, depth<10인 영역을 제거하고, 분석대상 샘플들의 methylation call 영역을 병합하여 패턴의 유사성을 분석하였다. 두 그룹간의 methylation 패턴은 R 프로그램에 포함되어 있는 Pheatmap package를 활용하여 비교하였다.
[연구결과]
1. 대사질환군과 정상대조군의 임상데이터 비교
대사질환군(n=20)과 정상으로 분류되는 대조군(n=20)을 대상으로 한 기본적 임상데이터는 표 1에 나타내었다. 두 그룹은 수축기 혈압, 혈당, 및 중성지방에서 그룹간 큰 차이를 보였으며(p=2.2x10-6, p=1.3x10-5, p=2.5x10-6), 나이, 체중, 허리둘레, BMI, 이완기 혈압, HDL, LDL, γ-GTP 에서도 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(p<0.05). 이하 본 발명의 그룹간 메틸화 패턴 비교는 상기 임상데이터를 참고하여 수행하였다. 그러나 신장, 총 콜레스테롤, 아스파라긴산 분해효소, 알라닌 아미노분해효소, 크레아티닌 및 사구체여과율에서는 두 그룹 사이에 차이를 보이지 않았다.
| 임상적 지표 | 대조군 | 대사증후군 | P value |
| No. of study participants | 20 | 20 | |
| Age (years) | 42.0±9.9 | 54.5±11.1 | 6.0×10-4 |
| Height (cm) | 160.3±5.4 | 157.7±6.2 | 0.1593 |
| Weight (kg) | 56.5±6.8 | 62.9±10.8 | 3.0×10-2 |
| Waist measurement (cm) | 73.5±6.2 | 82.3±9.0 | 3.0×10-4 |
| BMI (kg/㎡) | 22.1±3.1 | 25.2±3.1 | 2.5×10-3 |
| SBP (mmHg) | 110.0±8.9 | 127.7±11.1 | 2.2×10-6 |
| DBP (mmHg) | 70.3±8.4 | 76.2±8.5 | 3.5×10-2 |
| Blood glucose (mg/dL) | 87.3±6.5 | 104.5±13.9 | 1.3×10-5 |
| Total cholesterol (mg/dL) | 194.0±19.6 | 210.4±31.0 | 0.0526 |
| HDL cholesterol (mg/dL) | 76.7±16.5 | 57.1±19.0 | 1.2×10-3 |
| LDL cholesterol (mg/dL) | 103.4±20.2 | 123.4±33.6 | 2.8×10-3 |
| Triglyceride (mg/dL) | 77.6±28.8 | 156.3±56.7 | 2.5×10-6 |
| AST (U/L) | 21.7±8.8 | 22.8±4.7 | 0.6399 |
| ALT (U/L) | 18.0±11.0 | 21.9±8.9 | 0.2232 |
| γ-GTP (U/L) | 15.6±8.8 | 27.0±18.4 | 1.6×10-2 |
| Serum creatinine (mg/dL) | 0.7±0.1 | 0.7±0.1 | 0.2432 |
| GFR (mL/min/1.73㎡) | 96.7±21.7 | 85.6±18.0 | 0.1654 |
| Values are shown as mean ± SD. | |||
| BMI, body mass index; SBP, systolic blood pressure; DBP, diastolic blood pressure; HDL-C, high-density lipoprotein-cholesterol; LDL-C, low-density lipoprotein cholesterol; AST, aspartate aminotransferase; ALT, alanine aminotransferase; γ-GTP, γ-glutamyltranspeptidase; GFR, glomerular filtration rate. | |||
2. 대사질환군과 정상대조군의 메틸화 패턴 비교
대사질환군과 정상 대조군을 포함하는 모든 샘플은 참조서열에 대비하여 메틸화 상태가 분석되었으며, 이 정보를 활용하여 대사질환군과 정상 대조군 사이의 methylation 패턴을 비교 분석하였다. 통계적 유의성은 Fisher’s exact test 또는 logistic regression을 사용하여 P value 값으로 계산하였다. P value는 Bonferroni correction을 적용하여 보정하였고, Q value는 sliding linear model(SLIM)을 이용하여 산출하였다. 이로부터 adjusted P value < 5 x 10-8 이며 differential methylation의 값이 25% 이상 증가하거나(Hypermethylation), 25% 이상 감소하는 값(Hypomethylation)을 가지는 영역을 추출하였으며, 메틸화 차이가 나타난 464개 영역을 도 2에 heatmap으로 나타내었다. 이 때, 전체 샘플에 대하여 참조서열 대비 메틸화가 25% 이상 증가한 영역은 붉은색으로 표시하였고(Hypermethylation), 25% 이상 감소한 영역은 푸른색으로 표시하였다(Hypomethylation). 그 결과, 전체 상염색체 영역 중 특히 염색체 7번과 염색체 9번 영역에서 정상 대조군과 대사질환군 사이의 명확한 메틸화 차이가 확인되었다. 상기 7번 염색체에서의 메틸화 패턴 비교 결과를 도 3에, 9번 염색체에서의 메틸화 패턴 비교 결과를 도 4에 나타내었으며, 7번 염색체 및 9번 염색체에서 구체적 대사질환에 특이적인 DNA methylation hotspots을 표 2 내지 표 5에 나타내었다. 표 2 내지 표 5에서 P value는 Bonferroni 보정으로 조정되었으며, Hyper-M은 Hypermethylation(고메틸화)을, Hypo-M은 Hypomethylation(저메틸화)을 나타낸다.
| 고혈당(Hyperglycemia)과 관련된 특이적인 DNA methylation hotspots | ||||||||
| Genes | CpG id | Chr |
Position
_start |
Position
_end |
functions | Differential methylation(M) | P value | Q value |
| FAM20C | chr7 | 220974 | 220974 | intronic | Hypo-M | 1.24E-14 | 1.24E-08 | |
| FAM20C | chr7 | 220975 | 220975 | intronic | Hypo-M | 2.41E-13 | 2.41E-07 | |
| FAM20C | cg11896151 | chr7 | 223592 | 223592 | intronic | Hypo-M | 1.58E-48 | 1.58E-42 |
| PDGFA | chr7 | 545084 | 545084 | intronic | Hypo-M | 9.18E-17 | 9.18E-11 | |
| TPD52L3 | chr9 | 6328440 | 6328440 | exonic | Hyper-M | 2.05E-25 | 2.05E-19 | |
| PAX5 | chr9 | 36949608 | 36949608 | intronic | Hyper-M | 2.27E-15 | 2.27E-09 | |
| SARDH | chr9 | 136545908 | 136545908 | intronic | Hyper-M | 6.26E-55 | 6.26E-49 | |
| SARDH | chr9 | 136549044 | 136549044 | intronic | Hyper-M | 1.40E-24 | 1.40E-18 | |
| 복부비만(Central obesity)과 관련된 특이적인 DNA methylation hotspots | ||||||||
| Genes | CpG id | Chr |
Position
_start |
Position
_end |
functions | Differential methylation(M) | P value | Q value |
| MAD1L1 | chr7 | 1865921 | 1865921 | intronic | Hypo-M | 1.01E-19 | 1.01E-13 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1865922 | 1865922 | intronic | Hypo-M | 3.04E-24 | 3.04E-18 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1880699 | 1880699 | intronic | Hyper-M | 6.27E-42 | 6.27E-36 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1880700 | 1880700 | intronic | Hyper-M | 2.93E-33 | 2.93E-27 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1880737 | 1880737 | intronic | Hypo-M | 1.06E-26 | 1.06E-20 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1881265 | 1881265 | intronic | Hypo-M | 2.79E-47 | 2.79E-41 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1881266 | 1881266 | intronic | Hypo-M | 7.04E-35 | 7.04E-29 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1881369 | 1881369 | intronic | Hyper-M | 7.00E-39 | 7.00E-33 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1881370 | 1881370 | intronic | Hyper-M | 6.34E-33 | 6.34E-27 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1885069 | 1885069 | intronic | Hyper-M | 1.80E-40 | 1.80E-34 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1885070 | 1885070 | intronic | Hyper-M | 6.63E-37 | 6.63E-31 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1885114 | 1885114 | intronic | Hyper-M | 3.17E-33 | 3.17E-27 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1885115 | 1885115 | intronic | Hyper-M | 1.75E-24 | 1.75E-18 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1885119 | 1885119 | intronic | Hyper-M | 5.09E-32 | 5.09E-26 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1885221 | 1885221 | intronic | Hyper-M | 6.89E-28 | 6.89E-22 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1886937 | 1886937 | intronic | Hyper-M | 3.06E-27 | 3.06E-21 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1886938 | 1886938 | intronic | Hyper-M | 2.61E-24 | 2.61E-18 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1887361 | 1887361 | intronic | Hyper-M | 1.16E-35 | 1.16E-29 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1887362 | 1887362 | intronic | Hyper-M | 9.26E-51 | 9.26E-45 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1889520 | 1889520 | intronic | Hyper-M | 8.87E-30 | 8.87E-24 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1889521 | 1889521 | intronic | Hyper-M | 2.20E-19 | 2.20E-13 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1890925 | 1890925 | intronic | Hyper-M | 2.23E-50 | 2.23E-44 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1890926 | 1890926 | intronic | Hyper-M | 2.79E-31 | 2.79E-25 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1910374 | 1910374 | intronic | Hyper-M | 2.58E-58 | 2.58E-52 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1910450 | 1910450 | intronic | Hyper-M | 5.20E-41 | 5.20E-35 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1912056 | 1912056 | intronic | Hyper-M | 1.72E-31 | 1.72E-25 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1912057 | 1912057 | intronic | Hyper-M | 1.12E-51 | 1.12E-45 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1914757 | 1914757 | intronic | Hyper-M | 1.21E-16 | 1.21E-10 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1914758 | 1914758 | intronic | Hyper-M | 4.73E-67 | 4.73E-61 | |
| MAD1L1 | cg12169700 | chr7 | 1923695 | 1923695 | intronic | Hyper-M | 9.05E-22 | 9.05E-16 |
| MAD1L1 | chr7 | 1923696 | 1923696 | intronic | Hyper-M | 3.13E-34 | 3.13E-28 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1938655 | 1938655 | intronic | Hyper-M | 6.83E-27 | 6.83E-21 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1938656 | 1938656 | intronic | Hyper-M | 3.96E-50 | 3.96E-44 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1939765 | 1939765 | intronic | Hyper-M | 9.16E-27 | 9.16E-21 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1939766 | 1939766 | intronic | Hyper-M | 1.62E-39 | 1.62E-33 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1948712 | 1948712 | intronic | Hyper-M | 6.90E-38 | 6.90E-32 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1948713 | 1948713 | intronic | Hyper-M | 2.33E-47 | 2.33E-41 | |
| MAD1L1 | cg16178271 | chr7 | 1948755 | 1948755 | intronic | Hyper-M | 3.02E-40 | 3.02E-34 |
| MAD1L1 | chr7 | 1948756 | 1948756 | intronic | Hyper-M | 1.58E-51 | 1.58E-45 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1948948 | 1948948 | intronic | Hypo-M | 6.71E-24 | 6.71E-18 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1950615 | 1950615 | intronic | Hypo-M | 3.89E-24 | 3.89E-18 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1968227 | 1968227 | intronic | Hypo-M | 2.89E-62 | 2.89E-56 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1973579 | 1973579 | intronic | Hyper-M | 1.16E-21 | 1.16E-15 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1973580 | 1973580 | intronic | Hyper-M | 1.61E-29 | 1.61E-23 | |
| MAD1L1 | cg03075889 | chr7 | 1976457 | 1976457 | exonic | Hyper-M | 3.72E-28 | 3.72E-22 |
| MAD1L1 | chr7 | 1976862 | 1976862 | intronic | Hyper-M | 5.55E-27 | 5.55E-21 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1977906 | 1977906 | intronic | Hyper-M | 2.08E-37 | 2.08E-31 | |
| MAD1L1 | chr7 | 1989946 | 1989946 | intronic | Hyper-M | 2.27E-18 | 2.27E-12 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2012996 | 2012996 | intronic | Hyper-M | 2.04E-60 | 2.04E-54 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2012997 | 2012997 | intronic | Hyper-M | 1.08E-47 | 1.08E-41 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2017445 | 2017445 | intronic | Hypo-M | 1.62E-38 | 1.62E-32 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2017446 | 2017446 | intronic | Hypo-M | 4.72E-53 | 4.72E-47 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2019875 | 2019875 | intronic | Hyper-M | 1.01E-87 | 1.01E-81 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2020994 | 2020994 | intronic | Hyper-M | 1.23E-73 | 1.23E-67 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2020995 | 2020995 | intronic | Hyper-M | 4.60E-43 | 4.60E-37 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2027323 | 2027323 | intronic | Hyper-M | 3.51E-57 | 3.51E-51 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2027324 | 2027324 | intronic | Hyper-M | 2.11E-37 | 2.11E-31 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2027354 | 2027354 | intronic | Hyper-M | 1.44E-63 | 1.44E-57 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2027355 | 2027355 | intronic | Hyper-M | 6.32E-46 | 6.32E-40 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2046830 | 2046830 | intronic | Hyper-M | 1.11E-37 | 1.11E-31 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2046831 | 2046831 | intronic | Hyper-M | 1.05E-43 | 1.05E-37 | |
| MAD1L1 | cg27286614 | chr7 | 2050401 | 2050401 | intronic | Hyper-M | 4.28E-52 | 4.28E-46 |
| MAD1L1 | chr7 | 2050402 | 2050402 | intronic | Hyper-M | 6.04E-47 | 6.04E-41 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2060127 | 2060127 | intronic | Hypo-M | 9.98E-39 | 9.98E-33 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2082524 | 2082524 | intronic | Hypo-M | 7.58E-28 | 7.58E-22 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2082536 | 2082536 | intronic | Hyper-M | 7.88E-36 | 7.88E-30 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2106607 | 2106607 | intronic | Hypo-M | 1.13E-24 | 1.13E-18 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2121196 | 2121196 | intronic | Hypo-M | 1.17E-58 | 1.17E-52 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2172066 | 2172066 | intronic | Hyper-M | 6.64E-17 | 6.64E-11 | |
| MAD1L1 | chr7 | 2195443 | 2195443 | intronic | Hyper-M | 3.97E-23 | 3.97E-17 | |
| CUX1 | chr7 | 101917140 | 101917140 | intronic | Hyper-M | 1.28E-28 | 1.28E-22 | |
| IFRD1 | chr7 | 112087033 | 112087033 | intronic | Hypo-M | 3.67E-28 | 3.67E-22 | |
| PTPRN2 | chr7 | 157448562 | 157448562 | intronic | Hyper-M | 1.76E-23 | 1.76E-17 | |
| PTPRN2 | chr7 | 157455211 | 157455211 | intronic | Hyper-M | 6.48E-52 | 6.48E-46 | |
| PTPRN2 | chr7 | 157455296 | 157455296 | intronic | Hyper-M | 2.80E-25 | 2.80E-19 | |
| NOXA1 | chr9 | 140322640 | 140322640 | intronic | Hyper-M | 9.91E-42 | 9.91E-36 | |
| FAM102A | chr9 | 130703789 | 130703789 | exonic | Hyper-M | 9.46E-39 | 9.46E-33 | |
| NACC2 | chr9 | 138911484 | 138911484 | intronic | Hyper-M | 1.11E-31 | 1.11E-25 | |
| 고혈압(Hypertension)과 관련된 특이적인 DNA methylation hotspots | ||||||||
| Genes | CpG id | Chr |
Position
_start |
Position
_end |
functions | Differential methylation(M) | P value | Q value |
| NUDT1 | chr7 | 2289889 | 2289889 | intronic | Hyper-M | 5.64E-23 | 5.64E-17 | |
| 비알코올 지방간 질환(Non-alcoholic fatty liver disease)과 관련된 특이적인 DNA methylation hotspots | ||||||||
| Genes | CpG id | Chr |
Position
_start |
Position
_end |
functions | Differential methylation(M) | P value | Q value |
| SNX8 | chr7 | 2298227 | 2298227 | intronic | Hyper-M | 5.27E-31 | 5.27E-25 | |
| SNX8 | chr7 | 2314651 | 2314651 | intronic | Hyper-M | 1.71E-37 | 1.71E-31 | |
| SNX8 | chr7 | 2314652 | 2314652 | intronic | Hyper-M | 1.05E-47 | 1.05E-41 | |
상기 결과를 분석하면, 대사증후군은 FAM20C(Family with sequence similarity 20, member C), PDGFA(Platelet-derived growth factor subunit A), TPD52L3(Tumor Protein D52 Like 3), PAX5(Paired box 5), SARDH(Sarcosine Dehydrogenase), MAD1L1(Mitotic Arrest Deficient 1 Like 1), CUX1(Cut Like Homeobox 1), IFRD1(Interferon Related Developmental Regulator 1), PTPRN2(Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type N2), NOXA1(NADPH Oxidase Activator 1), FAM102A((Myc-DDK-tagged)-Human family with sequence similarity 102, member A), NACC2(NACC Family Member 2), NUDT1(Nudix Hydrolase 1), 또는 SNX8(Sorting Nexin 8) 유전자의 메틸화와 관련이 있었다. 구체적인 DNA methylation hotspots으로 보면, chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, chr9:136549044, chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, chr9:138911484, chr7:2289889, chr7:2298227, chr7:2314651, 및 chr7:2314652 중 어느 하나 이상의 영역이 고메틸화되거나, 또는 chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, chr7:545084, chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033 중 어느 하나 이상의 영역이 저메틸화될 때 대사증후군 발병 위험이 높은 것으로 나타났다.
대사증후군 내 구체적인 질환으로 나누어 분석하면, 대사증후군 중에서도 고혈당은 FAM20C, PDGFA, TPD52L3, PAX5, 또는 SARDH 유전자의 메틸화와 관련이 있었다. 구체적인 DNA methylation hotspots으로 보면, chr9:6328440, chr9:36949608, chr9:136545908, 및 chr9:136549044 중 어느 하나 이상의 영역이 고메틸화되거나, 또는 chr7:220974, chr7:220975, chr7:223592, 및 chr7:545084 중 어느 하나 이상의 영역이 저메틸화될 때 고혈당 발병 위험이 높은 것으로 나타났다.
복부비만은 MAD1L1, CUX1, IFRD1, PTPRN2, NOXA1, FAM102A, 또는 NACC2 유전자의 메틸화와 관련이 있었다. 구체적인 DNA methylation hotspots으로 보면, chr7:1880699, chr7:1880700, chr7:1881369, chr7:1881370, chr7:1885069, chr7:1885070, chr7:1885114, chr7:1885115, chr7:1885119, chr7:1885221, chr7:1886937, chr7:1886938, chr7:1887361, chr7:1887362, chr7:1889520, chr7:1889521, chr7:1890925, chr7:1890926, chr7:1910374, chr7:1910450, chr7:1912056, chr7:1912057, chr7:1914757, chr7:1914758, chr7:1923695, chr7:1923696, chr7:1938655, chr7:1938656, chr7:1939765, chr7:1939766, chr7:1948712, chr7:1948713, chr7:1948755, chr7:1948756, chr7:1973579, chr7:1973580, chr7:1976457, chr7:1976862, chr7:1977906, chr7:1989946, chr7:2012996, chr7:2012997, chr7:2019875, chr7:2020994, chr7:2020995, chr7:2027323, chr7:2027324, chr7:2027354, chr7:2027355, chr7:2046830, chr7:2046831, chr7:2050401, chr7:2050402, chr7:2082536, chr7:2172066, chr7:2195443, chr7:101917140, chr7:157448562, chr7:157455211, chr7:157455296, chr9:140322640, chr9:130703789, 및 chr9:138911484 중 어느 하나 이상의 영역이 고메틸화되거나, 또는 chr7:1865921, chr7:1865922, chr7:1880737, chr7:1881265, chr7:1881266, chr7:1948948, chr7:1950615, chr7:1968227, chr7:2017445, chr7:2017446, chr7:2060127, chr7:2082524, chr7:2106607, chr7:2121196, 및 chr7:112087033 중 어느 하나 이상의 영역이 저메틸화될 때 복부비만 발병 위험이 높은 것으로 나타났다.
고혈압은 NUDT1 유전자의 메틸화와 관련이 있었다. 구체적인 DNA methylation hotspots으로 보면, chr7:2289889 영역이 고메틸화될 때 고혈압 발병 위험이 높은 것으로 나타났다.
비알코올 지방간 질환은 SNX8 유전자의 메틸화와 관련이 있었다. 구체적인 DNA methylation hotspots으로 보면, chr7:2298227, chr7:2314651, 및 chr7:2314652 중 어느 하나 이상의 영역이 고메틸화될 때 비알코올 지방간 질환 발병 위험이 높은 것으로 나타났다.
따라서 상기 DNA methylation hotspots의 메틸화 양상을 분석하여, 대사증후군, 구체적으로는 고혈당, 복부비만, 고혈압, 또는 비알코올 지방간 질환의 발병 위험성 예측, 및 질환 관리가 가능할 것으로 기대된다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (5)
- NUDT1(Nudix Hydrolase 1) 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 제제를 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물로서,
상기 대사증후군은 고혈압인 것이고,
상기 CpG 부위는 chr7:2289889인 것인, 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 제제는,
바이설파이트(bisulfite) 또는 이의 염, 메틸화 민감성 제한효소, 상기 유전자 프로모터의 CpG 부위의 메틸화된 서열에 특이적인 프라이머, 비메틸화된 서열에 특이적인 프라이머, 메틸화된 CpG 결합 도메인 및 메틸사이토신에 특이적으로 결합하는 항체로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것인, 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 메틸화 민감성 제한효소는 SmaI, SacII, EagI, HpaII, MspI, BssHII, BstUI 및 NotI로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것인, 대사증후군의 예측 또는 진단용 조성물.
- 제1항의 조성물을 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단용 키트로서,
상기 대사증후군은 고혈압인 것인, 키트.
- 개체로부터 분리된 시료로부터 NUDT1(Nudix Hydrolase 1) 유전자의 CpG 부위의 메틸화 수준을 측정하는 단계를 포함하는 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법으로서,
상기 대사증후군은 고혈압인 것이고,
상기 CpG 부위는 chr7:2289889인 것인, 대사증후군의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공 방법.
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| KR1020240009350A KR102652502B1 (ko) | 2023-09-25 | 2024-01-22 | 대사증후군 예측용 후성유전 메틸화 마커, 및 이를 이용한 키트 |
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Citations (2)
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| KR20140132214A (ko) * | 2013-05-07 | 2014-11-17 | 이화여자대학교 산학협력단 | Ｐｏｍｃ 유전자를 이용하는 대사 증후군 예측 방법 및 장치 |
| KR20220154618A (ko) * | 2021-05-13 | 2022-11-22 | 고려대학교 산학협력단 | 대규모 코호트 유래 전장 유전체 연관 분석 및 dna 메틸화 분석을 이용한 간 섬유화 진단용 바이오마커 조성물 |
-
2024
- 2024-01-22 KR KR1020240009350A patent/KR102652502B1/ko active
- 2024-01-22 KR KR1020240009354A patent/KR102652504B1/ko active
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20140132214A (ko) * | 2013-05-07 | 2014-11-17 | 이화여자대학교 산학협력단 | Ｐｏｍｃ 유전자를 이용하는 대사 증후군 예측 방법 및 장치 |
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|---|
| American journal of respiratory and critical care medicine. vol. 203, no. 5, 614-627 (2021) * |
| Biomedicines. vol. 10, no. 6, 1406(2022) * |
| The Journal of Nutritional Biochemistry. Vol. 54, 1-10(2018) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102652504B1 (ko) | 2024-04-01 |
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