KR20080020083A - 암 진단 마커로서의 Ｒｏｍｏ1의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로모1 유전자(이하, Romo1라고 부름)에서 발현되는 RNA의 양적 증가를 이용하여 암을 진단하는 용도 특허에 관한 것이다. 본 연구자는 이전의 발명에서 동일한 유전자를 이용하여 “항암제 내성-관련 유전자 및 이의 용도”의 명칭으로 대한민국 특허를 2004년 취득한 바 있다(등록번호 제0428376호). Romo1이 항암제 내성에 관련이 있다는 실험결과 이외에 본 발명자들은 후속 연구로 Romo1의 RNA발현이 각종 암세포에서 특이적으로 증가한다는 결과를 얻었다. 본 실험의 결과를 바탕으로 Romo1의 발현 증가를 계측함에 의하여 암 발병의 진단이 가능하다. 그러므로 Romo1은 암의 진단에 이용되는 킷트, DNA 칩, 단백질 칩 등에서의 소재로 이용될 수 있다.

암, 로모1(Romo1), 암 진단 마커(Marker)

Description

암 진단 마커로서의 Ｒｏｍｏ1의 용도{Use of Romo1 as a Cancer Diagnostic Marker}

도 1은 여러 암세포에서 Romo1의 발현이 증가한다는 것을 노던 블로팅(Northern blotting) 실험 기법을 이용하여 보여주는 결과도. GAPDH는 여러 세포 내에서 동일한 양이 존재하는 유전자로서 노던 블로팅에서 동일한 양의 RNA를 사용하였다는 것을 보여 줄 때 사용한다. IMR-90, MRC-5: 정상 폐 섬유아세포; H1299, H460, A549: 폐암세포; SiHa, HeLa: 자궁경부암세포; SNU-638: 위암세포; MCF-7: 유방암세포; RKO: 대장암세포; Hur-7, Hep3B, SK-Hep-1, SNU-739: 간암세포.

암 발생률은 해마다 증가하고 있으며 신체적 자각증세가 있은 후 진단되는 암은 상당히 발전이 된 암으로 암의 치료법인 외과적 수술, 항암 화학 요법, 방사선 요법으로 완치가 어렵다. 그렇지만 암을 초기에 발견하면 외과적 수술에 의하여 효과적으로 제거가 되고 암 재발 확률이 낮다. 그러므로 암의 치료법 개발도 중요하지만 암을 초기에 발견하는 방법의 개발이 중요하다. 이를 위해서는 암 발생을 초기에 효과적으로 진단할 수 있는 암 진단 마커 개발이 필요로 하는데 본 발명에서는 Romo1이 암세포에서 발현이 증가하는 것을 발견하였다.

본 발명자들은 동일한 유전자를 이용하여 “항암제 내성-관련 유전자 및 이의 용도”의 명칭으로 대한민국 특허를 취득한 바 있다(등록번호 제 0428376 호). 이 유전자는 항암제 내성에 관여하기 때문에 처음에 특허 출원을 할 때 Chemp-1(Chemoresistant Protein-1, 항암제 내성 단백질)이라 명명하였지만, 후속 연구에서 Chemp-1이 항암제 내성에 관여한다는 사실 이외에도 활성산소를 생성한다는 실험 결과가 도출이 되었기 때문에 2006 년 논문으로 발표를 할 때 본 발명자들은 이 유전자 명칭을 Chemp-1에서 Romo1(Reactive Oxygen Species Modulator 1, 활성산소 조절자) 이름으로 변경하였다 [참조: Chung Y.M. et al., Biochemical and Biophysical Research Communications 347: 649-655, 2006 년 9 월 1 일 발표 예정 논문].

인간을 포함하는 고등생명체는 호흡을 하면서 계속적인 활성산소를 생성하는 환경이기 때문에 활성산소를 탐지하여 해독하는 체계가 발달되어 있다[Physiol. Rev. 78, 547-581, 1998]. 그런데 세포 내에서 외부 스트레스 자극에 의하여 활성 산소가 지나치게 증가하는 경우가 있는데 이러한 증가한 활성산소는 암, 노화, 염증, 당뇨, 동맥경화, 간 섬유화 등 각종 질병의 원인이 되고 있다 [참조: Droge W., Physiol. Rev. 82: 47-95, 2002].

지나친 활성산소는 암 발생 및 진행에서도 영향을 주고 있다. 활성산소 증가는 세포 내 DNA에 손상을 주어 염색체 불안전성(genomic instability)을 초래하여 암 발생, 진행에 기여를 한다 [참조: Jackson A.L. and Loeb LA., Mutat. Res. 477: 7-21, 2001]. 지나친 활성산소는 주로 미토콘드리아에서 발생한다 [참조: Turrens J.F., J. Physiol 552: 335-344, 2003]. 암세포 또는 암 환자의 암 조직에서 활성산소의 증가가 관찰되고 있고 이 활성산소는 DNA의 손상을 유도 한다 [참조: Szatrowski T.P. and Nathan C.F., Cancer Res. 51: 794-798, 1991]. 지속적인 활성산소의 증가는 암세포의 DNA에 손상을 주어 유전자 불안정성(genetic instability)을 유도하여 암세포로 하여금 항암제내성(Multidrug resistance)을 준다 [참조: Pelicano H. et al., Drug resistance Updates 7: 97-110, 2004]. 본 발명에서는 Romo1이 항암제 내성에 연관성이 있다는 연구결과 이외에 후속 연구로 Romo1의 RNA발현이 각종 암세포에서 증가한다는 실험 결과를 얻었다.

암은 초기에 발견할 경우 외과적 수술에 의하여 쉽게 제거하여 완치율이 높다. 지금까지 많은 연구에도 불구하고 초기에 암을 진단할 수 있는 효과적인 암 진단 키트 개발 연구는 초기 단계에 있다. 암 진단 키트 개발에 소재로 사용되는 효과적인 진단 마커(marker) 발굴이 필요하다. 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과, 암을 초기에 진단할 수 있는 종양 마커(Tumor marker)를 발굴하게 되었다. 본 발명자들에 의하여 발굴된 Romo1은 암을 초기에 진단할 수 있는 키트의 소재로 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 Romo1 염기 서열 또는 이것의 일부를 포함하는 올 리고머 서열을 포함하는 암 진단 키트의 소재를 제공하는 데 있다.

Romo1이 항암제 내성에 관련이 있다는 실험 결과를 바탕으로 본 발명가들은 Romo1 유전자에 대한 대한민국 특허 등록을 한 바가 있다. 본 발명가들은 후속 연구로 Romo1이 암세포에서 발현이 증가하는지에 대하여 관심을 갖게 되어 Romo1의 발현을 노던 블로팅 기법을 이용하여 관찰하였다. 정상 세포인 IMR-90, MRC-5 세포와 12 종류의 암세포를 37^oC, 5% CO₂ 항온기에서 배양하였다. 세포들이 성장 속도가 왕성할 때 세포들을 Phosphate Buffered Saline 완충 용액으로 2 회 세척한 후 스크레이퍼로 긁어서 세포를 모았다. TRIzol 시약을 이용하여 RNA를 추출한 후 10 ug RNA를 아가로스(Agarose) 전기영동 실험을 하여 RNA를 크기에 따라 분류하였다. RNA를 나일론 막으로 옮긴 후 [³²P] dCTP로 표지된 Romo1 DNA를 RNA와 hybridization한 후 X-ray Film을 이용하여 현상을 하였다. 그림 1에서 보는 바와 같이 정상세포인 IMR-90과 MRC-5 세포에서 Romo1의 발현은 거의 관찰되지 않았다. 그렇지만 폐암세포(H1299, H460, A549), 자궁경부암세포(SiHa, HeLa), 위암세포(SNU-638), 유방암세포(MCF-7) 대장암세포(RKO), 간암세포(Hur-7, Hep3B, SK-Hep-1, SNU-739) 모두에서 Romo1의 발현이 관찰이 되었다. 특히 자궁경부암세포(SiHa), 대장암세포(RKO), 간암세포(Hur-7, Hep3B, SK-Hep-1, SNU-739)에서 Romo1의 발현이 높게 증가하였다. 이상의 실험결과는 Romo1이 암세포에서 특이적으 로 발현이 증가한다는 것을 의미하며 Romo1의 발현을 측정함에 의하여 암의 진단도 가능할 수 있다.

이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시 예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시 예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

< 실시예 >

실시예 1: 세포 배양

본 발명에서 사용한 위암세포주(SNU-638)와 간암세포주(SNU-739)는 한국세포주 은행으로 부터 구입하였고 나머지 세포주는 미국 세포주 은행 (ATCC)에서 구입하였다. IMR-90, MRC-5, RKO, Hep3B, SK-Hep-1 세포주는 10% 태아송아지 혈청, 페니실린 100 units/ml 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml을 함유하는 EMEM 배양 배지(GIBCO/BRL, Grand Island, NY)에서 배양하였고, H1299, H460, SNU-638 세포주는 10% 태아송아지 혈청, 페니실린 100 units/ml 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml을 함유하는 RPMI 배양 배지(GIBCO/BRL, Grand Island, NY)에서 배양하였다. SiHa, HeLa, Hur-7, SNU-739 세포주는 10% 태아송아지 혈청, 페니실린 100 units/ml, 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml을 함유하는 DMEM 배양 배지(GIBCO/BRL, Grand Island, NY)에서 배양하였다. A549 세포주는 10% 태아송아지 혈청, 페니실린 100 units/ml, 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml을 함유하는 F-12배양 배지(GIBCO/BRL, Grand Island, NY)에서 배양하였다. MCF-7 세포주는 10% 태아송아지 혈청, 페니실린 100 units/ml, 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml을 함유하는 IMDM 배양 배지(GIBCO/BRL, Grand Island, NY)에서 배양하였다.

실시예 2: RNA 추출

세포 내 RNA는 TRIzol 시약(GIBCO/BRL, Grand Island, NY)을 사용하여 제조원의 지시에 따라 분리하였다.

실시예 3: 노던 블로팅

정상세포 (IMR-90, MRC-5)와 12 종의 암세포에서 RNA를 분리하였다. 분리된 RNA는 1% 아가로스 젤 상에서 순도를 확인하였다. 각각의 RNA 10 μg을 취하여 6% formaldehyde가 포함된 1% 아가로스 젤에서 전기영동을 하였다. 전기영동 후 RNA를 nylon membrane에 16시간 동안 transfer한 후 자외선을 이용하여 RNA를 membrane에 cross-linking 시켰다. Romo1 cDNA 조각(fragment)을 아가로스 젤 상에서 추출한 후 random labeling kit (Boeringer Manheim, Germany)를 이용하여 [³²P] dCTP로 표지하였다. [³²P] dCTP로 표지된 DNA를 nylon membrane과 hybridization 을 16 시간동안 수행하였다. Nylon membrane을 0.1XSSC, 0.1% SDS 용액으로 50^oC에서 15분간 3번 세척한 후 X-ray Film을 이용하여 현상을 하였다 [참조: Chomczynski, P., et al., Anal. Bochem. 162:156-159, 1987] (도 1).

Romo1의 발현이 정상세포에서는 발견되지 않았고 여러 종류의 암세포에서 증가가 되었기 때문에 검체에서 Romo1의 발현 증가를 계측함에 의하여 암 발생의 진단이 가능하다. 그렇기 때문에 Romo1은 암 발생 진단을 위한 진단 키트에서 소재로 사용될 수 있다.

Claims (4)

1. Romo1의 서열이거나 이것과 동일한 기능을 하는 그의 변이체 염기서열에서 발현되는 mRNA 양을 계측하여 암을 진단할 때 Romo1을 코딩하는 유전자의 적어도 일부와 하이브리다이즈하는 올리고뉴클레오티드를 사용하여 암을 진단하는 방법.
2. Romo1의 서열이거나 이것과 동일한 기능을 하는 그의 변이체 염기서열에서 발현되는 단백질 양을 계측하여 암을 진단할 때 Romo1을 코딩하는 단백질의 적어도 일부를 사용하여 암을 진단하는 방법.
3. 암세포의 발생 및 진행을 억제하는 방법 및 약제를 검색 또는 개발할 때 Romo1 염기 서열을 이용하는 방법.
4. 암세포의 발생 및 진행을 억제하는 방법 및 약제를 검색 또는 개발할 때 Romo1 아미노산 서열을 이용하는 방법.

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