KR20080032199A - A transgenic mouse for diagnosis or treatment of age-related disorder or disease comprising a knock-out p62 gene and a method of screening for a compound that counters age-related disorder or disease using the same - Google Patents

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KR20080032199A
KR20080032199A KR1020087003850A KR20087003850A KR20080032199A KR 20080032199 A KR20080032199 A KR 20080032199A KR 1020087003850 A KR1020087003850 A KR 1020087003850A KR 20087003850 A KR20087003850 A KR 20087003850A KR 20080032199 A KR20080032199 A KR 20080032199A
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mouse
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KR1020087003850A
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신재균
이한웅
오구택
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신재균
오구택
이한웅
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New breeds of animals
    • A01K67/027New breeds of vertebrates

Abstract

A transgenic mouse for diagnosis or treatment of age-related disorder or disease comprising a knock-out p62 gene and a method of screening for a compound that counters age-related disorder or disease using the same are provided to be useful for the screening in a research for age-related disorder. A method of screening for a compound that counters age-related disorder or disease using the same includes the steps of: treating a test compound to be screened in a mouse somatic cell; measuring the degree of disorder after processing the compound; and comparing the measured degree of disorder as a control group with the degree of disorder in the somatic cell that is not treated with a test compound. The reduction in the degree of the disorder that is related to aging that is compared with the control group in the second step indicates that the compound counters the disorder relating to aging.

Description

노화-관련 장애 또는 질환의 진단 또는 치료를 위한 녹아웃된 p62 유전자를 포함하는 형질전환성 마우스 및 이를 이용한 노화 관련 장애 또는 질환에 대응하는 화합물의 스크리닝 방법{A transgenic mouse for diagnosis or treatment of age-related disorder or disease comprising a knock-out p62 gene and a method of screening for a compound that counters age-related disorder or disease using the same}Transformed mouse comprising a knocked out # 62 gene for the diagnosis or treatment of an aging-related disorder or disease and a method for screening a compound corresponding to the aging-related disorder or disease using the same or disease comprising a knock-out p62 gene and a method of screening for a compound that counters age-related disorder or disease using the same}

관련 출원에 대한 참조Reference to related application

본 발명은 이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입된 미국 가특허원 제60/378,159호(2002년 5월 14일자로 출원됨)를 우선권으로 청구하고 있다.The present invention claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 378,159, filed May 14, 2002, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

본 발명은 세퀘스토솜(sequestosome)과 같은 봉입체의 형성을 탐지하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 신경변성 질환에서 봉입체를 탐지하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 상기 봉입체를 분산시키는 치료제에 대한 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting the formation of inclusion bodies such as sequestosomes. The present invention also relates to a method for detecting inclusion bodies in neurodegenerative diseases. The present invention further relates to a screening method for a therapeutic agent which disperses the inclusion body.

본 발명은 p62 유전자 내에 돌연변이를 갖는 형질전환된 유전자가 정착되어 있고 기능적으로 붕괴된 p62 유전자 자리를 갖는 형질전환성 비-사람 동물 및 형질전환성 비-사람 동물 세포에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 이러한 형질전환성 동물 및 세포를 생성하는데 사용된 형질전환된 유전자 및 표적화 작제물; 노화 관련 장애를 모델링하기 위해 상기 동물을 사용하는 방법; 및 하나 이상의 추가의 형질전환된 유전자를 포함하는 형질전환성 비-사람 동물 및 세포를 생성하기 위해 상기 동물을 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 비만, 유형 2 당뇨병, 비-알코올성 지방 간 및 각종 종양을 발생시키고, 남성(숫컷) 사망률 증가, 세퀘스토솜으로 불리우는 세포내 봉입, 및 레독스 조절과 같이, 상기 형질전환성 동물 및 세포 내에서 생성된 표현형에 의해 처음으로 밝혀진 p62의 기능에 관한 것이다.The present invention relates to transgenic non-human and transgenic non-human animal cells having a transformed gene with a mutation in the p62 gene and having a functionally disrupted p62 locus. The invention further relates to transformed genes and targeting constructs used to produce such transgenic animals and cells; Using the animal to model aging-related disorders; And a method of using said animal to produce a transgenic non-human animal and cell comprising one or more additional transformed genes. The invention further develops obesity, type 2 diabetes mellitus, non-alcoholic fatty liver and various tumors, such as increased male (male) mortality, intracellular inclusions called sequetosomes, and redox regulation, such as It relates to the function of p62 first revealed by phenotypes generated in animals and cells.

본 발명은 추가로, 노화 관련 장애 또는 질환에 대한 포유류 대상체의 감수성 또는 체질의 초기 단계를 진단하는 방법에 관한 것이다.The invention further relates to a method for diagnosing the early stages of susceptibility or constitution of a mammalian subject to an age-related disorder or disease.

사람 p62 유전자를 클로닝하고 서열 분석하는 방법이 미국 특허 제6,291,645B1호 및 제5,962,224호(이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입되어 있다)에 기재되어 있다. 사람에게서 유전자 생성물, 단백질은 p62이고, 유전자명은 사람 염색체 5q35에 국재된 SQSTM이다. 마우스 및 랫트의 동일한 유전자 생성물은 A170 및 ZIP로서 각각 다르게 명명되고, A170을 암호화하는 유전자는 마우스 염색체 11, sqstm1에 국재된다. 편의상, 이들 사람 및 마우스의 유전자 및 단백질은 본워에서 p62 유전자 및 p62로 각각 명명될 것이다.Methods for cloning and sequencing human p62 genes are described in US Pat. Nos. 6,291,645B1 and 5,962,224, the entire contents of which are incorporated herein by reference. The gene product in humans, the protein is p62 and the gene name is SQSTM localized on human chromosome 5q35. The same gene products in mice and rats are named differently as A170 and ZIP, respectively, and the gene encoding A170 is localized on mouse chromosome 11, sqstm1. For convenience, these human and mouse genes and proteins will be named p62 gene and p62, respectively, in this context.

노화는 암, 심혈관계 부전증, 비만, 유형 2 당뇨병, 비-알코올성 지방 간, 및 수 많은 신경변성 질환과 같은 질환을 가져다 주는, 세포, 조직 및 기관의 퇴화 와 연관이 있을 뿐만 아니라 대부분의 생리학적 성능 한도가 쇠약해지는 것과 연관이 있다. 세포의 레독스 상태가 몇 가지 기본 세포성 과정, 예를 들면, 시그널 형질도입, 유전자 발현 및 이에 따른 세포 증식과 세포소멸성 세포 사멸에 상당히 중요한 영향을 미친다는 것은 명백해졌다. 체 세포 손상이 축적되는 것이 노화 과정의 주요 원인으로 간주된다. 체 세포 손상의 여러 원인들 중에서, 산화적 에너지 대사의 천연 부산물인 반응성 산소 종(ROS)이 노화에 있어 결정적 요인인 것으로 종종 간주된다.Aging is associated with most physiological as well as degeneration of cells, tissues and organs, leading to diseases such as cancer, cardiovascular insufficiency, obesity, type 2 diabetes, non-alcoholic fatty liver, and many neurodegenerative diseases. This is related to the declining performance limit. It has been clarified that the redox status of cells has a significant impact on several basic cellular processes, such as signal transduction, gene expression and thus cell proliferation and apoptotic cell death. Accumulation of somatic cell damage is considered a major cause of the aging process. Among many causes of somatic cell damage, reactive oxygen species (ROS), a natural byproduct of oxidative energy metabolism, are often considered to be the decisive factor in aging.

비만은 건강 상의 많은 문제점을 유발시킨다. 비만은 과도한 양의 지방 조직이 존재하는 것이며, 이는 현대 사회에 있어 사람에게 심각한 건강 상의 문제점이 되었다. 과도한 지방 조직은 독립적으로 및 유형 2 당뇨병 발생과 연관해서, 관상 심장 질환(CHD), 특정 형태의 암 발병률 증가, 호흡기 합병증 및 골관절염을 유발시킨다. 비만은 에너지 발란스의 3가지 구성 요소, 즉 에너지 흡수, 에너지 소모 및 에너지 분배 중의 한 가지 이상에 혼란이 옴으로써 비롯될 수 있다. 이들 3가지 구성 요소들 간의 조절 협력이 신경원망과 신경-내분비계를 통하여 달성되며, 이들 구성 요소에 있어서의 어떠한 결함도 비만을 유발시키기에 충분하다.Obesity causes many health problems. Obesity is the presence of excessive amounts of fatty tissue, which has become a serious health problem for man in modern society. Excessive adipose tissue, independently and in association with the development of type 2 diabetes, leads to coronary heart disease (CHD), increased incidence of certain forms of cancer, respiratory complications and osteoarthritis. Obesity can be caused by confusion in one or more of the three components of energy balance: energy absorption, energy consumption and energy distribution. Regulatory cooperation between these three components is achieved through neural networks and neuroendocrine systems, and any defects in these components are sufficient to cause obesity.

당뇨병은 탄수화물과 지질 대사가 인슐린에 의해 부적절하게 조절되는 상태로서 정의된다. 이로써 공복감과 식후 혈청 글루코스 농도가 상승하여, 치료하지 않고 방치해두면 합병증을 유발시킨다. 상기 질병에는 2가지 주요 범주, 즉 유형 1 및 2가 있다. 유형 2 당뇨병이 훨씬 더 흔하며, 이는 인슐린 분비와 작용 상의 결함이 조합되어 나타난 결과이다. 유형 2 당뇨병은 인슐린 작용이 점진적으로 저 하된 다음에, β 세포가 인슐린 내성을 보상해줄 수 없음을 특징적으로 나타낸다. 유전자들 간의 상호작용, 노화, 및 비만으로 인해 야기된 대사적 변화 때문에, 인슐린 내성이 첫 번째 기능 장애이다. 내장 지방에서의 인슐린 내성은 지방산 생성 증가를 유도시켜, 간과 근육에서의 인슐린 내성을 악화시킨다. β 세포는 더 많은 양의 인슐린을 분비시킴으로써 인슐린 내성을 보상해준다. 궁극적으로는, β 세포가 더 이상 보상해줄 수 없기 때문에, 장애 내당성(impaired glucose tolerance)과 당뇨병이 유발된다.Diabetes is defined as a condition in which carbohydrate and lipid metabolism are improperly regulated by insulin. This leads to an increase in fasting and postprandial serum glucose levels, which can lead to complications if left untreated. There are two main categories of disease, namely types 1 and 2. Type 2 diabetes is much more common, which is the result of a combination of insulin secretion and functional deficits. Type 2 diabetes is characterized by a gradual decrease in insulin action, after which β cells cannot compensate for insulin resistance. Because of metabolic changes caused by interactions between genes, aging, and obesity, insulin resistance is the first dysfunction. Insulin resistance in visceral fat induces increased fatty acid production, worsening insulin resistance in liver and muscle. β cells compensate for insulin resistance by secreting higher amounts of insulin. Ultimately, impaired glucose tolerance and diabetes are caused because β cells can no longer compensate.

유형 2 당뇨병으로 고생하는 대다수의 개개인들은 수 많은 대사적 이상(abnormality)을 유발시키는 에너지 흡수와 소모 간의 불균형과, 중추 내장 지방과다증을 수반한 비만 상태이다. 인슐린 내성이 비만에 따른 결과일 수도 있지만, 비만 발생의 원인일 수도 있다. 내분비 기관으로서의 지방 세포 생물학에 대한 최근의 고찰은 상기 후자 이론을 지지해주었다. 이러한 세포 유형이 지질에 대한 저장 부위 이상의 것이고; 이는 또한, 렙틴, TNFα, 안지오텐신 및 PAI-1을 포함한 수 많은 중요한 순환 인자를 분비하며, 지방 분해를 통하여 비-에스테르화 지방산(NEFA)의 내인성 생성에 대한 주요 공급원인 것으로 현재 공지되어 있다. 실제로, 지방 세포, 복측정중 시상하부의 특정 핵 및 인슐린 합성과 작용 기관 간의 동적 상호작용은 에너지 흡수와 소모 뿐만 아니라 인슐린 민감성에 대한 조절 협력을 보장해준다.The majority of individuals suffering from type 2 diabetes are obese with an imbalance between energy absorption and consumption that causes numerous metabolic abnormalities, and central visceral hyperlipidemia. Insulin resistance may be the result of obesity, but it may also be the cause of obesity. Recent consideration of adipocyte biology as an endocrine organ supported this latter theory. This cell type is more than a storage site for lipids; It also secretes a number of important circulating factors, including leptin, TNFα, angiotensin and PAI-1, and is currently known to be a major source for endogenous production of non-esterified fatty acids (NEFAs) through lipolysis. Indeed, the dynamic interactions between adipocytes, specific nuclei of the hypothalamus during abdominal measurements, and insulin synthesis and action organs ensure regulatory coordination on insulin sensitivity as well as energy absorption and consumption.

비-알코올성 지방 간 질환(NAFLD)은 2가지 조직학적 병변, 즉 지방 간 및 지방간염을 포괄한다. 인슐린 내성이 NAFLD 환자에게 있어 주요 병리생리적 이상인 것으로 제안된다. 인슐린 내성은 췌장 섬 베타 세포의 능력에 대한, 인슐린의 주요 표적들, 즉 근육, 지방 조직 및 간 사이의 복합 상호 작용으로부터 비롯된다. 이로써, 인슐린 내성과 연관된 대사 및 임상 프로필은 인슐린 내성을 생성시키고 유지시키는 인자, 및 각종 인슐린-의존성 경로에 대한 인슐린 민감성 저하 효과로써 규정된다. 인슐린 내성과 연관된 주요 대사적 결함은 말초 지방 분해 증가, 포도당신생 증가로 인한 간내 글루코스 배출량 증가 및 지질 산화 증가이다. 이는 부가의 병리생리적 이상에 의해 배가될 수 있는 간에서의 산화적 스트레스와 연관이 있다. 지방산 베타 산화 증가 뿐만 아니라 퍼옥시솜성 지방산 산화 증가는 모두 반응성 산소 종 발생을 증가시키고 후속 지질 과산화 반응을 증가시킬 수 있다. 지방산 산화 증가로 인해 야기된 산화적 스트레스는 간에서의 질병 과정을 증폭시키는 부가의 해로운 효과를 가져다줄 수도 있다.Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) encompasses two histological lesions, fatty liver and hepatitis. Insulin resistance is suggested to be a major pathophysiological abnormality in NAFLD patients. Insulin resistance results from the complex interactions between the main targets of insulin, namely muscle, adipose tissue and liver, for the ability of pancreatic islet beta cells. As such, the metabolic and clinical profiles associated with insulin resistance are defined as factors that produce and maintain insulin resistance, and insulin sensitivity lowering effects on various insulin-dependent pathways. The major metabolic defects associated with insulin resistance are increased peripheral lipolysis, increased hepatic glucose output due to increased uveogenesis, and increased lipid oxidation. This is associated with oxidative stress in the liver that can be multiplied by additional pathophysiological abnormalities. Increased fatty acid beta oxidation as well as increased peroxysomal fatty acid oxidation can all increase reactive oxygen species generation and increase subsequent lipid peroxidation reactions. Oxidative stress caused by increased fatty acid oxidation may have additional detrimental effects on amplifying disease processes in the liver.

산화적 스트레스 증가와, 이로 인한 세포성 레독스 상태 변화가 또한, 수 많은 신경변성 질환, 예를 들면, 알츠하이머병(Alzheimer's disease), 파킨슨병, 및 근위축성 측삭 경화증의 발병에 있어 중요한 요인인 것으로 공지되어 있다. 세포내 봉입체[유비퀴틴(ubiquitin) 양성 및/또는 음성]가 이러한 신경변성 장애의 초미세구조적 특징이다. 프로테아솜 면역반응성이 각종 질환에 있어 대부분의 이영양성 신경염에서 증대된다는 사실은 유비퀴틴-프로테아솜 경로가 이러한 병리학적 불용성 물질 형성에 결정적으로 관여한다는 것을 제시해준다. 일반적으로, 유비퀴틴화되거나 산화된 단백질은 정상 세포에서는 축적되지 않고, 프로테아솜에서 신속하게 분해된다. 세포 중의 유비퀴틴화되거나 산화된 단백질 봉입체는 프로테아솜 경로의 기능 이상 또는 과부하로부터 비롯되어야만 하거나 또는 이들의 분해를 중지시키는 단백질 기질 상의 구조적 변화로부터 비롯되어만 한다. 그러나, 이러한 비정상적 봉입체의 형성과 관련하여 단백질의 운명을 결정하는 것이 무엇이며, 봉입체가 신경변성 과정에서 병리학적으로 밀접한 영향을 미친 것이 무엇인지에 관한 의문은 여전히 명백하지 않다. 따라서, 이들 의문에 대한 실마리는 신경변성 과정에 대한 보나 나은 이해를 유발시킴으로써, 진단 및 치료학적 도구를 제공할 것이다.Increased oxidative stress and the resulting change in cellular redox status are also important factors in the development of numerous neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and Amyotrophic lateral sclerosis. Known. Intracellular inclusion bodies (ubiquitin positive and / or negative) are ultrastructural features of this neurodegenerative disorder. The fact that proteasome immunoreactivity is enhanced in most ditrophic neuritis in various diseases suggests that the ubiquitin-proteasome pathway is critically involved in the formation of this pathologically insoluble substance. In general, ubiquitated or oxidized proteins do not accumulate in normal cells, but are rapidly degraded in proteasomes. Ubiquitinylated or oxidized protein inclusions in cells must result from a malfunction or overload of the proteasome pathway or from structural changes on the protein substrate that stop their degradation. However, the question of what determines the fate of a protein in relation to the formation of such abnormal inclusion bodies and what the inclusion bodies have had a pathologically close effect in the course of neurodegeneration is still unclear. Thus, clues to these questions will provide a better understanding of the neurodegeneration process, thereby providing a diagnostic and therapeutic tool.

노화-관련 장애, 예를 들면, 세포내 봉입체의 형성, 비만, 당뇨병, 암, 특히 간암, 지방 간, 뼈의 파제트병, 및 숫컷의 조기 사망은 상당한 건강상의 문제점을 지속적으로 지니고 있다. 이들 장애를 치료하는데 유용한 효능있는 진단/예후 프로브 뿐만 아니라 효능있는 치료제를 스크리닝 및 평가하기 위해 이들 질환 및 기타 노화-관련 장애 연구에 사용될 수 있는 살아있는 동물 모델이 필요하다. 본 발명은 이러한 당해 분야의 필요성과 기타 필요성에 역점을 두고 있다.Aging-related disorders such as the formation of intracellular inclusions, obesity, diabetes, cancer, particularly liver cancer, fatty liver, bone diseases of the bone, and premature death of males continue to have significant health problems. There is a need for living animal models that can be used in these diseases and other aging-related disorders studies to screen and evaluate potent therapeutic agents as well as potent diagnostic / prognostic probes useful for treating these disorders. The present invention addresses these and other needs in the art.

발명의 요약Summary of the Invention

따라서, 본 발명의 목적은 p62 유전자의 발현을 억제시킨 비-사람 모델을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a non-human model that inhibits the expression of the p62 gene.

본 발명의 목적은 p62 유전자 자리의 이형 접합성 또는 동형 접합성의 기능없는(null) 돌연변이를 함유하는 비-사람 세포 및 비-사람 동물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide non-human cells and non-human animals containing heterozygous or homozygous null mutations of the p62 locus.

본 발명의 목적은 p62 이형 접합성 또는 동형 접합성의 기능없는 돌연변이를 함유하는 상기 세포 및 동물을 생산하기 위한 작제물 및 벡터를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide constructs and vectors for producing such cells and animals containing p62 heterozygous or homozygous nonfunctional mutations.

전술된 목적에 따르면, 한 국면에서의 본 발명은 p62 유전자에서 기능적으로 붕괴시키기 위한 표적화 작제물이다. 이러한 표적화 작제물은 p62 유전자 자리에 존재하거나 이를 플랭킹하는 서열과 실질적으로 상동성이고, 상응하는 p62 유전자 자리에서 통합되는 경우에 이러한 유전자 자리로부터의 p62 단백질의 발현을 기능적으로 붕괴시키는 서열을 갖는 적어도 하나의 부분을 함유하는 폴리뉴클레오티드를 포함한다. 이러한 표적화 작제물 또는 이의 일부분은 내인성 유전자 자리와 표적화 작제물 간의 상동 재조합에 의해 p62 유전자 자리에서 통합된다.In accordance with the aforementioned objectives, the invention in one aspect is a targeting construct for functional disruption in the p62 gene. Such targeting constructs are substantially homologous to sequences present at or flanking the p62 locus and have sequences that functionally disrupt the expression of p62 protein from this locus when integrated at the corresponding p62 locus. Polynucleotides containing at least one moiety. Such targeting constructs or portions thereof are integrated at the p62 locus by homologous recombination between the endogenous locus and the targeting construct.

한 양태에서는, p62 유전자가, 전형적으로 암호화 서열(즉, 엑손) 내로 특정 서열을 삽입시키는 표적화 작제물에 의해 기능적으로 붕괴되는데, 이로써 생성된 붕괴된 p62 유전자는 기능적 p62 단백질을 실질적으로 발현할 수 없다. 이러한 한 양태에서는, 표적화 작제물이 제1 내인성 p62 유전자 서열과 실질적으로 동일한 서열을 갖는 상단 상동성 영역, 비-상동성 대체 부분, 및 상기 제1 내인성 p62 서열로부터 하단에 위치한 제2 내인성 p62 유전자 서열과 실질적으로 동일한 서열을 갖는 하단 상동성 영역을 포함하는데, 이러한 상단 상동성 영역과 하단 상동성 영역은 비-상동성 대체 부분을 플랭킹한다.In one embodiment, the p62 gene is functionally disrupted by a targeting construct, typically inserting a particular sequence into the coding sequence (ie exon), such that the resulting disrupted p62 gene is capable of substantially expressing the functional p62 protein. none. In one such embodiment, the targeting construct has a top homology region, a non-homologous replacement portion, and a second endogenous p62 gene located below from the first endogenous p62 sequence having a sequence substantially the same as the first endogenous p62 gene sequence. A bottom homology region having a sequence substantially the same as the sequence, wherein the top homology region and the bottom homology region flank the non-homologous replacement portion.

표적화 작제물의 비-상동성 대체 부분은 유리하게는, 양성 선별 발현 카세트, 예를 들면, neo를 포함한다. 표적화 작제물은 추가로 유리하게는, 상단 상동성 영역 또는 하단 상동성 영역에 대해 원위의 음성 선별 카세트를 포함한다. 이러한 음성 선별 카세트는 예를 들어, tk 유전자를 포함할 수 있다.Non-homologous replacement portions of the targeting constructs advantageously include a positive selective expression cassette, such as neo. The targeting construct further advantageously comprises a negative selection cassette distal to the top homology region or the bottom homology region. Such a negative selection cassette can include, for example, the tk gene.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 전술된 표적화 작제물을 다능성 줄기 세포로 전이시키는 단계, 및 상기 표적화 작제물과 내인성 p62 유전자 서열 간의 정확히 표적화된 상동 재조합을 갖는 줄기 세포를 선별하는 단계를 포함하여, 기능적으로 붕괴된 내인성 p62 유전자를 지닌 줄기 세포를 생성시키는 방법을 제공한다.According to another aspect, the invention comprises transferring the aforementioned targeting construct to pluripotent stem cells, and selecting stem cells with precisely targeted homologous recombination between said targeting construct and the endogenous p62 gene sequence. Thus, there is provided a method for generating stem cells having a functionally disrupted endogenous p62 gene.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 전술된 표적화 작제물과 내인성 p62 유전자 서열 간의 정확히 표적화된 상동 재조합을 갖는 줄기 세포를 비-사람 포배(낭)에 전이시키는 단계; 이로써 생성된 포배낭을 가임신 암컷에 이식하는 단계; 및 정확히 표적화된 상동 재조합을 갖는 내인성 p62 대립 유전자가 정착된 자손을 수집하는 단계를 포함하여, 기능적으로 붕괴된 내인성 p62 유전자를 지닌 비-사람 동물을 생성시키는 방법을 제공한다.According to another aspect, the present invention provides a method of metastatic transfer of stem cells into non-human blastocysts (vesicles) with precisely targeted homologous recombination between the aforementioned targeting construct and the endogenous p62 gene sequence; Transplanting the resulting vesicles into a fertility female; And collecting progeny in which the endogenous p62 allele with precisely targeted homologous recombination has been settled, thereby producing a non-human animal having a functionally disrupted endogenous p62 gene.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 기능적으로 붕괴된 p62 유전 자를 포함하는 게놈을 갖는 형질전환성 비-사람 동물 및 줄기 세포를 제공한다. 이러한 동물 또는 줄기 세포는 바람직하게는, 기능적으로 붕괴된 p62 유전자에 대해 동형 접합성이다. 이러한 동형 접합성의 형질전환성 동물 또는 줄기 세포는 실질적으로 내인성 p62의 효율적인 발현을 지시할 수 없다. 예를 들어, 바람직한 양태에서는, 형질전환성 마우스가 불활성화 내인성(즉, 천연) p62 유전자에 대해 동형 접합성이다.According to another aspect, the invention provides transgenic non-human animals and stem cells having a genome comprising one or more functionally disrupted p62 genes. Such animal or stem cells are preferably homozygous for the functionally disrupted p62 gene. Such homozygous transgenic animals or stem cells are substantially incapable of directing efficient expression of endogenous p62. For example, in a preferred embodiment, the transgenic mouse is homozygous for the inactivated endogenous (ie native) p62 gene.

기능적으로 붕괴된 p62 유전자에 대해 동형 접합성인 형질전환성 비-사람 동물 또는 줄기 세포는 통합된 표적화 작제물, 예를 들면, neo 유전자를 포함하는 통합된 표적화 작제물에 의해 붕괴된 p62 유전자를 포함한다.Transgenic non-human animals or stem cells homozygous for a functionally disrupted p62 gene include the p62 gene disrupted by an integrated targeting construct, eg, an integrated targeting construct comprising a neo gene. .

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 형질전환성 동물은 기능적으로 붕괴된 쥐과(murine) p62 대립 유전자를 갖는 게놈을 포함하는 마우스이다. 바람직하게는, 이러한 마우스는 기능적으로 붕괴된 p62 대립 유전자에 대해 동형 접합성이다. 상기 마우스는 기능적 p62 단백질을 생산하지 못한다.According to a preferred embodiment of the invention, the transgenic animal is a mouse comprising a genome having a functionally disrupted murine p62 allele. Preferably such mice are homozygous for the functionally disrupted p62 allele. The mice do not produce functional p62 protein.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 형질전환성 동물로부터 수득 및 유도된 포유류 세포 및 세포주를 사용하여 노화 관련 장애를 조정하는 제제를 스크리닝할 수 있다.According to another aspect of the invention, mammalian cells and cell lines obtained and derived from said transgenic animals can be used to screen for agents that modulate aging-related disorders.

본 발명은 또한, p62 유전자 자리의 결함으로부터 비롯된 질환의 발병시 노화 관련 질환 또는 장애의 치료를 제공해준다. 이러한 치료는 기능성 p62 폴리펩티드를 암호화하는 치료학적으로 유효한 DNA를 치료 유효 부위에 전달하는 것을 포함하거나 또는 기능성 p62 폴리펩티드를 치료 유효 부위에 직접적으로 투여하는 것 을 포함한다. 본 발명은 또한, 노화 관련 장애의 치료 및 탐지를 제공한다.The invention also provides for the treatment of aging-related diseases or disorders in the development of diseases resulting from a defect in the p62 locus. Such treatment includes delivering a therapeutically effective DNA encoding a functional p62 polypeptide to a therapeutically effective site or administering a functional p62 polypeptide directly to a therapeutically effective site. The invention also provides for the treatment and detection of aging related disorders.

진단 도구 또는 치료학적 분자를 발생시킬 목적으로 동물 또는 세포주 내의 세포성 p62 수준을 증가시키거나, 산화적 스트레스에 의해 또는 프로테아솜성 억제에 의해 p62-유도된 봉입체 형성을 활용하는 것이 본 발명의 또 다른 양태이다.Increasing cellular p62 levels in animals or cell lines for the purpose of generating diagnostic tools or therapeutic molecules, or utilizing p62-induced inclusion body formation by oxidative stress or by proteasome inhibition, Another aspect.

특정의 소수성 잔사(들)를 갖는 p62의 유비퀴틴 쇄 결합 영역을 함유하는 폴리펩티드를 사용하여, 세포내 유비퀴틴-양성 봉입체를 탐지할 수 있다. 이들 소수성 잔사를 돌연변이시켜 작은 아미노산으로 만들 경우에는, 이러한 돌연변이체를 유비퀴틴과의 p62 결합에서 음성 대조군으로 사용할 수 있는데, 이는 봉입체를 함유하는 것으로 추정되는 샘플을 표지된 p62와 접촉시키고 표지물의 존재 여부가 봉입체의 존재 여부를 지시해주는 봉입 탐지 검정에 유용할 수 있다. 돌연변이체는 음성 대조군으로서 제공될 수 있다. 또한, 상기 검정에서는, 표지되지 않은 기타 p62 폴리펩티드를 경쟁적 억제제로서 사용할 수 있다(표 1 참조).Intracellular ubiquitin-positive inclusion bodies can be detected using polypeptides containing the ubiquitin chain binding region of p62 with certain hydrophobic residue (s). When these hydrophobic residues are mutated to small amino acids, these mutants can be used as negative controls in p62 binding with ubiquitin, which is expected to contact samples labeled with inclusions with the labeled p62 and the presence of a label. May be useful for inclusion detection assays that indicate the presence of inclusion bodies. Mutants can serve as negative controls. In this assay, other unlabeled p62 polypeptides can also be used as competitive inhibitors (see Table 1).

본 발명은The present invention

(a) 특정 화합물을, p62 및 유비퀴틴을 함유하는 샘플과 접촉시키는 단계;(a) contacting a particular compound with a sample containing p62 and ubiquitin;

(b) p62와 유비퀴틴이 통상 서로 특이적으로 결합하는 조건 하에서, p62와 유비퀴틴의 결합 수준을 결정하는 단계; 및(b) determining the binding level of p62 and ubiquitin under conditions in which p62 and ubiquitin usually bind specifically to each other; And

(c) 상기 화합물의 존재 하에서의 p62와 유비퀴틴의 결합 수준을 결정하고, 이를 (a) 및 (b) 단계에서 언급된 p62와 유비퀴틴의 결합 수준과 비교하는 단계[상기 수준이 (b)에서 보다 (c)에서 더 낮을 경우에는, 상기 화합물이 p62-유비퀴틴 결합의 억제제이다](c) determining the binding level of p62 and ubiquitin in the presence of the compound and comparing it with the binding level of p62 and ubiquitin mentioned in steps (a) and (b), wherein the level is greater than in (b) ( lower in c), the compound is an inhibitor of p62-ubiquitin binding]

를 포함하는, p62/유비퀴틴 결합을 억제시키는 화합물을 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.It relates to a method for screening a compound that inhibits p62 / ubiquitin bonds, including.

본 발명은 또한,The present invention also provides

(a) 프로모터에 작동적으로 연결된 p62 폴리펩티드의 유비퀴틴 결합성 단편을 암호화하는 DNA 서열을 포함하는 재조합 바이러스성 또는 플라스미드 벡터를 생성시키는 단계; 및(a) generating a recombinant viral or plasmid vector comprising a DNA sequence encoding a ubiquitin binding fragment of a p62 polypeptide operably linked to a promoter; And

(b) 이러한 바이러스성 또는 플라스미드 벡터를, 이를 필요로 하는 환자에게 투여함으로써, 상기 DNA 서열이 뇌에서 발현되어 p62의 유비퀴틴 결합성 단편과 유비퀴틴 간에 결합이 이루어지도록 하는 단계(b) administering such viral or plasmid vector to a patient in need thereof such that the DNA sequence is expressed in the brain such that binding occurs between the ubiquitin binding fragment of p62 and ubiquitin.

를 포함하는, 바람직하게는 독성 부작용을 전혀 나타내지 않으면서 유비퀴틴과 p62 간의 결합을 방지하는 방법에 관한 것이다.It relates to a method for preventing the binding between ubiquitin and p62, preferably containing no toxic side effects.

추가로, 본 발명은In addition, the present invention

(a) 봉입체를 함유하는 것으로 추정되는 샘플을, 표지된 p62 폴리펩티드와 접촉시키는 단계; 및(a) contacting a sample suspected of containing an inclusion body with a labeled p62 polypeptide; And

(b) 이러한 봉입체의 존재를 지시해주는 표지물의 존재 여부를 검정하는 단계(b) assaying for the presence of a label indicating the presence of such inclusions

를 포함하는, 봉입체의 탐지 방법에 관한 것이다.It relates to a detection method of the inclusion body, including.

본 발명은 이의 체 세포와 생식 세포가 기능적으로 붕괴된 p62 유전자를 포함하고, 이러한 붕괴된 유전자가 배아 단계의 마우스 또는 마우스 원종(ancestor) 내로 도입되며, 붕괴된 유전자에 대해 동형 접합성인 경우에는 노화 관련 장애를 나타내는 형질전환성 마우스에 관한 것이다. 이러한 형질전환성 마우스에서는, 노화 관련 장애가 비만, 당뇨병, 간암, 지방 간, 뼈의 파제트병, 또는 숫컷의 조기 사망일 수 있다. 형질전환성 마우스에서는, 붕괴된 p62 유전자가 통합된 표적화 작제물에 의해 붕괴된다. 한 국면에서는, 형질전환성 마우스가 p62 단백질을 생산하지 못한다.The present invention encompasses p62 genes whose functional cells and germ cells have been functionally disrupted, which are introduced into embryonic mouse or mouse ancestors and are aged if homozygous for the disrupted genes. It relates to a transgenic mouse exhibiting a related disorder. In such transgenic mice, the aging-related disorder may be obesity, diabetes, liver cancer, fatty liver, Paget's disease of bone, or premature death of males. In transgenic mice, the collapsed p62 gene is disrupted by the integrated targeting construct. In one aspect, transgenic mice do not produce p62 protein.

본 발명은 또한, 이형 접합성 또는 동형 접합성의 기능적으로 붕괴된 p62 유전자를 포함하는 게놈을 갖는 마우스 배아 줄기 세포에 관한 것인데, 이러한 배아 줄기 세포는 상기 언급된 형질전환성 마우스로 될 수 있다. 상기 마우스 배아 줄기 세포는 통합된 표적화 작제물에 의해 붕괴된 p62 유전자를 가질 수 있다.The invention also relates to mouse embryonic stem cells having a genome comprising a functionally disrupted p62 gene of heterozygous or homozygous, which embryonic stem cells can be transgenic mice as mentioned above. The mouse embryonic stem cell may have a p62 gene disrupted by an integrated targeting construct.

본 발명은 추가로, 이형 접합성 또는 동형 접합성의 기능적으로 붕괴된 p62 유전자를 포함하는 게놈을 갖는 마우스 체 세포에 관한 것인데, 이는 상기 언급된 형질전환성 마우스로부터 분리되고, p62 유전자는 통합된 표적화 작제물에 의해 붕괴될 수 있다. 본 발명은 또한, 상기 언급된 세포를 포함하는 마우스 체 세포주에 관한 것이다.The invention further relates to a mouse somatic cell having a genome comprising a functionally disrupted p62 gene of heterozygous or homozygous, which is isolated from the transgenic mice mentioned above, wherein the p62 gene is an integrated targeting construct. Can be collapsed by The invention also relates to a mouse somatic cell line comprising the cells mentioned above.

본 발명은 또한, 상기 형질전환성 마우스를 테스터 동물로서 사용하는 것에 관한 것이므로,The present invention also relates to the use of the transgenic mouse as a tester animal,

(a) 시험 화합물을 청구항 4에 따르는 형질전환성 마우스에게 투여하는 단계;(a) administering a test compound to a transgenic mouse according to claim 4;

(b) 이러한 화합물을 투여한 후의 장애 수준을 측정하는 단계; 및(b) measuring the level of disorder after administering such a compound; And

(c) (b)에서 측정된 장애 수준을 p62 결핍성 마우스에서의 장애 수준과 비교 하는 단계[여기서, (b)에서의 노화 관련 장애 수준이 p62 결핍성 마우스와 비교해서 감소하면, 이는 상기 화합물이 노화 관련 장애에 대항한다는 것을 지시해준다](c) comparing the disorder level measured in (b) with the disorder level in p62 deficient mice, wherein if the aging-related disorder level in (b) is reduced compared to p62 deficient mice, this compound is To fight this age-related disorder]

를 포함하는, 포유류의 노화 관련 장애 또는 질환에 대항하는 화합물을 스크리닝하는 방법을 포함한다.It includes a method for screening a compound against the age-related disorders or diseases of the mammal, including.

본 발명은 또한, p62를 암호화하는 포유류 대상체의 유전자 내의 돌연변이에 대해 검정하는 단계[이러한 돌연변이의 탐지는 해당 대상체가 노화 관련 질환에 걸릴 위험이 있다는 것을 지시해준다]를 포함하는, 포유류 대상체에게서 노화 관련 질환의 진단을 촉진시키는 방법을 포함할 수 있다. 노화 관련 질환은 비만, 당뇨병, 간암, 지방 간, 뼈의 파제트병 또는 숫컷의 조기 사망일 수 있다. 상기 돌연변이는 기능성 p62가 발현되지 않도록 하는 기능적 붕괴, 또는 단일 뉴클레오티드 다형성 돌연변이일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. p62가 돌연변이되고 이의 발현이 결여되는 한은 기타 유형의 돌연변이도 가능하다. 본 발명의 한 국면에서는, 포유류 대상체가 유아기 사람일 수 있어, 이러한 대상체는 미래에 노화 관련 질환에 걸리기 쉬울 것으로 예상된다.The invention also relates to aging in mammalian subjects, comprising assaying for mutations in the genes of a mammalian subject encoding p62, where detection of such mutations indicates that the subject is at risk for aging-related diseases. And methods for facilitating the diagnosis of the disease. Aging-related diseases can be obesity, diabetes, liver cancer, fatty liver, Paget's disease of bone or premature death of males. The mutation may be, but is not limited to, a functional disruption, or a single nucleotide polymorphic mutation, that results in the expression of functional p62. As long as p62 is mutated and lacks its expression, other types of mutations are possible. In one aspect of the invention, the mammalian subject may be an infant human, and such subjects are expected to be prone to age-related diseases in the future.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적은 다음의 상세한 설명, 본원에 첨부된 도면 및 청구의 범위로부터 보다 잘 이해될 것이다.These and other objects of the present invention will be better understood from the following detailed description, the drawings appended hereto, and the claims.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "하나(a.or an)" 은 개체의 단독, 복수 양자를 언급하는 것으로 사용된다As used herein, the term “a.or an” is used to refer to a single, plural and both of an individual.

본원에 사용된 바와 같은 "약" 또는 "실질적으로"는 일반적으로, 정확한 수 치로 제한된 것으로부터 여지(허용차)를 제공한다. 예를 들어, 폴리펩티드 서열의 길이 맥락에서 사용된 바와 같은 "약" 또는 "실질적으로"는 폴리펩티드가 언급된 아미노산의 수로 제한되지 않아야 한다는 것을 지시한다. 결합 활성과 같은 기능적 활성이 존재하는 한은, N-말단 또는 C-말단에 부가되거나 이로부터 공제된 수 개의 아미노산도 포함될 수 있다.As used herein, "about" or "substantially" generally provides room (tolerance) from being limited to the exact number. For example, "about" or "substantially" as used in the context of the length of a polypeptide sequence indicates that the polypeptide should not be limited to the number of amino acids mentioned. As long as functional activity such as binding activity is present, several amino acids added to or subtracted from the N-terminus or C-terminus may also be included.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "제제"는 노화 관련 장애와 연관된 분자상 및 임상적 현상에 영향을 미칠 수 있는 모든 분자, 예를 들면, 단백질, 핵산 또는 약제학적 화합물을 기재한 것이다. 일반적으로, 다수의 검정 혼합물을 상이한 제제 농도와 병행해서 수행하여 각종 농도에 대한 시차 반응을 수득한다. 전형적으로, 이들 농도 중의 하나가 음성 대조군로서 제공되는데, 즉 제로 농도 또는 탐지 수준 이하이다.The term "formulation" as used herein refers to any molecule, such as a protein, nucleic acid or pharmaceutical compound, that can affect the molecular and clinical phenomena associated with aging-related disorders. Generally, multiple assay mixtures are run in parallel with different formulation concentrations to obtain differential reactions for various concentrations. Typically, one of these concentrations serves as a negative control, ie below zero concentration or detection level.

본원에 사용된 바와 같은 "노화 관련" 장애 또는 질환은 암, 심혈관계 부전증, 비만, 유형 2 당뇨병, 비-알코올성 지방 간, 및 수 많은 신경변성 질환과 같은 질환을 가져다 주는, 세포, 조직 및 기관의 퇴화 뿐만 아니라 대부분의 생리학적 성능 한도가 쇠약해지는 것을 지칭한다.As used herein, "aging related" disorders or diseases are cells, tissues, and organs that lead to diseases such as cancer, cardiovascular insufficiency, obesity, type 2 diabetes, non-alcoholic fatty liver, and many neurodegenerative diseases. As well as the degradation of most physiological performance.

본원에 사용된 바와 같은 "아미노산" 및 "아미노산들"은 모든 천연의 L-α-아미노산을 지칭한다. 이러한 정의에는 노르루이신, 오르니틴 및 호모시스테인도 포함된다.As used herein, “amino acid” and “amino acids” refer to all natural L-α-amino acids. This definition also includes norleucine, ornithine and homocysteine.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "아미노산 서열 변이체"는 기준(예: 본래의 서열) 폴리펩티드와 비교해서 아미노산 서열 상에 몇 가지 차이가 있는 분자를 지 칭한다. 이러한 아미노산 변형은 본래의 아미노산 서열 상의 치환, 삽입, 결실 또는 이러한 변화의 목적하는 모든 조합일 수 있다.As used herein, the term “amino acid sequence variant” refers to a molecule with some differences in amino acid sequence compared to a reference (eg original sequence) polypeptide. Such amino acid modifications can be substitutions, insertions, deletions or any combination of such changes on the original amino acid sequence.

치환 변이체는 본래의 서열 내의 하나 이상의 아미노산 잔사가 제거되고, 그 대신 동일한 위치에 상이한 아미노산이 삽입된 것이다. 이러한 치환은 분자 내의 1개의 아미노산 만이 치환된 단일 치환일 수 있거나, 또는 2개 이상의 아미노산이 동일한 분자 내에서 치환된 다중 치환일 수 있다.Substitution variants are those in which one or more amino acid residues in the original sequence are removed, and instead different amino acids are inserted at the same position. Such substitution may be a single substitution in which only one amino acid in the molecule is substituted or multiple substitutions in which two or more amino acids are substituted in the same molecule.

서열 내의 아미노산에 대한 치환체는 이러한 아미노산이 속하는 부류의 기타 구성원들 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 비극성(소수성) 아미노산으로는 알라닌, 루이신, 이소루이신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 페닐알라닌, 트립토판 및 메티오닌이 있다. 극성의 중성 아미노산으로는 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴 및 글루타민이 있다. 양 전하를 띤(염기성) 아미노산으로는 아르기닌, 리신 및 히스티딘이 있다. 음 전하를 띤(산성) 아미노산으로는 아스파르트산 및 글루탐산이 있다. 또한 본 발명의 범주 내에는, 단백질 또는 동일하거나 유사한 생물학적 활성을 나타내는 이의 단편 또는 유도체, 및 예를 들어, 글리코실화, 단백질분해적 절단, 항체 분자 또는 기타 세포성 리간드에 대한 연쇄 등에 의한 해독 동안 또는 후에 시차적으로 변형되는 유도체가 포함된다.Substituents for amino acids in the sequence may be selected from other members of the class to which they belong. For example, nonpolar (hydrophobic) amino acids include alanine, leucine, isoleucine, valine, proline, phenylalanine, phenylalanine, tryptophan and methionine. Polar neutral amino acids include glycine, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine and glutamine. Positively charged (basic) amino acids include arginine, lysine and histidine. Negatively charged (acidic) amino acids include aspartic acid and glutamic acid. Also within the scope of the present invention are proteins or fragments or derivatives thereof exhibiting the same or similar biological activity, and during translation by, for example, glycosylation, proteolytic cleavage, linkage to antibody molecules or other cellular ligands, or the like. Derivatives that are later modified in time are included.

삽입 변이체는 1개 이상의 아미노산이 본래의 아미노산 서열 내의 특정 위치의 아미노산에 바로 인접하여 삽입된 것이다. 아미노산에 바로 인접하다는 것은 이러한 아미노산의 α-카복시 또는 α-아미노 작용성 그룹에 연결된다는 것을 의미한다.Insertional variants are those in which one or more amino acids are inserted immediately adjacent to an amino acid at a specific position within the original amino acid sequence. Immediately adjacent to an amino acid means linked to the α-carboxy or α-amino functional group of such amino acid.

결실 변이체는 본래의 아미노산 서열 중의 1개 이상의 아미노산이 제거된 것이다. 통상적으로, 결실 변이체는 해당 분자의 특정 영역에 1개 또는 2개의 아미노산이 결실된 것이다.A deletion variant is one or more amino acids in the original amino acid sequence removed. Typically, a deletion variant is one or two amino acids deleted in a specific region of the molecule.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "고도로 엄격한 조건 하에서 하이브리드화 할 수 있는"이란 관심있는 DNA에 상보적인 DNA의 쇄를 고도로 엄격한 조건 하에서 어닐링하는 것을 의미한다. 마찬가지로, "낮은 엄격한 조건 하에서 하이브리드화 할 수 있는"이란 관심있는 DNA에 상보적인 DNA의 쇄를 낮은 엄격한 조건 하에서 어닐링하는 것을 지칭한다. 어닐링 과정에 대한 "고도로 엄격한 조건"에는, 예를 들어, 미스매치된 염기 쌍들간의 수소-결합성 접촉을 싫어하는 높은 온도 및/또는 낮은 염 농도가 포함될 수 있다. "낮은 엄격한 조건"에는 고도로 엄격한 조건 보다는 낮은 온도 및/또는 높은 염 농도가 포함될 것이다. 이러한 조건들은 실재하는 경우 2개의 DNA 쇄를 어닐링시켜줄 수 있지만, 이러한 2개의 쇄 간의 거의 완전한 상보성은 존재하지 않는데, 이는 동일한 단백질을 암호호하지만 유전 암호 축중(degeneracy)으로 인해 서열이 상이한 DNA 쇄의 경우와 같다. DNA 하이브리드화를 증진시키는 적당히 엄격한 조건, 예를 들면, 약 45℃ 하의 6x SSC 세척에 이어 50℃ 하의 2x SSC 세척은 당업자에게 공지되어 있거나, 또는 문헌[참조: Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989), 6.31-6.3.6]에 기재되어 있다. 예를 들어, 세척 단계에서의 염 농도는 50℃ 하의 약 2x SSC의 낮은 엄격함 내지 50℃ 하의 약 0.2x SSC의 높은 엄격함 중에서 선택할 수 있다. 또한, 세척 단계에서의 온도는 실온, 약 22℃ 하의 낮은 엄격함에서 부터 약 75℃의 고도로 엄격한 조건으로 상승시킬 수 있다. 기타 엄격함 파라미터가 다음 문헌에 기재되어 있다[참조: Maniatis, T., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring N.Y., (1982), at pp. 387-389; Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Volume 2, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring, N.Y. at pp. 8.46-8.47 (1989)].As used herein, the term "capable of hybridization under highly stringent conditions" refers to the annealing of strands of DNA complementary to the DNA of interest under highly stringent conditions. Likewise, "capable of hybridization under low stringent conditions" refers to annealing the strands of DNA complementary to the DNA of interest under low stringent conditions. “Highly stringent conditions” for the annealing process may include, for example, high temperature and / or low salt concentrations that dislike hydrogen-bonded contact between mismatched base pairs. "Low stringent conditions" will include lower temperatures and / or higher salt concentrations than highly stringent conditions. These conditions can anneal two DNA chains when they exist, but there is almost no complete complementarity between these two chains, which encodes the same protein but differs in the sequence of the DNA strands that differ in sequence due to genetic code degeneracy. Same as the case. Moderately stringent conditions that enhance DNA hybridization, such as 6x SSC washing at about 45 ° C., followed by 2x SSC washing at 50 ° C., are known to those skilled in the art or can be found in Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY (1989), 6.31-6.3.6. For example, the salt concentration in the washing step can be selected from a low stringency of about 2 × SSC at 50 ° C. to a high stringency of about 0.2 × SSC at 50 ° C. In addition, the temperature in the washing step can be raised from room temperature, low stringency under about 22 ° C. to highly stringent conditions of about 75 ° C. Other stringency parameters are described in Maniatis, T., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring N.Y., (1982), at pp. 387-389; Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Volume 2, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring, N.Y. at pp. 8.46-8.47 (1989)].

본원에 사용된 바와 같은 "담체"에는 이용된 투여량과 농도에서 이에 노출되는 세포 또는 포유류에 대해 비-독성인, 약제학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 안정화제가 포함된다. 종종, 약제학적으로 허용되는 담체는 수성 pH 완충 용액이다. 약제학적으로 허용되는 염의 예로는 완충제, 예를 들면, 인산염, 시트레이트 및 기타 유기 산; 아스코르브산을 포함한 산화 방지제; 저 분자량(약 10개 잔사 미만) 폴리펩티드; 단백질, 에를 들면, 혈청 알부민, 젤라틴 또는 면역글로불린; 친수성 중합체, 예를 들면, 폴리비닐피롤리돈; 아미노산, 예를 들면, 글리신, 글루타민, 아스파라긴, 아르기닌 또는 리신; 모노삭카라이드, 디삭카라이드 및 기타 탄수화물, 예를 들면, 글루코스, 만노스 또는 덱스트린; 킬레이트제, 예를 들면, EDTA; 당 알코올, 예를 들면, 만니톨 또는 솔비톨; 염-형성 역이온, 예를 들면, 나트륨; 및/또는 비이온성 계면활성제, 예를 들면, TWEEN®, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 PLURONICS®가 있지만, 이에 제한되지 않는다.As used herein, “carrier” includes pharmaceutically acceptable carriers, excipients or stabilizers which are non-toxic to the cells or mammals exposed to it at the dosages and concentrations employed. Often, the pharmaceutically acceptable carrier is an aqueous pH buffer solution. Examples of pharmaceutically acceptable salts include buffers such as phosphate, citrate and other organic acids; Antioxidants including ascorbic acid; Low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptides; Proteins such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; Hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; Amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, arginine or lysine; Monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates such as glucose, mannose or dextrins; Chelating agents such as EDTA; Sugar alcohols such as mannitol or sorbitol; Salt-forming counterions such as sodium; And / or nonionic surfactants such as, but not limited to, TWEEN ® , polyethylene glycol (PEG) and PLURONICS ® .

본원에 사용된 바와 같은 "공유 유도체"에는 유기 단백질성 또는 비-단백질 성 유도체화제를 이용한 본래의 폴리펩티드 또는 이의 단편의 변형, 및 해독 후 변형이 포함된다. 공유 변형은 선택된 측쇄 또는 말단 잔사와 반응할 수 있는 유기 유도체화제를 표적화 아미노산 잔사과 반응시키거나, 또는 선별된 재조합 숙주 세포에서 작용하는 해독 후 변형 기전을 견고하게 함으로써 전통적으로 도입된다. 특정의 해독 후 변형은 발현된 폴리펩티드에 대한 재조합 숙주 세포의 작용 결과이다. 글루타미닐 및 아스파라기닐 잔사가 종종 해독 후에 탈아미드화되어 상응하는 글루타밀 및 아스파르틸 잔사로 된다. 또 다른 한편, 이들 잔사는 순하게 산성인 조건 하에서 탈아미드화된다. 이들 잔사 중 어느 한 형태가 본 발명의 β-아밀로이드 또는 VEGF-결합성 폴리펩티드에 존재할 수 있다. 기타 해독 후 변형에는 프롤린 및 리신의 하이드록시화; 세릴, 티로신 또는 트레오닐 잔사의 하이드록실 그룹의 인산화; 리신, 아르기닌 및 히스티딘 측쇄의 α-아미노 그룹의 메틸화가 포함된다[참조: T. E. Creighton, Proteins: Structure and Molecular Properties, W. H. Freeman & Co., San Francisco, pp. 79-86 (1983)].As used herein, “covalent derivatives” include modifications of the original polypeptide or fragment thereof using an organic proteinaceous or non-proteinaceous derivatizing agent, and post-translational modifications. Covalent modifications are traditionally introduced by reacting an organic derivatizing agent that can react with a selected side chain or terminal residue with a targeting amino acid residue, or by solidifying the post-translational modification mechanism that acts on selected recombinant host cells. Certain post-translational modifications are the result of the action of recombinant host cells on the expressed polypeptide. Glutaminyl and asparaginyl residues are often deamidated after detoxification to the corresponding glutamyl and aspartyl residues. On the other hand, these residues are deamidated under mildly acidic conditions. Any form of these residues may be present in the β-amyloid or VEGF-binding polypeptide of the present invention. Other post-translational modifications include the hydroxylation of proline and lysine; Phosphorylation of hydroxyl groups of seryl, tyrosine or threonyl residues; Methylation of the α-amino groups of lysine, arginine and histidine side chains is included. T. E. Creighton, Proteins: Structure and Molecular Properties, W. H. Freeman & Co., San Francisco, pp. 79-86 (1983).

본원에 사용된 바와 같은 "..에 상응하는"이란 특정 폴리뉴클레오티드 서열이 기준 폴리뉴클레오티드 서열의 전부 또는 일부분과 상동성(즉, 엄격하게 진화론적으로 관련되지 않은 동일함)이거나, 또는 특정 폴리뉴클레오티드 서열이 기준 폴리뉴클레오티드 서열과 동일한 것을 의미한다.As used herein, “corresponding to” means that a particular polynucleotide sequence is homologous (ie, identically not strictly evolutionarily related) to all or a portion of a reference polynucleotide sequence, or a particular polynucleotide It means that the sequence is identical to the reference polynucleotide sequence.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "교차 표적 서열" 또는 "내인성 표적 서열"은 형질전환된 유전자 상동성 영역에 실질적으로 상응하거나 또는 이에 실질적으로 상보적인 p62 유전자 서열을 지칭한다.The term "cross target sequence" or "endogenous target sequence" as used herein refers to a p62 gene sequence substantially corresponding to or substantially complementary to a transformed gene homology region.

본원에 사용된 바와 같은 "유효량"은 유리하거나 목적하는 임상적 또는 생화학적 결과를 가져다 주기에 충분한 양이다. 유효량은 1회 이상 투여할 수 있다. 본 발명의 목적상, 억제제 화합물의 유효량은 질병 상태의 진행 과정을 완화, 개선, 안정화, 역전 또는 지연시키거나 느리게 하기에 충분한 양이다.An “effective amount” as used herein is an amount sufficient to produce a beneficial or desired clinical or biochemical result. An effective amount may be administered one or more times. For the purposes of the present invention, an effective amount of an inhibitor compound is an amount sufficient to alleviate, ameliorate, stabilize, reverse or delay or slow the progression of the disease state.

본원에 사용된 바와 같은 "단편"은 사용 가능하고 기능적인 특징을 보유하고 있는 폴리펩티드의 일부를 지칭한다. 예를 들어, 한 국면에서, 본 발명의 맥락에서 사용된 바와 같은 폴리펩티드 단편은 p62 또는 유비퀴틴에 대한 결합 기능을 지닐 수 있다.As used herein, “fragment” refers to a portion of a polypeptide that has usable and functional features. For example, in one aspect, polypeptide fragments as used in the context of the present invention may have a binding function to p62 or ubiquitin.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "기능적 붕괴" 또는 "기능적으로 붕괴된"이란 특정 유전자 자리가 한 가지 이상의 돌연 변이 또는 구조적 변화를 포함하여, 기능적으로 붕괴된 유전자가 기능성 유전자 생성물의 효율적인 발현을 실질적으로 지시할 수 없도록 하는 것을 의미한다. 비-제한적 예를 들면, p62 유전자의 엑손 내로 통합된 neo 유전자 카세트를 갖는 내인성 p62 유전자는 기능성 p62 단백질을 암호화할 수 없으므로, 이는 기능적으로 붕괴된 p62 유전자 자리이다. 필수 전사 조절성 요소, 폴리아데닐화 시그널(들), 스플라이싱 부위 서열의 결실 또는 차단이 또한, 기능적으로 붕고된 유전자를 산출할 것이다. 내인성 p62 유전자의 기능적 붕괴는 기타 방법(예: 안티센스 폴리뉴클레오티드 유전자 억제)에 의해 유발될 수도 있다. 용어 "구조적으로 붕괴된"이란 1개 이상의 구조적(즉, 엑손) 서열을 상동 유전자 표적화(예를 들면, 삽입, 결실, 점 돌연변이(들) 및/또는 전위)에 의해 변형시킨 표적화 유전자를 지칭한다. 전형적으로, 구조적으로 붕괴되는 대립 유전자 는 결과적으로 기능적으로 붕괴된다. 그러나, p62 대립 유전자는 또한, 동시에 구조적으로 붕괴되지 않으면서 기능적으로 붕괴될 수 있는데, 즉 프로모터의 절제와 같은 비-엑손 서열의 표적화 변형에 의해 기능적으로 붕괴될 수 있다. 대립 유전자로부터의 기능성 유전자 생성물의 효율적인 발현을 방해하는 표적화 변형을 포함하는 대립 유전자가 "기능없는(null) 대립 유전자"로서 지칭된다.As used herein, the term "functional disruption" or "functionally disrupted" includes one or more mutations or structural changes in a particular locus, such that a functionally disrupted gene is capable of substantially efficient expression of the functional gene product. It means not to be able to dictate. Non-limiting example, the endogenous p62 gene with a neo gene cassette integrated into the exon of the p62 gene is unable to encode a functional p62 protein, so it is a functionally disrupted p62 locus. Deletion or blocking of essential transcriptional regulatory elements, polyadenylation signal (s), splicing site sequences, will also yield functionally-constructed genes. Functional disruption of the endogenous p62 gene may also be caused by other methods, such as antisense polynucleotide gene inhibition. The term “structurally disrupted” refers to a targeting gene in which one or more structural (ie exon) sequences have been modified by homologous gene targeting (eg, insertions, deletions, point mutation (s) and / or translocations). . Typically, structurally disrupted alleles result in functional disruptions. However, the p62 allele can also be functionally disrupted without simultaneously structurally disrupting, ie functionally disrupted by targeted modification of non-exon sequences such as excision of the promoter. Alleles that include targeting modifications that interfere with efficient expression of functional gene products from alleles are referred to as "null alleles."

본원에 사용된 바와 같은 표현 "기능성 p62 폴리펩티드"는 p62-/- 개개인에게서 발현되거나 이에 투여될 때, 이러한 개개인에게서 p62 기능없는 돌연변이의 효과를 실질적으로 복구시키거나 이에 역작용하기에 충분한 폴리펩티드를 의미한다. 또한, "기능성 p62" 폴리펩티드의 범주에는, 천연 p62 폴리펩티드 또는 이의 동족체와, 각종 세포 내로의 p62 폴리펩티드의 세포성 흡수 또는 침투를 증강시키는 하나 이상의 부착된 아미노산 서열을 포함하는 융합 생성물이 포함된다. 이러한 융합 생성물은 목적하는 수송 특성을 지닌 아미노산 서열을 암호화하는 DNA 세그먼트로부터의 하단에 관심있는 DNA 서열의 혼입을 제공해주는 시판용 발현 벡터에 의지하여 제조할 수 있다. 이로써 생성된 p62 융합 단백질은 각종 개개인을 치료하는데 있어서 외적으로 공급된 기능성 p62 단백질로서 사용될 수 있다.As used herein, the expression “functional p62 polypeptide” refers to a polypeptide that, when expressed in or administered to an individual p62 − / −, is sufficient to substantially repair or counteract the effect of a p62 nonfunctional mutation in that individual. . In addition, the category of “functional p62” polypeptides includes fusion products comprising native p62 polypeptides or their analogs and one or more attached amino acid sequences that enhance cellular uptake or penetration of p62 polypeptides into various cells. Such fusion products can be prepared by relying on commercial expression vectors that provide for incorporation of the DNA sequence of interest at the bottom from the DNA segment encoding the amino acid sequence with the desired transport properties. The resulting p62 fusion protein can be used as an externally supplied functional p62 protein for treating a variety of individuals.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "상동성 영역" 및 "상동성 클램프(clamp)"는 p62를 플랭킹하는 서열을 포함할 수 있는, 예정된 p62 유전자 서열에 실질적으로 상응하거나 또는 이에 실질적으로 상보적인 서열을 갖는 표적화 작제물의 세그먼트(즉, 일부분)을 지칭한다. 상동성 영역은 일반적으로, 길이가 약 100개 이상의 뉴클레오티드, 바람직하게는 약 250 내지 500개 이상의 뉴클레오티드, 전형적으로 약 1000개 이상의 뉴클레오티드이다.As used herein, the terms “homologous region” and “homologous clamp” refer to sequences substantially corresponding to or substantially complementary to a predetermined p62 gene sequence, which may include sequences flanking p62. Refers to a segment (ie, a portion) of a targeting construct with Homologous regions are generally at least about 100 nucleotides in length, preferably at least about 250 to 500 nucleotides, typically at least about 1000 nucleotides.

본원에 사용된 바와 같은 치료 목적상 "포유류"는 포유류로서 분류된 모든 동물, 예를 들면, 사람, 가축 및 농장 동물, 동물원, 스포츠용 또는 애완용 동물, 예를 들면, 개, 고양이, 소, 말, 양, 피그 등을 지칭한다. 바람직하게는, 포유류가 사람이다.As used herein, "mammal" for therapeutic purposes is any animal classified as a mammal, eg, humans, livestock and farm animals, zoos, sporting or pet animals, such as dogs, cats, cattle, horses. , Sheep, pig, and the like. Preferably, the mammal is a human.

특정 유전자의 "녹아웃(knock-out)"은 표적 유전자의 기능 저하를 가져다 주는 유전자 서열 상의 변형을 의미하는데, 바람직하게는 이로써 표적 유전자 발현이 탐지 가능하지 않거나 무의미하다. 내인성 p62 유전자의 녹아웃은 p62 유전자의 기능이 실질적으로 저하되어 발현이 탐지될 수 없거나 또는 무의미한 수준으로만 존재하는 것을 의미한다. "녹아웃" 형질전환체는 p62 유전자의 이형 접합성 녹아웃 또는 p62 유전자의 동형 접합성 녹아웃을 갖는 형질전환성 동물일 수 있다. "녹아웃"에는 예를 들어, 표적 유전자 변형을 증진시키는 물질에 해당 동물을 노출시키거나, 표적 유전자 부위에서 재조합을 증진시키는 효소를 도입시키거나 또는 출생 후에 표적 유전자 변형을 지시하는 기타 방법시, 표적 유전자의 변형이 일어날 수 있는 조건적 녹아웃이 또한 포함된다.By "knock-out" of a particular gene is meant a modification on the gene sequence that results in a decrease in the function of the target gene, whereby the target gene expression is not detectable or meaningless. Knockout of the endogenous p62 gene means that the function of the p62 gene is substantially degraded so that expression cannot be detected or is present only at insignificant levels. A "knockout" transformant may be a transgenic animal having a heterozygous knockout of the p62 gene or a homozygous knockout of the p62 gene. "Knockout" includes, for example, exposing the animal to a substance that enhances the target genetic modification, introducing an enzyme that enhances recombination at the target gene site, or other method of directing the target genetic modification after birth. Also included are conditional knockouts in which modification of the gene can occur.

본원에 사용된 바와 같이, 특정 대상물에게 적용된 바와 같은 "천연"은 특정 대상물이 천연에서 발견될 수 있다는 사실을 지칭한다. 예를 들어, 천연 공급원으로부터 분리될 수 있고 실험실에서 사람에 의해 의도적으로 변형시킨 바 없는 유기체(바이러스 포함)에 존재하는 폴리펩티드 또는 폴리뉴클레오티드 서열이 천연이다. 본원에 사용된 바와 같은, 전통적 유전학에 따라서 선별적으로 육종할 수도 있는 실험실용 설치류 종족이 천연 동물로 간주된다.As used herein, “natural” as applied to a particular subject refers to the fact that the specific subject can be found in nature. For example, polypeptides or polynucleotide sequences present in organisms (including viruses) that can be isolated from natural sources and have not been intentionally modified by humans in the laboratory are natural. As used herein, laboratory rodent species, which may be selectively bred according to traditional genetics, are considered natural animals.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "비-상동 서열"은 총칭적 의미와 구체적 의미 둘 다를 갖는다. 이는 일반적으로, 명시된 기준 서열과 실질적으로 동일하지 않는 서열을 지칭하고, 특정한 기준 서열이 명백하게 동정되지 않은 경우, 이는 구체적으로, 내인성 p62 유전자에서 약 50개 이상의 연속된 염기 서열과 실질적으로 동일하지 않는 서열을 지칭한다.As used herein, the term “non-homologous sequence” has both a generic and specific meaning. It generally refers to a sequence that is not substantially identical to a specified reference sequence, and if a particular reference sequence is not explicitly identified, it is specifically not substantially identical to at least about 50 consecutive base sequences in the endogenous p62 gene. Refers to a sequence.

본원에 사용된 바와 같은 "정상 발현"은 야생형 동물 또는 세포주에 존재하는 발현 수준으로서 정의된다. 따라서, 본원에 사용된 바와 같은 마우스 또는 세포주는, 이러한 마우스 또는 세포주가 야생형 동물 또는 세포주에 존재하는 것과 비교할 때 보다 낮은 수준(이의 총 부재 포함)의 기능성 p62를 발현하는 경우에 "정상 발현에 결함이 있는" 것으로 간주된다. 당해 분야에 공지된 각종 기술을 사용하여, 소정의 단백질의 발현 수준을 정량화할 수 있다. 이러한 기술에는 면역학적 기술, 예를 들면, ELISA, RIA, 웨스턴 블롯 또는 유동 세포계수법/FACS, 또는 정량적 분석 기술, 예를 들면, 분광법 또는 크로마토그래피 방법(HPLC, FPLC, 친화 또는 발화 크로마토그래피 포함)이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다."Normal expression" as used herein is defined as the expression level present in a wild-type animal or cell line. Thus, a mouse or cell line as used herein is "defective in normal expression" when such mouse or cell line expresses lower levels of functional p62 (including its total absence) as compared to those present in wild-type animals or cell lines. Is considered to be ". Various techniques known in the art can be used to quantify the expression level of a given protein. Such techniques include immunological techniques such as ELISA, RIA, Western blot or flow cytometry / FACS, or quantitative analysis techniques such as spectroscopy or chromatographic methods (including HPLC, FPLC, affinity or ignition chromatography). Include, but are not limited to.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "p62 유전자" 또는 "p62 유전자 자리"는 p62 폴리펩티드를 잠재적으로 암호화하는 모든 엑손에 확대되고, p62 단백질 발현에 참여하는 플랭킹 서열(예를 들면, 프로모터, 증강인자 등을 포함함)을 통하여 연장되는 염색체 영역을 지칭한다. 따라서, p62 유전자 자리에는 마지막 엑손을 통하여 첫 번째 엑손으로부터 확대되는 영역이 포함되고, 또한 p62 유전자 발현에 참여할 수 있는 인접한 플랭킹 서열(예: 폴리아데닐화 시그널)이 포함된다.As used herein, the term “p62 gene” or “p62 locus” extends to all exons that potentially encode p62 polypeptides and flanking sequences that participate in p62 protein expression (eg, promoters, enhancers, etc.) Chromosome region extending through). Thus, the p62 locus includes a region that extends from the first exon through the last exon and also includes adjacent flanking sequences (eg polyadenylation signals) that can participate in p62 gene expression.

본원에 사용된 바와 같은 "p62 폴리펩티드" 또는 "유비퀴틴 폴리펩티드"는 유비퀴틴 및 p62과 각각 특이적으로 결합하는 폴리펩티드를 지칭한다. p62 폴리펩티드를 암호화하는 DNA는 엄격한 하이브리드화 조건 하에서 야생형 p62 암호화 DNA와 하이브리드화할 수 있다. 마찬가지로, 유비퀴틴 폴리펩티드를 암호화하는 DNA는 엄격한 하이브리드화 조건 하에서 야생형 유비퀴틴 암호화 DNA와 하이브리드화할 수 있다.As used herein, “p62 polypeptide” or “ubiquitin polypeptide” refers to a polypeptide that specifically binds ubiquitin and p62, respectively. DNA encoding a p62 polypeptide can hybridize with wild type p62 encoding DNA under stringent hybridization conditions. Likewise, DNA encoding ubiquitin polypeptides can hybridize with wild type ubiquitin encoding DNA under stringent hybridization conditions.

본원에 사용된 바와 같은 "약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 희석제"에는 모든 용매, 분산 매질, 피복제, 항균 및 항진균제, 등장성 및 흡수 지연제 등이 포함된다. 약제학적 활성 물질에 대한 이러한 매질과 제제의 사용은 당해 분야에 너리 공지되어 있다. 통상적인 매질 또는 제제가 활성 성분과 불혼화성인 경우는 제외되고, 치료학적 조성물에서의 이의 용도가 고려된다. 보충 활성 성분이 상기 조성물 내로 혼입될 수도 있다.As used herein, “pharmaceutically acceptable carriers and / or diluents” include all solvents, dispersion media, coatings, antibacterial and antifungal agents, isotonic and absorption delaying agents, and the like. The use of such media and agents for pharmaceutically active substances is well known in the art. Except where conventional media or agents are incompatible with the active ingredient, their use in the therapeutic compositions is contemplated. Supplementary active ingredients may also be incorporated into the compositions.

특정 조성물의 투여가 수용자 동물에게 관용되고, 이 조성물을 상기 동물에게 투여하기가 적합한 경우, 이러한 조성물은 "약리학적으로 또는 생리적으로 허용되는" 것으로 간주된다. 상기 제제는 투여된 양이 생리적으로 중요한(유의성) 경우에 "치료학적 유효량"으로 투여되는 것으로 여겨진다. 특정 제제의 존재로 인해 수용자 환자의 생리에 있어 탐지 가능한 수준의 변화가 일어나는 경우, 이러한 제제는 생리적으로 중요하다.If administration of a particular composition is tolerated by the recipient animal and it is suitable to administer the composition to the animal, such composition is considered "pharmacologically or physiologically acceptable". The formulation is considered to be administered in a "therapeutically effective amount" when the amount administered is physiologically significant (significant). Such agents are physiologically important if the presence of certain agents results in detectable changes in the physiology of the recipient patient.

용어 "표현형"은 유전적 및 환경적으로 모두 결정된 바와 같은 특정 동물의 신체적, 생화학적 및 생리적 구조이다. 특히, "이로써 생성된 표현형"이란 야생형 동물, 또는 노화 관련 장애와 연관된 질병 상태를 나타내는 동물을 지칭한다.The term “phenotype” is the physical, biochemical and physiological structure of a particular animal as determined both genetically and environmentally. In particular, “phenotype generated” refers to a wild type animal or an animal exhibiting a disease state associated with an aging-related disorder.

본원에 사용된 바와 같은 제제는 이것이 p62 단백질의 리간드 결합 부위의 컴퓨터 모델에 근거하여 선별되는 경우, "합리적으로 고안된" 것으로 여겨진다.Agents as used herein are considered "reasonably designed" when they are selected based on a computer model of the ligand binding site of the p62 protein.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "대체 영역"은 상동성 영역에 의해 플랭킹된 표적화 작제물의 일부분을 지칭한다. 플랭킹 상동성 영역과 이들의 상응하는 내인성 p62 유전자 교차 표적 서열 간의 이중-교차 상동 재조합시, 대체 영역은 내인성 교차 표적 서열들 간의 숙주 세포 염색체 내로 통합된다. 대체 영역은 상동 영역(예를 들면, 내인성 p62 유전자 서열과 유사한 서열을 갖지만, 점 돌연변이 또는 미스센스 돌연변이를 지님), 비-상동 영역(예를 들면, neo 유전자 발현 카세트), 또는 상동 영역과 비-상동 영역의 조합일 수 있다.As used herein, the term “alternate region” refers to a portion of a targeting construct flanked by homologous regions. In double-cross homologous recombination between the flanking homology regions and their corresponding endogenous p62 gene cross target sequences, the replacement region is integrated into the host cell chromosome between endogenous cross target sequences. The replacement region may be homologous (eg, having a sequence similar to the endogenous p62 gene sequence but with point mutations or missense mutations), non-homologous regions (eg, neo gene expression cassette), or homologous regions May be a combination of homologous regions.

본원에 사용된 바와 같은 "샘플" 또는 "생물학적 샘플"은 이의 가장 넓은 의미로 지칭되며, 이에는 수행하고자 하는 검정 유형에 따라서, 개개인, 체액, 세포주, 조직 배양물, 또는 기타 공급원으로부터 수득된 모든 생물학적 샘플이 포함된다. 지시된 바와 같이, 생물학적 샘플에는 정액, 림프, 혈청, 혈장, 뇨, 활액, 척수액 등의 체액이 포함된다. 포유류로부터 조직 생검 및 체액을 수득하는 방법은 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 뇌의 조직 생검이 바람직한 공급원이다.As used herein, “sample” or “biological sample” is referred to in its broadest sense, and includes all obtained from an individual, body fluid, cell line, tissue culture, or other source, depending on the type of assay to be performed. Biological samples are included. As indicated, biological samples include body fluids such as semen, lymph, serum, plasma, urine, synovial fluid, spinal fluid, and the like. Methods of obtaining tissue biopsies and body fluids from mammals are well known in the art. Tissue biopsy of the brain is the preferred source.

생물학적 샘플에 있어서, 특정의 폴리펩티드는 영상화함으로써 생체내 탐지할 수 있다. 단백질을 생체내 영상화하기 위한 표지물 또는 마커에는 X-방사선 사진법, NMR 또는 ESR에 의해 탐지된 것이 포함된다. X-방사선 사진법의 경우에 적 합한 표지물에는 탐지 가능한 방사선을 방출하지만 대상체에게 아주 해롭지는 않은, 바륨 또는 세슘 등의 방사성 동위원소가 포함된다. NMR 또는 ESR에 적합한 마커에는 통상적인 기술을 사용하여 표지시킴으로써 해당 폴리펩티드 내로 혼입될 수 있는 탐지 가능한 특징적 스핀(예: 이중 수소)를 갖는 것이 포함된다.In biological samples, certain polypeptides can be detected in vivo by imaging. Labels or markers for in vivo imaging of proteins include those detected by X-radiography, NMR or ESR. Suitable labels for X-radiography include radioisotopes such as barium or cesium, which emit detectable radiation but are not very harmful to the subject. Markers suitable for NMR or ESR include those having a detectable characteristic spin (eg, double hydrogen) that can be incorporated into the polypeptide by labeling using conventional techniques.

본원에 사용된 바와 같은 "서열 동일률"은 해당 서열을 정렬하고, 필요에 따라 최대 서열 동일률을 달성하기 위해 갭을 도입시킨 후 본래의 폴리펩티드 서열 중의 아미노산 잔사와 동일한 후보 서열 중의 아미노산 또는 핵산 잔사의 비율(%)로서 추가로 규정되고, 어떠한 보존적 치환도 서열 동일률의 일부로서 간주되지 않는다. 서열 동일률(%) 값은 문헌[참조: Altschul et al., (1997), "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res., 25:3389-3402]에 규정된 바와 같은 NCBI BLAST2.0 소프트웨어에 의해 생성된다. 파라미터는 생략성 값으로 설정되는데, -1로 설정된 미스매치에 대한 페널티는 예외이다.As used herein, “sequence identity” refers to the ratio of amino acid or nucleic acid residues in a candidate sequence that is identical to the amino acid residues in the original polypeptide sequence after aligning the sequences and introducing gaps as needed to achieve maximum sequence identity. Further defined as (%), no conservative substitutions are considered as part of the sequence identity. Sequence identity percentage values are described in Altschul et al., (1997), "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res., 25: 3389-3402. It is generated by the NCBI BLAST2.0 software as defined. The exceptions are penalties for mismatches in which the parameter is set to an omit value, and mismatches set to -1.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "특이적으로 결합하는"이란 2개 분자, 예를 들면, 항원과 면역반응성인 항체 분자 또는 또 다른 폴리펩티드, 예를 들면, p62 폴리펩티드와 반응성인 비-항체 리가나드와 유비퀴틴 간의 비-무작위, 비-공유 결합 반응을 지칭한다. 더우기, 특이적 결합은 화학적 화합물 또는 작은 펩티드와 p62 또는 유비퀴틴 간에 일어날 수도 있다.As used herein, the term “specifically binds” refers to an antibody molecule that is immunoreactive with two molecules, eg an antigen, or a non-antibody ligand that is reactive with another polypeptide, eg, a p62 polypeptide. It refers to a non-random, non-covalent reaction between ubiquitin. Moreover, specific binding may occur between chemical compounds or small peptides and p62 or ubiquitin.

본원에 사용된 바와 같은 "대상체"는 척추동물, 바람직하게는 포유류, 더욱 바람직하게는 사람이다.A “subject” as used herein is a vertebrate, preferably a mammal, more preferably a human.

본원에 사용된 바와 같은 "실질적으로 상보적"이란 기준 서열에 실질적으로 상응하는 서열에 상보적인 서열을 지칭한다. 일반적으로, 표적화 효율은 표적 DNA에 존재하는 기준 서열(즉, 교차 표적 서열)에 실질적으로 상보적인 표적화 형질전환된 유전자 부분(즉, 상동성 영역)의 길이에 따라 증가한다. 일반적으로, 표적화 효율은 동종발생 DNA 상동성 클램프를 사용하는 경우에 최적화되지만, 각종 레컴비나제의 존재가 효율적인 재조합에 요구되는 서열 동일률을 감소시킬 수 있는 것으로 인식된다.As used herein, “substantially complementary” refers to a sequence that is complementary to a sequence that substantially corresponds to a reference sequence. In general, targeting efficiency increases with the length of the targeted transformed gene portion (ie, homologous region) that is substantially complementary to the reference sequence (ie cross target sequence) present in the target DNA. In general, targeting efficiency is optimized when using allogeneic DNA homology clamps, but it is recognized that the presence of various recombinases can reduce the sequence identity required for efficient recombination.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "실질적으로 상응한", "실질적으로 상동성인" 또는 "실질적으로 동일한"이란 특정 핵산 서열이 기준 서열과 비교해서 적어도 약 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 동일률을 나타내는, 핵산 서열의 특징을 의미한다. 서열 동일률(%)은 기준 서열의 총 25% 미만인 작은 결실 또는 부가는 제외하고 산정한다. 기준 서열은 아세트 또는 보다 큰 서열, 예를 들면, 특정 유전자 또는 플랭킹 서열의 일부분, 또는 염색체의 반복 부분일 수 있다. 그러나, 기준 서열은 길이가 18개 이상의 뉴클레오티드, 전형적으로 약 30개 이상의 뉴클레오티드, 바람직하게는 약 50 내지 100개 이상의 뉴클레오티드이다.As used herein, the terms "substantially corresponding", "substantially homologous" or "substantially identical" mean that a particular nucleic acid sequence is at least about 70%, 75%, 80%, 85%, By characteristic of a nucleic acid sequence, showing an identity of 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100%. % Sequence identity is calculated excluding small deletions or additions which are less than 25% total of reference sequence. The reference sequence may be an acet or larger sequence, eg, a portion of a particular gene or flanking sequence, or a repeating portion of a chromosome. However, the reference sequence is at least 18 nucleotides in length, typically at least about 30 nucleotides, preferably at least about 50 to 100 nucleotides.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "표적화 작제물"은 (1) 숙주 세포 p62 유전자 자리에 존재하는 서열과 실질적으로 동일하거나 또는 이에 실질적으로 상보적인 서열을 갖는 하나 이상의 상동성 영역; 및 (2) 표적화 작제물 상동성 영역과 상기 p62 유전자 자리 서열 간의 상동 재조합에 의해 숙주 세포 p62 유전자 자리 내로 통합되는 표적화 영역을 포함하는 폴리뉴클레오티드를 지칭한다. 표적화 작제물이 "히트 앤 런(hit-and-run)" 또는 "인 앤 아웃(in-and-out)" 유형 작제물[참조: Valancius and Smithies (1991) Mol. Cell. Biol. 11: 1402; Donehower et al. (1992) Nature 356: 215; (1991) J. NIH Res. 3: 59; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]인 경우, 표적화 영역은 내인성 p62 유전자 자리 내로 단지 일시적으로만 혼입되고, 선별에 의해 숙주 게놈으로부터 제거된다. 표적화 영역은 내인성 p62 유전자 서열과 실질적으로 상동성인 서열을 포함할 수 있고/있거나 비-상동 서열, 예를 들면, 선별성 마커(즉, neo, tk, gkt)를 포함할 수 있다. 용어 "표적화 작제물"은 폴리뉴클레오티드가 숙주 게놈 내로 통합되는 유전자를 포함한다는 것을 반드시 지시하지는 않고, 또한 해당 폴리뉴클레오티드가 완전한 구조 유전자 서열을 포함한다는 것을 반드시 지시하지는 않는다. 당해 분야에 사용된 바와 같은 용어 "표적화 작제물"은 용어 "표적화 형질전환된 유전자"와 동의어이다.As used herein, the term “targeting construct” refers to (1) one or more homologous regions having a sequence substantially identical to or substantially complementary to a sequence present at the host cell p62 locus; And (2) a targeting region that integrates into the host cell p62 locus by homologous recombination between the targeting construct homology region and the p62 locus sequence. Targeting constructs are “hit-and-run” or “in-and-out” type constructs. Valancius and Smithies (1991) Mol. Cell. Biol. 11: 1402; Donehower et al. (1992) Nature 356: 215; (1991) J. NIH Res. 3: 59; Incorporated herein by reference, the targeting region is only temporarily incorporated into the endogenous p62 locus and removed from the host genome by selection. The targeting region may comprise a sequence that is substantially homologous to the endogenous p62 gene sequence and / or may comprise non-homologous sequences, eg, selectable markers (ie neo, tk, gkt). The term “targeting construct” does not necessarily indicate that a polynucleotide includes a gene that integrates into the host genome, nor does it necessarily indicate that the polynucleotide comprises a complete structural gene sequence. The term "targeting construct" as used in the art is synonymous with the term "targeting transformed gene".

본원에 사용된 바와 같은 용어 "표적화 영역"은 상동성 클램프와 내인성 p62 유전자 서열 간의 상동 재조합 후 내인성 염색체 위치 내로 통합되는 표적 작제물의 일부분을 지칭한다. 전형적으로, 표적화 영역은 상동성 클램프에 의해 각 측면 상에서 플랭킹되므로, 각각의 상동성 클램프와 이들의 상응하는 내인성 p62 유전자 서열 간의 이중-교차 재조합으로 인해, 내인성 p62 유전자 자리의 일정 부분이 표적화 영역으로써 대체되며; 이러한 이중-교차 유전자 대체 표적화 작제물에서는 이러한 표적화 영역이 "대체 영역"으로서 지칭될 수 있다. 그러나, 몇몇 표적화 작제물은 단일 상동성 클램프 만을 이용할 수 있다(예를 들면, 몇몇 "히트 앤 런" 유 형 벡터)[참조: Bradley et al. (1992) Bio/Technology 10: 534; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨].As used herein, the term “targeting region” refers to a portion of a target construct that integrates into an endogenous chromosomal location after homologous recombination between a homologous clamp and an endogenous p62 gene sequence. Typically, the targeting regions are flanked on each side by homologous clamps, so that due to the double-cross recombination between each homologous clamp and their corresponding endogenous p62 gene sequence, a portion of the endogenous p62 locus is targeted to Replaced by; Such targeting regions may be referred to as "alternative regions" in such double-crossing gene replacement targeting constructs. However, some targeting constructs can only use a single homology clamp (eg, some “heat and run” type vectors). Bradley et al. (1992) Bio / Technology 10: 534; Incorporated herein by reference.

본원에 사용된 바와 같은 "형질전환된 유전자"는 포유류 세포, 특히 살아있는 동물의 포유류 세포의 게놈 내로 인공적으로 삽입되었거나 삽입되려고 하는 유전 물질을 기재하기 위해 본원에 사용된다. 형질전환된 유전자는 세포를 형질전환시키기 위해 사용되는데, 이는 영구적 또는 일시적인 유전적 변화, 바람직하게는 영구적인 유전적 변화가 외인성 DNA의 혼입 후에 세포에서 유도된다는 것을 의미한다. 영구적인 유전적 변화는 일반적으로, 상기 DNA를 상기 세포의 게놈 내로 도입함으로써 달성된다. 안정적인 통합을 위한 벡터에는 플라스미드, 레트로바이러스 및 기타 동물 바이러스, YACs 등이 포함된다. 형질전환성 포유류, 예를 들면, 소, 피그, 염소, 말 등, 및 특정한 설치류, 예를 들면, 랫트, 마우스 등이 관심있다. 바람직하게는, 형질전환성 동물이 마우스이다.As used herein, a "transformed gene" is used herein to describe a genetic material that has been artificially inserted into or is intended to be inserted into the genome of mammalian cells, particularly mammalian cells of living animals. The transformed gene is used to transform the cell, which means that permanent or temporary genetic changes, preferably permanent genetic changes, are induced in the cell after incorporation of exogenous DNA. Permanent genetic changes are generally achieved by introducing the DNA into the genome of the cell. Vectors for stable integration include plasmids, retroviruses and other animal viruses, YACs, and the like. Transgenic mammals such as cattle, pigs, goats, horses, and the like, and certain rodents, such as rats, mice and the like, are of interest. Preferably, the transgenic animal is a mouse.

본원에 사용된 바와 같은 "야생형"은 유전적으로 변화되지 않은 동물 또는 세포주를 지칭한다.As used herein, “wild type” refers to an animal or cell line that has not been genetically altered.

p62p62 /Of 유비퀴틴Ubiquitin 공동-축적 Co-accumulation

세포내 봉입체의 존재는 특히 피크병(피크체), 근위축성 측삭경화증(ALS) 척수, 헌팅톤병, 파킨슨병, 알츠하이머병 신경원섬유 엉킴을 포함하지만 이에 제한되지 않는 각종 신경변성 장애의 특징이다. p62는 신경변성 질환이 있는 환자의 뇌와 척수에 봉입체를 형성하기 위해 유비퀴틴과 대량으로 공동 축적되고 동시에 국재된다. p62는 유비퀴틴과 특이적으로 직접 결합된다. 시험관내 실험은 p62가 유 비퀴틴과 특이적으로 결합되었다는 것을 나타내며, 본 출원인들은 상기 질환과 연관된 세퀘스토솜으로부터 비롯된 봉입체가 p62 양성이고 유비퀴틴 양성이라는 사실을 발견하였다. 본 출원인은 또한, p62가 유비퀴틴과 특이적으로 결합되고, p62 상의 특정 영역이 유비퀴틴과 결합한다는 사실을 발견하였다. 더우기, p62 중의 특정 소수성 아미노산 잔사의 돌연변이가 유비퀴틴에 대한 결합을 증강시킨다.The presence of intracellular inclusion bodies is particularly characteristic of various neurodegenerative disorders including but not limited to peak disease (peak body), amyotrophic lateral sclerosis (ALS) spinal cord, Huntington's disease, Parkinson's disease, Alzheimer's disease neurofibrillary tangles. p62 co-accumulates and localizes in large quantities with ubiquitin to form inclusion bodies in the brain and spinal cord of patients with neurodegenerative diseases. p62 specifically binds specifically to ubiquitin. In vitro experiments indicate that p62 specifically binds to ubiquitin, and we have found that inclusion bodies derived from the sequestosomes associated with the disease are p62 positive and ubiquitin positive. Applicants have also found that p62 specifically binds ubiquitin and certain regions on p62 bind ubiquitin. Moreover, mutations in certain hydrophobic amino acid residues in p62 enhance binding to ubiquitin.

본 발명의 한 국면에서는, p62 폴리펩티드 및 유비퀴틴 폴리펩티드가 유비퀴틴 및 p62와 각각 특이적으로 결합하는 능력을 보유하고 있다. p62 폴리펩티드 및 유비퀴틴 폴리펩티드의 길이는 다양할 수 있고, 이에는 유비퀴틴 및 p62와 각각 특이적으로 결합하는 능력을 보유할 수 있는, 이에 부착된 기타 서열 뿐만 아니라 변이체 서열이 포함될 수 있다.In one aspect of the invention, the p62 polypeptide and ubiquitin polypeptide possess the ability to specifically bind ubiquitin and p62, respectively. The length of the p62 polypeptide and the ubiquitin polypeptide may vary, and may include variant sequences as well as ubiquitin and other sequences attached thereto that may retain the ability to specifically bind to p62, respectively.

본 발명의 한 국면에서는, 유비퀴틴의 바람직하지 못한 활성이 있는 영역에서 유비퀴틴을 고정화시키기 위한 트랩(trap)으로서 p62 폴리펩티드를 사용할 수 있다. p62 폴리펩티드는 완전한 길이이거나, 또는 유비퀴틴과 특이적으로 결합하는 능력을 보유하는 한은 더 길거나 더 짧거나 또는 변이 또는 유도체화될 수 있다.In one aspect of the invention, a p62 polypeptide can be used as a trap for immobilizing ubiquitin in the region of undesired activity of ubiquitin. The p62 polypeptide may be full length or longer, shorter or mutated or derivatized so long as it retains the ability to specifically bind ubiquitin.

p62p62 /Of 유비퀴틴Ubiquitin 결합 억제제 Binding inhibitor

한 양태에서, 본 발명은 유비퀴틴에 대한 p62의 결합을 억제하는 폴리펩티드 또는 화학적 화합물과 같은 화합물을 스크리닝하는 것에 관한 것이다. 이러한 억제제 화합물은 봉입체의 존재와 적어도 부분적으로 연관이 있는 질환으로 고통받는 사람을 치료할 것으로 예상된다. 억제제를 사용하는 경우, 유비퀴틴화 p62는 봉입체 내에 축적되지 않을 것이므로, 봉입체의 형성을 방지할 수 있다.In one aspect, the invention relates to screening for compounds such as polypeptides or chemical compounds that inhibit the binding of p62 to ubiquitin. Such inhibitor compounds are expected to treat a person suffering from a disease that is at least partially associated with the presence of inclusion bodies. In the case of using an inhibitor, ubiquitination p62 will not accumulate in the inclusion body, thus preventing formation of the inclusion body.

이와 관련하여 한 국면에서, 본 발명은 유비퀴틴에 대한 p62의 결합을 차단시키기 위해 p62와 상호작용할 수 있는 모든 억제제 분자에 관한 것이다. 또 다른 한편, 이러한 분자는 유비퀴틴과 결합함으로써, p62/유비퀴틴 결합을 붕괴시킬 수 있다.In this regard, in one aspect, the present invention relates to all inhibitor molecules capable of interacting with p62 to block the binding of p62 to ubiquitin. On the other hand, such molecules can disrupt p62 / ubiquitin bonds by binding to ubiquitin.

이러한 억제제 중의 하나가 변형된 p62 폴리펩티드인데, 이는 유비퀴틴 결합 기능은 보유하고 있지만, p62 기능과 연관된 기타 특징들(예를 들면, 응집체를 형성하는 능력) 전부 또는 일부가 없거나 또는 이들 특징 수준이 떨어진다.One such inhibitor is a modified p62 polypeptide, which retains ubiquitin binding function but lacks some or all of the other features associated with p62 function (eg, the ability to form aggregates) or are at a reduced level.

억제제 화합물은 이 화합물은 유비퀴틴에 대한 p62 폴리펩티드의 결합에 손상을 입히는 한은 어떤 생화학적 또는 효소적 억제 역학, 예를 들면, 경쟁적, 비-경쟁적 또는 경쟁적이지 않은 억제에 의해서도 p62 폴리펩티드와 유비퀴틴 간의 상호작용에 손상을 입힐 수 있다는 것을 인지해야 한다.Inhibitor compounds are those compounds that interact with the p62 polypeptide and ubiquitin by any biochemical or enzymatic inhibition kinetics such as competitive, non-competitive or non-competitive inhibition, so long as they damage the binding of the p62 polypeptide to ubiquitin. It should be recognized that it can be damaged.

따라서, 특정한 한 국면에서 본 발명은 p62와 유비퀴틴 간의 결합을 억제할 수 있는 모든 중합체 또는 단량체 화합물을 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 양태에서는, 천연 식품 또는 '기능성 식품'의 추출물이 p62/유비퀴틴 복합체의 억제제를 포함하는 것으로 고려된다.Thus, in one particular aspect, the present invention relates to the use of any polymer or monomeric compound capable of inhibiting the binding between p62 and ubiquitin. In another aspect of the invention, it is contemplated that extracts of natural foods or 'functional foods' comprise inhibitors of the p62 / ubiquitin complex.

유비퀴틴Ubiquitin 또는  or p62p62 와 결합하는 폴리펩티드를 암호화하는 핵산Nucleic Acids Encoding Polypeptides That Bind with

"분리된" 폴리뉴클레오티드 서열이란, 이의 천연 환경으로부터 제거시킨, 핵 산 분자, DNA 또는 RNA를 포괄한다. 이에는 본 발명의 p62 폴리펩티드 또는 유비퀴틴 폴리펩티드를 암호화하는 DNA의 세그먼트가 포함되고, 이종 서열, 예를 들면, 벡터 서열 또는 기타 외래 DNA를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 벡터 내에 함유된 재조합 DNA 분자는 본 발명의 목적상 분리된 것으로 간주되며, 이는 부분적으로 또는 실질적으로 정제될 수 있다."Isolated" polynucleotide sequence encompasses nucleic acid molecules, DNA or RNA, removed from their natural environment. This includes segments of DNA encoding p62 polypeptides or ubiquitin polypeptides of the invention and may further comprise heterologous sequences, such as vector sequences or other foreign DNA. For example, recombinant DNA molecules contained in a vector are considered isolated for the purposes of the present invention, which can be partially or substantially purified.

또한, 본 발명의 분리된 핵산 분자에는 앞서 기재된 것과는 실질적으로 상이한 서열을 포함하지만, 유전 암호 축중 또는 기타 가변성으로 인해 여전히 p62 폴리펩티드 또는 유비퀴틴 폴리펩티드 및 이들의 펩티드를 암호화하는 DNA 분자가 포함된다. 따라서, 예를 들어, 특정 숙주에 대한 코돈 발현 또는 총칭적 기능을 최적화하기 위해 상기 언급된 변이체를 생성시키는 것이 당업자에게는 통상적인 일일 것이다.In addition, isolated nucleic acid molecules of the present invention include DNA molecules encoding sequences that are substantially different from those previously described, but are still p62 polypeptides or ubiquitin polypeptides and peptides thereof due to genetic coding deprivation or other variability. Thus, for example, it will be common for one skilled in the art to generate the aforementioned variants to optimize codon expression or generic function for a particular host.

또 다른 국면에서, 본 발명은 엄격한 하이브리드화 조건 하에서, 상기 언급된 본 발명의 핵산 분자 중의 폴리뉴클레오티드의 일정 부분과 하이브리드화되는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 분리된 핵산 분자를 제공한다. 하이브리드화한 폴리뉴클레오티드가 상기 논의된 바와 같은 진단 프로브 및 프라이머로서 유용하다. 프로브 또는 프라이머로서 사용될 수 있는, p62 폴리펩티드와 하이브리드화되는 폴리뉴클레오티드의 일정 부분은 5' 및 3' 염기 위치에 의해 또는 상기 언급된 바와 같은 뉴클레오티드 염기 크기에 의해 정확하게 구체화될 수 있거나, 또는 동일한 방식으로 배제될 수 있다. 유사하게, 유비퀴틴 폴리펩티드와 하이브리드화되는 폴리뉴클레오티드의 일정 부분 역시 프로브 및 프라이머로서 사용될 수 있다. 본 발 명의 바람직한 하이브리드화 폴리뉴클레오티드는 표지되어 당해 분야에 공지된 하이브리드화 검정에 사용되는 경우에, 등몰량으로 존재하는 기타 이종 서열에 상관없이 가장 큰 시그널 강도를 나타내는 것이다.In another aspect, the present invention provides isolated nucleic acid molecules comprising polynucleotides that hybridize with a portion of the polynucleotides in the above-mentioned nucleic acid molecules of the present invention under stringent hybridization conditions. Hybridized polynucleotides are useful as diagnostic probes and primers as discussed above. Certain portions of the polynucleotide that hybridize with the p62 polypeptide, which can be used as a probe or primer, can be precisely specified by the 5 'and 3' base positions or by the nucleotide base size as mentioned above, or in the same manner. May be excluded. Similarly, certain portions of polynucleotides that hybridize with ubiquitin polypeptides can also be used as probes and primers. Preferred hybridization polynucleotides of the present invention, when labeled and used in hybridization assays known in the art, are those that exhibit the greatest signal intensity regardless of other heterologous sequences present in equimolar amounts.

변이체Variant 및 돌연변이체 폴리뉴클레오티드 And mutant polynucleotides

본 발명은 추가로, 적어도 하나의 기타 국면에서 임의로 비-기능적이기도 한, p62 및 유비퀴틴과 각각 특이적으로 결합하는 능력을 보유하고 있는, p62 폴리펩티드 또는 유비퀴틴 폴리펩티드의 일부분, 동족체 또는 유도체를 암호화하는 핵산 분자의 변이체에 관한 것인데, 단 이러한 변이체는 독성 부작용을 야기시키지 않으면서 p62/유비퀴틴 결합을 경쟁적 또는 비-경쟁적으로 붕괴시켜야 한다. 당해 분야에 공지된 돌연변이 유발 기술을 사용하여 비-천연 변이체를 생성할 수 있다.The invention further provides nucleic acids encoding p62 polypeptides or portions, homologues or derivatives of p62 polypeptides or ubiquitin polypeptides, which possess the ability to specifically bind p62 and ubiquitin, each of which is also optionally non-functional in at least one other aspect. It is directed to variants of the molecule, provided that such variants disrupt competitive or non-competitive p62 / ubiquitin bonds without causing toxic side effects. Non-natural variants can be generated using mutagenesis techniques known in the art.

이러한 핵산 변이체에는 뉴클레오티드 치환, 결실 또는 부가에 의해 생성된 것이 포함된다. 이러한 치환, 결실 또는 부가에는 하나 이상의 뉴클레오티드가 관련할 수 있다. 아미노산 서열 상의 변화는 보존적 또는 비-보존적 아미노산 치환, 결실 또는 부가를 가져다줄 수 있다. 특히 바람직한 것이 침묵 치환, 부가 및 결실인데, 이는 본 발명의 폴리펩티드 또는 이의 일부분의 특성과 활성을 변화시키지 않는다. 이와 관련하여 보존적 치환이 또한 바람직하다.Such nucleic acid variants include those produced by nucleotide substitutions, deletions or additions. Such substitutions, deletions or additions may involve one or more nucleotides. Changes in amino acid sequence can lead to conservative or non-conservative amino acid substitutions, deletions or additions. Particularly preferred are silent substitutions, additions and deletions, which do not alter the properties and activities of the polypeptides or portions thereof of the invention. Conservative substitutions are also preferred in this regard.

본 발명은 발현 벡터에서의 서열의 사용을 허용해줄 뿐만 아니라 원핵성 또는 진핵성 세포인 숙주 세포 및 세포주를 형질감염시켜 준다. 본 발명은 또한, 발현 벡터로부터 발현된 폴리펩티드의 정제를 허용해준다. 이 발현 벡터는 정제를 용이하게 하기 위한 각종 분자상 태그를 함유할 수 있다. 연속해서 수득된 발현 작제물을 선택된 어떤 숙주 세포 내로도 형질전환시킬 수 있다. 이러한 숙주 세포로부터의 세포 용해물은 당해 분야에 널리 공지된 정립된 방법으로 분리시킨다. GFP- 또는 GST-함유 발현 벡터를 사용하여 p62 폴리펩티드 또는 유비퀴틴 폴리펩티드를 숙주 세포에 국재시킬 수 있다. 발현 벡터는 유도성 또는 구성성 프로모터일 수 있다.The present invention not only allows the use of sequences in expression vectors but also transfects host cells and cell lines that are prokaryotic or eukaryotic cells. The invention also allows for the purification of polypeptides expressed from expression vectors. This expression vector may contain various molecular tags to facilitate purification. Expression constructs obtained in succession can be transformed into any host cell of choice. Cell lysates from such host cells are isolated by established methods well known in the art. GFP- or GST-containing expression vectors may be used to localize p62 polypeptides or ubiquitin polypeptides to host cells. Expression vectors can be inducible or constitutive promoters.

변이체Variant 및 돌연변이체 폴리펩티드 And mutant polypeptides

본 발명의 p62 폴리펩티드 또는 유비퀴틴 폴리펩티드의 특징을 개선 또는 변화시키기 위해, 아미노산 공학을 이용할 수 있다. 당업자에게 공지된 재조합 DNA 기술을 사용하여, 단일 또는 다중 아미노산 치환물, 결실물, 부가물 또는 융합 단백질을 포함한 신규한 돌연변이체 폴리펩티드를 창출할 수 있다. 이러한 변형된 폴리펩티드는, 예를 들어, 증가/감소된 결합 활성 또는 증가/감소된 안정성을 나타낼 수 있다. 또한, 이들은 보다 높은 수율로 정제될 수 있고, 적어도 특정의 정제 및 저장 조건 하에서, 상응하는 천연 폴리펩티드 보다 우수한 결합 활성을 나타낼 수 있다.Amino acid engineering can be used to improve or change the characteristics of the p62 polypeptides or ubiquitin polypeptides of the invention. Recombinant DNA techniques known to those skilled in the art can be used to create novel mutant polypeptides, including single or multiple amino acid substitutions, deletions, adducts or fusion proteins. Such modified polypeptides can, for example, exhibit increased / decreased binding activity or increased / decreased stability. In addition, they may be purified in higher yields and may exhibit superior binding activity than the corresponding natural polypeptides, at least under certain purification and storage conditions.

특히 관심있는 것은 전하를 띤 아미노산을, 고도로 바람직한 개선된 특징, 예를 들면, 생성된 폴리펩티드의 응집 저하를 나타내는 단백질을 생성시킬 수 있는 중성 아미노산 또는 기타 전하를 띤 아미노산으로 치환시킨 것이다. 응집은 활성을 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라 약제학적 제형을 제조할 때 문제를 일으킬 수 있 는데, 이는 응집체가 면역원성일 수 있기 때문이다.Of particular interest is the substitution of charged amino acids with neutral or other charged amino acids that can produce proteins that exhibit highly desirable improved features, eg, reduced aggregation of the resulting polypeptide. Aggregation can not only reduce activity but can also cause problems when preparing pharmaceutical formulations, since the aggregate can be immunogenic.

항체Antibodies

한 양태에서, 본 발명은 각종 탐지 방법을 사용하여 봉입체 또는 세퀘스토솜 형성을 탐지하는 것에 관한 것이다. 유비퀴틴에 대한 p62 폴리펩티드의 결합을 탐지하는 한 가지 방법은 p62 폴리펩티드를 직접 표지시키고, 당업자에게 통상적인 표지화 및 분리 기술을 사용하여 이의 결합에 대해 검정하는 것이다. 기타 방법에는 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체와 특이적으로 결합하는 표지된 리간드를 사용하는 방법이 포함된다. 이러한 리간드는 항체일 수 있다.In one aspect, the present invention relates to detecting inclusion body or sequetosome formation using various detection methods. One method of detecting binding of p62 polypeptides to ubiquitin is to label the p62 polypeptides directly and assay for their binding using labeling and separation techniques conventional to those skilled in the art. Other methods include the use of labeled ligands that specifically bind to a p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complex. Such ligand may be an antibody.

정제된 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체를 사용하여 모노클로널 또는 폴리클로널 항체를 생성할 수 있다. p62 폴리펩티드의 단편을 또한 사용하여, 모노클로널 또는 폴리클로널 항체를 생성할 수 있다. 연속해서 수득된 모노클로널 또는 폴리클로널 항체를 사용하여 유비퀴틴에 대한 p62 폴리펩티드의 결합과, 세포, 조직 및 체액(예를 들어, 혈청, 혈장 및 뇨가 있지만, 이에 제한되지 않는다)을 포함한 각종 샘플 중에서의 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체의 형성을 결정할 수 있다. 동일계 하이브리드화, 면역침전, 면역형광 염색, 웨스턴 블롯 분석 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 각종 분자 생물학적 방법을 사용하여, p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체를 검정할 수 있다. p62와 유비퀴틴이 응집되고 축적되어 봉입체를 형성하는 지시된 장애가 있는 것으로 여겨지는 사람 대상체의 체액을 포함한 신체 기타 부분 또는 뇌 조직 중에서의 봉입체의 양을 결정하기 위해, p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체에 대한 모노클로널 항체를 사용함으로써 ELISA를 수행할 수 있다.Purified p62 polypeptides, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complexes can be used to generate monoclonal or polyclonal antibodies. Fragments of p62 polypeptides can also be used to generate monoclonal or polyclonal antibodies. Binding of p62 polypeptides to ubiquitin using monoclonal or polyclonal antibodies obtained in succession and various, including, but not limited to, cells, tissues and body fluids (eg, but not limited to serum, plasma and urine) Formation of p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complex in a sample can be determined. P62 polypeptides, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complexes can be assayed using various molecular biological methods, including but not limited to in situ hybridization, immunoprecipitation, immunofluorescence staining, western blot analysis, and the like. p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin to determine the amount of inclusion bodies in other parts of the body or brain tissue, including the body fluids of human subjects, believed to have an indicated disorder in which p62 and ubiquitin aggregate and accumulate to form inclusion bodies. ELISA can be performed by using monoclonal antibodies to the complex.

본 발명의 항체에는 폴리클로널, 모노클로널, 다중 특이적, 사람, 사람 적응화 또는 키메라 항체, 단일 쇄 항체, Fab 단편, F(ab') 단편, Fab 발현 라이브러리에 의해 생성된 단편, 항-유전자형(항-Id) 항체(예를 들어, 본 발명의 항체에 대한 항-Id 항체 포함), 및 상기 언급된 것의 에피토프-결합성 단편이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "항체"는 면역글로불린 분자, 및 면역글로불린 분자의 면역학적 활성 부분, 즉 항원과 면역특이적으로 결합하는 항원 결합성 부위를 함유하는 분자를지칭한다. 본 발명의 면역글로불린 분자는 면역글로불린 분자의 어떠한 유형(예: IgG, IgE, IgM, IgD, IgA 및 IgY), 부류(예: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 및 IgA2) 또는 아부류일 수도 있다.Antibodies of the invention include polyclonal, monoclonal, multispecific, human, human adaptation or chimeric antibodies, single chain antibodies, Fab fragments, F (ab ') fragments, fragments generated by Fab expression libraries, anti- Genotype (anti-Id) antibodies (including, for example, anti-Id antibodies to antibodies of the invention), and epitope-binding fragments of those mentioned above are included, but are not limited to these. As used herein, the term “antibody” refers to an immunoglobulin molecule and a molecule containing an immunologically active portion of an immunoglobulin molecule, ie, an antigen binding site that immunospecifically binds an antigen. The immunoglobulin molecules of the invention may be of any type (eg, IgG, IgE, IgM, IgD, IgA and IgY), class (e.g., IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 and IgA2) or subclasses of immunoglobulin molecules. have.

본 발명의 항체는 단일 특이적, 이중 특이적, 삼중 특이적 또는 보다 큰 차수의 다중 특이적일 수 있다. 다중 특이적 항체는 본 발명의 폴리펩티드의 상이한 에피토프에 대해 특이적일 수 있거나, 또는 본 발명의 폴리펩티드 뿐만 아니라 이종 에피토프, 예를 들면, 이종 폴리펩티드 또는 고형 지지체 물질 모두에 대해 특이적일 수 있다.Antibodies of the invention may be monospecific, bispecific, triple specific or higher order multispecific. Multispecific antibodies may be specific for different epitopes of polypeptides of the invention, or may be specific for both polypeptides of the invention as well as heterologous epitopes, eg, heterologous polypeptides or solid support materials.

본 발명의 항체는 이들이 인식하거나 특이적으로 결합하는, 본 발명의 폴리펩티드의 에피토프(들) 또는 부분(들) 측면에서 기재되거나 구체화될 수 있다. 이러한 에피토프(들) 또는 폴리펩티드 부분(들)은 예를 들어, N-말단 및 C-말단 위 치, 연속되는 아미노산 잔사의 크기 등에 의해, 본원에 기재된 바와 같이 구체화될 수 있다.Antibodies of the invention may be described or specified in terms of epitope (s) or portion (s) of the polypeptides of the invention to which they recognize or specifically bind. Such epitope (s) or polypeptide portion (s) can be specified as described herein, eg, by the N-terminal and C-terminal positions, the size of consecutive amino acid residues, and the like.

본 발명의 항체는, 예를 들어, 시험관내 및 생체내 진단 및 치료 방법을 포함하여, 본 발명의 폴리펩티드를 정제, 탐지 및 표적화하는데 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 항체는 생물학적 샘플 중의 본 발명의 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체의 수준을 정성적 및 정량적으로 측정하기 위한 면역검정에 사용한다.Antibodies of the invention can be used to purify, detect, and target polypeptides of the invention, including but not limited to, for example, in vitro and in vivo diagnostic and therapeutic methods. For example, the antibodies are used in immunoassays to qualitatively and quantitatively determine the level of a p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complex of the invention in a biological sample.

다음에 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 본 발명의 항체는 단독으로 사용되거나 기타 조성물과 조합하여 사용될 수 있다. 이러한 항체는 추가로, N- 또는 C-말단에서 이종 폴리펩티드와 재조합적으로 융합되거나 또는 폴리펩티드 또는 기타 조성물에 화학적으로 접합(공유 및 비-공유 접합 포함)될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 항체는 탐지 검정에 있어서 표지물로서 유용한 분자, 및 효과인자(effector) 분자, 예를 들면, 이종 폴리펩티드, 약물, 방사성 핵종 또는 독소와 재조합적으로 융합 또는 접합될 수 있다.As discussed in more detail below, the antibodies of the invention can be used alone or in combination with other compositions. Such antibodies may further be recombinantly fused with the heterologous polypeptide at the N- or C-terminus or chemically conjugated (including covalent and non-covalent conjugation) to the polypeptide or other composition. For example, the antibodies of the invention can be recombinantly fused or conjugated with molecules useful as markers in detection assays, and effector molecules such as heterologous polypeptides, drugs, radionuclides or toxins.

본 발명의 항체는 당해 분야에 공지된 적합한 어떠한 방법에 의해서도 제조될 수 있다. 관심있는 항원에 대한 폴리클로널 항체는 당해 분야에 널리 공지된 각종 과정에 의해 생성될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 폴리펩타이드를 래빗트, 마우스, 랫트 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 각종 숙주 동물에게 투여하여, 상기 항원에 특이적인 폴리클로널 항체를 함유하는 혈청의 생산을 유도할 수 있다. 각종 아쥬반트를 사용하여, 숙주 종에 따라서 면역학적 반응을 증가시킬 수 있고, 이에는 프로인트(완전 및 불완전), 미네랄 겔(예: 수산화알루미늄), 계면 활성 물질(예: 리소레시틴, 플루로닉 폴리올, 폴리음이온, 펩티드, 오일 에멀션, 키홀 림펫 헤모시아닌, 디니트로페놀) 및 잠재적으로 유용한 사람 아쥬반트[예: BCG (bacille Calmette-Guerin) 및 코리네박테리움 파르붐(corynebacterium parvum)]이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 아쥬반트는 또한 당해 분야에 널리 공지되어 있다.Antibodies of the invention can be prepared by any suitable method known in the art. Polyclonal antibodies directed against the antigen of interest can be produced by a variety of procedures well known in the art. For example, the polypeptide of the present invention can be administered to a variety of host animals, including but not limited to rabbits, mice, rats, and the like, to induce the production of serum containing polyclonal antibodies specific for the antigen. have. Various adjuvants can be used to increase the immunological response depending on the host species, including Freund (complete and incomplete), mineral gels (e.g. aluminum hydroxide), surfactants (e.g. lysocithin, fluo) Nick polyols, polyanions, peptides, oil emulsions, keyhole limpet hemocyanin, dinitrophenol) and potentially useful human adjuvants such as BCG (bacille Calmette-Guerin and corynebacterium parvum) Include, but are not limited to. Such adjuvants are also well known in the art.

모노클로널 항체는 하이브리도마, 재조합 및 파아지 디스플레이 기술, 또는 이들의 조합 기술의 사용을 포함한, 당해 분야에 공지된 광범위한 기술을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 모노클로널 항체는 당해 분야에 공지된 것을 포함한 하이브리도마 기술을 사용하여 생성할 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "모노클로널 항체"는 하이브리도마 기술을 통해 생성된 항체로 제한되지 않는다. 용어 "모노클로널 항체"는 모든 진핵성, 원핵성 또는 파아지 클론을 포함한 단일 클론으로부터 유도된 항체를 언급하는 것이며, 이의 생성 방법에 의해 제조되는 항체를 언급하는 것이 아니다.Monoclonal antibodies can be prepared using a wide range of techniques known in the art, including the use of hybridoma, recombinant and phage display techniques, or combinations thereof. For example, monoclonal antibodies can be produced using hybridoma techniques, including those known in the art. As used herein, the term “monoclonal antibody” is not limited to antibodies produced through hybridoma technology. The term "monoclonal antibody" refers to an antibody derived from a single clone, including all eukaryotic, prokaryotic or phage clones, not to antibodies produced by the method of production thereof.

하이브리도마 기술을 사용하여 특이적 항체를 생성하고 스크리닝하는 방법은 통상적이고 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 비-제한적 예에서, 마우스를 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체 또는 이를 발현하는 세포로 면역시킬 수 있다. 일단 면역 반응이 탐지되면, 예를 들어, 항원에 특이적인 항체가 마우스 혈청에서 탐지되면, 마우스 비장을 수거하고 비장 세포를 분리한다. 이어서, 비장 세포를, 널리 공지된 기술을 사용하여 적합한 골수종 세포, 예를 들 면, ATCC에서 입수 가능한 세포주 SP20 기원의 세포에 융합시킨다. 하이브리도마를 제한된 희석으로 선별하고 클로닝시킨다. 이어서, 당해 분야에 공지된 방법에 의해, 하이브리도마 클론을 대상으로 하여, 본 발명의 폴리펩티드 또는 이의 결합 파트너와의 복합체와 결합할 수 있는 항체를 분비하는 세포에 대해 검정한다. 마우스를 양성 하이브리도마 클론으로 면역시킴으로써, 일반적으로 높은 수준의 항체를 함유하는 복수액을 생성할 수 있다.Methods of generating and screening specific antibodies using hybridoma technology are conventional and well known in the art. In a non-limiting example, mice can be immunized with p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complex or cells expressing it. Once an immune response is detected, for example, an antibody specific for an antigen is detected in mouse serum, the mouse spleen is harvested and the spleen cells are isolated. Spleen cells are then fused to suitable myeloma cells, such as cells of cell line SP20, available from ATCC using well known techniques. Hybridomas are selected and cloned at limited dilution. The hybridoma clones are then assayed for cells secreting antibodies capable of binding to the polypeptide of the present invention or a complex with a binding partner thereof by methods known in the art. By immunizing mice with positive hybridoma clones, ascites fluids generally containing high levels of antibodies can be generated.

항체를 고형 지지체에 부착시킬 수도 있는데, 이는 표적 항원의 면역검정 또는 정제에 특히 유용하다. 이러한 고형 지지체에는 유리, 셀룰로즈, 폴리아크릴아미드, 나일론, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리프로필렌이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.Antibodies can also be attached to a solid support, which is particularly useful for immunoassay or purification of the target antigen. Such solid supports include, but are not limited to, glass, cellulose, polyacrylamide, nylon, polystyrene, polyvinyl chloride or polypropylene.

항체 결합에 대한 검정Assay for Antibody Binding

본 발명의 항체를 대상으로 하여, 당해 분야에 공지된 모든 방법에 의해 면역특이적 결합에 대해 검정할 수 있다. 사용될 수 있는 면역검정에는 웨스턴 블롯, 방사성 면역검정, ELISA(효소 결합 면역흡착 검정), "샌드위치" 면역검정, 면역침전 검정, 침강항체(precipitin) 반응, 겔 확산 침강항체 반응, 면역확산 반응, 응집 반응 검정, 보체-고착 검정, 면역방사계 측정 검정, 형광 면역검정, 단백질 A 면역검정 등의 기술을 사용하는 경쟁적 및 비-경쟁적 검정 시스템이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 검정은 통상적이고 당해 분야에 널리 공지되어 있다[참조: Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York; 이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]. 면역검정의 예가 다음에 간략하게 기재되어 있지만, 이로써 제한되지 않는다.Antibodies of the invention can be assayed for immunospecific binding by any method known in the art. Immunoassays that may be used include western blots, radioimmunoassays, ELISA (enzyme-linked immunosorbent assays), "sandwich" immunoassays, immunoprecipitation assays, precipitin reactions, gel diffusion sedimentation antibody responses, immunodiffusion reactions, aggregation Competitive and non-competitive assay systems using techniques such as response assays, complement-fixation assays, immunoradiometric assays, fluorescence immunoassays, Protein A immunoassays, and the like. Such assays are conventional and well known in the art. See Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York; The entirety of which is incorporated herein by reference]. Examples of immunoassays are briefly described below, but are not limited thereto.

면역침전 프로토콜은 일반적으로, 단백질 포스파타제 및/또는 단백질 억제제(예: EDTA, PMSF, 아프로티닌, 나트륨 바나데이트)가 보충된 RIPA 완충액(1% NP-40 또는 트리톤 X-100, 1% 나트륨 데옥시콜레이트, 0.1% SDS, 0.15M NaCl, 0.01M 인산나트륨(pH 7.2), 1% 트라실롤)과 같은 용해 완충액 중에 세포 집단을 용해시키고; 관심있는 항체를 상기 세포 용해물에 가하며; 4℃에서 일정 시간(예: 1 내지 4시간) 동안 항온 배양하고; 단백질 A 및/또는 단백질 G 세파로즈 비드를 상기 세포 용해물에 가하며; 4℃에서 약 1시간 이상 동안 항온 배양하고; 상기 비드를 용해 완충액에서 세척하며; 이러한 비드를 SDS/샘플 완충액에 재현탁시키는 것을 포함한다. 특정한 항원을 면역침전시키는 관심있는 항체의 능력은, 예를 들어, 웨스턴 블롯 분석에 의해 평가할 수 있다. 당업자는 항원에 대한 상기 항체의 결합을 증가시키고 배경을 감소시키기 위해 변형시킬 수 있는 파라미터(예를 들면, 세포 용해물을 세파로즈 비드로 예비세정시킴)에 관한 지식이 있을 것이다. 면역침전 프로토콜에 관한 추가의 논의를 위해, 다음 문헌을 참조할 수 있다[참조: Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York at 10.16.1].Immunoprecipitation protocols generally include RIPA buffer (1% NP-40 or Triton X-100, 1% sodium deoxy) supplemented with protein phosphatase and / or protein inhibitors (e.g. EDTA, PMSF, aprotinin, sodium vanadate). Lysing the cell population in lysis buffer such as cholate, 0.1% SDS, 0.15M NaCl, 0.01M sodium phosphate, pH 7.2, 1% trasylol); The antibody of interest is added to the cell lysate; Incubate at 4 ° C. for a period of time (eg, 1 to 4 hours); Protein A and / or Protein G Sepharose beads are added to the cell lysate; Incubate at 4 ° C. for at least about 1 hour; Washing the beads in lysis buffer; Resuspending these beads in SDS / sample buffer. The ability of the antibody of interest to immunoprecipitate a particular antigen can be assessed, for example, by western blot analysis. Those skilled in the art will be knowledgeable about parameters that can be modified to increase binding of the antibody to antigen and to reduce background (eg, pre-clean cell lysates with Sepharose beads). For further discussion of immunoprecipitation protocols, reference may be made to Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York at 10.16.1.

웨스턴 블롯 분석은 일반적으로, 단백질 샘플을 제조하고; 이러한 단백질 샘플을 폴리아크릴아미드 겔(예: 항원의 분자량에 따라서 8%-20% SDS-PAGE)에서 전기 영동시키고; 단백질 샘플을 폴리아크릴아미드 겔로부터 니트로셀룰로즈, PVDF 또는 나일론 등의 막으로 옮기며; 상기 막을 차단용 용액(예: 3% BSA 또는 무지방 우유를 수반한 PBS)에서 차단시키고; 상기 막을 세척 완충액(예: PBS-Tween 20)에서 세척하며; 상기 막을 차단용 완충액 중에 희석된 1차 항체(관심있는 항체)로 차단시키며; 상기 막을 세척 완충액에서 세척하고; 상기 막을 차단용 완충액 중에 희석된 효소 기질(예: 서양고추냉이 퍼옥시다제 또는 알칼리성 포스파타제) 또는 방사성 분자(예: 32P 또는 125I)에 접합된 2차 항체(1차 항체를 인식하는 항체, 예를 들면, 항-사람 항체)로 차단시키며; 상기 막을 세척 완충액에서 세척하고; 항원의 존재 여부를 탐지하는 것을 포함한다. 당업자는 탐지된 시그널을 증가시키고 배경 소음을 감소시키기 위해 변형시킬 수 있는 파라미터에 관한 지식이 있을 것이다. 웨스턴 블롯 프로토콜에 관한 추가의 논의를 위해, 다음 문헌을 참조할 수 있다[참조: Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York at 10.8.1].Western blot analysis generally produces protein samples; Such protein samples are electrophoresed on polyacrylamide gels (eg 8% -20% SDS-PAGE depending on the molecular weight of the antigen); Protein samples are transferred from polyacrylamide gels to membranes such as nitrocellulose, PVDF or nylon; Blocking the membrane in a blocking solution (eg 3% BSA or PBS with nonfat milk); The membrane is washed in a wash buffer (eg PBS-Tween 20); Blocking the membrane with a primary antibody (antibody of interest) diluted in blocking buffer; Washing the membrane in wash buffer; The membrane is a secondary antibody (an antibody that recognizes a primary antibody) conjugated to an enzyme substrate (eg horseradish peroxidase or alkaline phosphatase) or radioactive molecule (eg 32 P or 125 I) diluted in blocking buffer; For example, anti-human antibodies); Washing the membrane in wash buffer; Detecting the presence of an antigen. Those skilled in the art will be knowledgeable about parameters that can be modified to increase the detected signal and reduce background noise. For further discussion of Western blot protocols, reference may be made to Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York at 10.8.1].

ELISAs는 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴을 포함하는 샘플을 포함할 수 있는 항원을 제조하고; 96 웰 미세역가 판의 웰을 상기 항원으로 피복하고; 효소 기질(예: 서양고추냉이 퍼옥시다제 또는 알칼리성 포스파타제)과 같이 탐지 가능한 화합물에 접합된 관심있는 항체를 상기 웰에 가하고, 일정 시간 동안 항온 배양한 다음, 상기 항원의 존재 여부를 탐지하는 것을 포함한다. ELISAs에서는, 관심있는 항체가 탐지 가능한 화합물에 접합되지 않아야 하고; 대 신, 탐지 가능한 화합물에 접합된 제2 항체(관심있는 항체를 인식한다)를 웰에 가할 수 있다. 추가로, 웰을 항원으로 피복하는 것 대신, 항체를 웰에 피복할 수도 있다. 이러한 경우, 탐지 가능한 화합물에 접합된 제2 항체를, 관심있는 항원을 상기 피복된 웰에 부가하는 것과 동시에 또는 부가한 후에 가할 수 있다. 당업자는 탐지된 시그널을 증가시킬 뿐만 아니라 당해 분야에 공지된 ELISAs의 기타 변수를 증가시키기 위해 변형시킬 수 있는 파라미터에 관한 지식이 있을 것이다. ELISAs에 관한 추가의 논의를 위해, 다음 문헌을 참조할 수 있다[참조: Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York at 11.2.1].ELISAs produce antigens that may include a sample comprising p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin; Coating wells of a 96 well microtiter plate with said antigen; Adding an antibody of interest conjugated to a detectable compound, such as an enzyme substrate (eg horseradish peroxidase or alkaline phosphatase) to the wells, incubating for a period of time, and then detecting the presence of the antigen. do. In ELISAs, the antibody of interest should not be conjugated to a detectable compound; Instead, a second antibody conjugated to a detectable compound (which recognizes the antibody of interest) can be added to the well. In addition, instead of coating the wells with the antigen, the antibodies may be coated with the wells. In such cases, a second antibody conjugated to a detectable compound can be added at the same time or after addition of the antigen of interest to the coated well. Those skilled in the art will be knowledgeable about parameters that can be modified to increase the signal detected as well as to increase other variables of ELISAs known in the art. For further discussion of ELISAs, reference may be made to Ausubel et al, eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York at 11.2.1].

봉입체 진단 검정Inclusion Diagnostic Test

본 발명은 또한, 생물학적 샘플 중에서의 봉입체의 존재를 탐지하기 위한 진단 방법을 제공한다. 이는 직접적으로 검정(예를 들면, p62 폴리펩티드 또는 이의 단편에 반응하여 유도된 항체를 사용하여 폴리펩티드 수준을 검정함으로써 수행함)하거나 또는 간접적으로 검정(예를 들면, p62 폴리펩티드 또는 이의 단편에 대한 특이성을 지닌 항체에 대해 검정함으로써 수행함)할 수 있다.The invention also provides a diagnostic method for detecting the presence of inclusion bodies in a biological sample. This can be done directly by assaying (eg, by assaying polypeptide levels using antibodies derived in response to a p62 polypeptide or fragment thereof) or indirectly by assaying (eg, having specificity for a p62 polypeptide or fragment thereof). By assaying for antibodies).

질병 상태에 대한 진단이 이미 이루어진 경우, 본 발명은 환자에게 존재하는 유비퀴틴/p62 복합체의 양을 측정함으로써 질병 상태의 진행 또는 퇴행을 모니터하는데 유용한데, 이렇게 함으로써 봉입체 생성 증가를 나타내는 환자가 보다 낮은 수준으로 봉입체를 생성하는 환자에 비해 더 악화된 임상 결과를 경험하게 될 것이 다.If a diagnosis of a disease state has already been made, the present invention is useful for monitoring the progression or regression of the disease state by measuring the amount of ubiquitin / p62 complex present in the patient, thereby lowering the levels of patients exhibiting increased inclusion body production. As a result, patients will experience worse clinical outcomes than patients who produce inclusion bodies.

표지된 분자의 존재 여부는 생체내 스캐닝에 대해 당해 분야에 공지된 방법을 사용하여 환자에게서 탐지할 수 있다. 이들 방법은 사용된 표지물의 유형에 좌우된다. 숙련인은 특정한 표지물을 탐지하는데 적당한 방법을 결정할 수 있을 것이다. 본 발명의 진단 방법에 사용될 수 있는 방법 및 장치에는 전산화 단층촬영술(CT), 전신 스캔, 예를 들면, 양전자 방출 단층촬영술(PET), 자기 공명 영상화(MRI) 및 초음파 촬영술 뿐만 아니라 전자 상자성 공명(EPR) 및 핵 자기 공명(NMR)이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.The presence of labeled molecules can be detected in the patient using methods known in the art for in vivo scanning. These methods depend on the type of label used. The skilled person will be able to determine the appropriate method for detecting a particular label. Methods and apparatus that can be used in the diagnostic methods of the invention include computerized tomography (CT), whole body scans such as positron emission tomography (PET), magnetic resonance imaging (MRI), and ultrasonography as well as electron paramagnetic resonance ( EPR) and nuclear magnetic resonance (NMR), but are not limited thereto.

특정 양태에서는, 유비퀴틴과 특이적으로 결합하는 폴리펩티드 등의 분자를 방사성 동위원소로 표지시키고, 이를 방사선 반응성 외과적 기구(Thurston 등의 미국 특허 제5,441,050)를 사용하여 환자에게서 탐지한다. 또 다른 양태에서는, 상기 분자를 형광성 화합물로 표지시키고, 이를 형광 반응성 스캐닝 기구를 사용하여 환자에게서 탐지한다. 또 다른 양태에서는, 상기 분자를 양전자 방출성 금속으로 표지시키고, 이를 양전자 방출 단층촬영술을 이용하여 환자에게서 탐지한다. 또 다른 양태에서는, 상기 분자를 상자성 표지로 표지시키고, 이를 자기 공명 영상화(MRI)를 사용하여 환자에게서 탐지한다.In certain embodiments, molecules such as polypeptides that specifically bind ubiquitin are labeled with a radioisotope and detected in a patient using a radioactive surgical instrument (Thurston et al. US Pat. No. 5,441,050). In another embodiment, the molecule is labeled with a fluorescent compound and detected in the patient using a fluorescent reactive scanning instrument. In another embodiment, the molecule is labeled with a positron emitting metal and detected in the patient using positron emission tomography. In another embodiment, the molecule is labeled with a paramagnetic label and detected in the patient using magnetic resonance imaging (MRI).

한 국면에서는, 대상체에게 비-독성인, 상기 언급된 방법 또는 몇몇 기타 기전에 의해 탐지될 수 있는 표지물을 사용하고; 표지된 폴리펩티드가 순환하여 이의 결합 표적물에 결합하도록 이러한 폴리펩티드를 대상체에게 주사하고, 이로써 표적 덩어리, 예를 들면, 유비퀴틴 또는 봉입체 응집물의 존재 여부를 탐지함으로써 생 체내 진단을 수행할 수 있다.In one aspect, the use of a label that can be detected by the aforementioned method or some other mechanism, which is non-toxic to the subject; In vivo diagnostics can be performed by injecting such a polypeptide into a subject so that the labeled polypeptide circulates and binds to its binding target, thereby detecting the presence of a target mass, such as ubiquitin or inclusion aggregates.

표지물Cover

적합한 효소 표지물에는 예를 들어, 기질과 반응함으로써 과산화수소의 생성을 촉매하는 옥시다제 그룹으로부터 유래된 것이 포함된다. 글루코스 옥시다제가 특히 바람직한데, 이는 이의 우수한 안정성과 이의 기질(글로코스)의 입수 용이성 때문이다. 옥시다제 표지물의 활성은 효소-표지된 항체/기질 반응에 의해 형성된 과산화수소의 농도를 측정함으로써 검정할 수 있다. 효소 이외에도, 기타 적합한 표지물에는 방사성 동위원소, 예를 들면, 요오드(125I, 121I), 탄소(14C), 황(35S), 삼중 수소(3H), 인듐(112In) 및 테크네튬(99 mTc), 및 형광성 표지물, 예를 들면, 플루오레세인 및 로다민, 및 바이오틴이 포함된다.Suitable enzyme labels include, for example, those derived from oxidase groups that catalyze the production of hydrogen peroxide by reacting with a substrate. Glucose oxidase is particularly preferred because of its excellent stability and the availability of its substrate (glocos). The activity of the oxidase label can be assayed by measuring the concentration of hydrogen peroxide formed by the enzyme-labeled antibody / substrate reaction. In addition to enzymes, other suitable labels include radioactive isotopes such as iodine ( 125 I, 121 I), carbon ( 14 C), sulfur ( 35 S), tritium ( 3 H), indium ( 112 In) and technetium ( 99 m Tc), and fluorescent labels such as fluorescein and rhodamine, and biotin.

본 발명의 p62 폴리펩티드-, 유비퀴틴- 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체-특이적 항체에 적합한 추가의 표지물이 다음에 제공된다. 적합한 효소 표지물의 예에는 말레이트 데하이드로게나제, δ-5-스테로이드 이소머라제, 효모-알코올 데하이드로게나제, α-글리세롤 포스페이트 데하이드로게나제, 트리오스 포스페이트 이소머라제, 퍼옥시다제, 알칼리성 포스파타제, 아스파라기나제, 글루코스 옥시다제, β-갈락토시다제, 리보뉴클레아제, 우레아제, 카탈라제, 글루코스-6-포스페이트 데하이드로게나제, 글루코아밀라제 및 아세틸콜린 에스테라제가 포함된다.Further labels suitable for the p62 polypeptide-, ubiquitin- or p62 polypeptide / ubiquitin complex-specific antibodies of the invention are provided below. Examples of suitable enzyme labels include maleate dehydrogenase, δ-5-steroid isomerase, yeast-alcohol dehydrogenase, α-glycerol phosphate dehydrogenase, trios phosphate isomerase, peroxidase, Alkaline phosphatase, asparaginase, glucose oxidase, β-galactosidase, ribonucleases, urease, catalase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, glucoamylase and acetylcholine esterase.

적합한 방사성 동위원소 표지물의 예에는 3H, 111In, 125I, 131I, 32P, 35S, 14C, 51Cr, 57To, 58Co, 59Fe, 75Se, 152Eu, 90Y, 67Cu, 217Ci, 211At, 212Pb, 47Sc, 109Pd 등이 포함된다. 생체내 영상화가 사용되는 111In이 바람직한 동위원소인데, 이는 이것이 간에 의한 125I 또는 131I-표지된 폴리펩티드의 탈할로겐화 문제점을 피하기 때문이다. 또한, 이러한 방사성 뉴클레오티드는 영상화를 위해 보다 선호되는 감마 방출 에너지를 갖는다. 예를 들어, 1-(P-이소티오시아네이토벤질)-DPTA와의 모노클로널 항체와 커플링된 111In은 비-종양 조직, 특히 간에서 거의 흡수되지 않으므로, 종양 국재의 특이성을 증강시키는 것으로 밝혀졌다.Examples of suitable radioisotope labels include 3 H, 111 In, 125 I, 131 I, 32 P, 35 S, 14 C, 51 Cr, 57 To, 58 Co, 59 Fe, 75 Se, 152 Eu, 90 Y, 67 Cu, 217 Ci, 211 At, 212 Pb, 47 Sc, 109 Pd and the like. 111 In, where in vivo imaging is used, is the preferred isotope because it avoids the problem of dehalogenation of 125 I or 131 I-labeled polypeptides by the liver. In addition, such radionucleotides have a more preferred gamma emission energy for imaging. For example, 111 In coupled with a monoclonal antibody with 1- (P-isothiocyanatobenzyl) -DPTA is hardly absorbed by non-tumor tissues, especially the liver, thus enhancing the specificity of tumor localization. It turned out.

적합한 비-방사성 동위원소 표지물의 예에는 157Gd, 55Mn, 162Dy, 52Tr 및 56Fe가 포함된다.Examples of suitable non-radioactive isotopic labels include 157 Gd, 55 Mn, 162 Dy, 52 Tr and 56 Fe.

적합한 형광성 표지물의 예에는 152Eu 표지물, 플루오레세인 표지물, 이소티오시아네이트 표지물, 로다민 표지물, 피코에리트린 표지물, 피코시아닌 표지물, 알로피코시아닌 표지물, o-프탈데히드 표지물 및 플루오레스카민 표지물이 포함된다.Examples of suitable fluorescent labels include 152 Eu labels, fluorescein labels, isothiocyanate labels, rhodamine labels, phycoerythrin labels, phycocyanin labels, allophycocyanin labels, o-phthalaldehyde labels and fluorescamine Labels are included.

적합한 독소 표지물의 예에는 슈도모나스 독소, 디프테리아 독소, 리신 및 콜레라 독소가 포함된다.Examples of suitable toxin labels include Pseudomonas toxin, diphtheria toxin, lysine and cholera toxin.

화학발광성 표지물의 예에는 루미날 표지물, 이소루미날 표지물, 방향족 아크리디늄 에스테르 표지물, 이미다졸 표지물, 아크리디늄 염 표지물, 옥살레이트 에스테르 표지물, 루시페린 표지물, 루시퍼라제 표지물 및 수성 표지물이 포함된다.Examples of chemiluminescent labels include luminal labels, isoluminal labels, aromatic acridinium ester labels, imidazole labels, acridinium salt labels, oxalate ester labels, luciferin labels, luciferase labels and aqueous labels.

핵 자기 공명 콘트라스팅제의 예에는 Gd, Mn 및 철 등의 중금속 핵이 포함된다. 이중 수소를 사용할 수도 있다. 기타 콘트라스팅제가 또한, EPR, PET 또는 기타 영상화 기전을 위해 존재할 수 있는데, 이는 당업자에게 공지되어 있다.Examples of nuclear magnetic resonance contrasting agents include heavy metal nuclei such as Gd, Mn and iron. Double hydrogen may also be used. Other contrasting agents may also be present for EPR, PET or other imaging mechanisms, which are known to those skilled in the art.

상기 언급된 표지물을 폴리펩티드에 결합시키기 위한 전형적인 기술이 다음 문헌에 제공되어 있다[참조: Kennedy et al. (1976) Clin. Chim. Acta 70:1-31, and Schurs et al. (1977) Clin. Chim. Acta 81:1-40]. 커플링 기술에는 글루타르알데히드 방법, 퍼요오데이트 방법, 디말레이미드 방법, m-말레이미도벤질-N-하이드록시-석신이미드 에스테르 방법(이들 방법 모두가 본원에 참조로써 삽입된다)이 포함된다.Typical techniques for binding the above-mentioned labels to polypeptides are provided in Kennedy et al. (1976) Clin. Chim. Acta 70: 1-31, and Schurs et al. (1977) Clin. Chim. Acta 81: 1-40]. Coupling techniques include glutaraldehyde methods, periodate methods, dimaleimide methods, m-maleimidobenzyl-N-hydroxy-succinimide ester methods (all of which are incorporated herein by reference) .

본 발명의 폴리펩티드 및 항체(이의 단편 포함)를 사용하여, 바이오칩 및 바이오센서 기술을 이용하여 p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체를 탐지할 수 있다. 본 발명의 바이오칩 및 바이오센서는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체를 특이적으로 인식하는 항체를 탐지하기 위해 본 발명의 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 본 발명의 바이오칩 및 바이오센서는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체를 탐지하기 위해 본 발명의 폴리펩티드를 특이적으로 인식하는 항체를 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명은 p62 핵산, 바람직하게는 올리고뉴클레오티드, 및 바람직하게는, 생물학적 샘플과 같은 검정 가능한 샘플에 존재할 수 있는 야생형 또는 돌연변이체 p62 전사체와 하이브리드화하거나 이를 탐지하는데 사용될 수 있는 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함하는 어레이(array), 예를 들면, 마이크로아레이 또는 매크로어레이 칩을 고려한다. 이러한 어레이 구조는 널리 공지되어 있다.Polypeptides and antibodies of the invention, including fragments thereof, can be used to detect p62 polypeptides, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complexes using biochip and biosensor techniques. Biochips and biosensors of the invention can include polypeptides of the invention to detect antibodies that specifically recognize the p62 polypeptide / ubiquitin complex. Biochips and biosensors of the invention may also comprise an antibody that specifically recognizes a polypeptide of the invention to detect a p62 polypeptide / ubiquitin complex. In addition, the invention provides antisense oligonucleotides that can be used to hybridize or detect wild type or mutant p62 transcripts that may be present in p62 nucleic acids, preferably oligonucleotides, and preferably assayable samples such as biological samples. Consider an array including, for example, a microarray or a macroarray chip. Such array structures are well known.

봉입체 탐지 Inclusion Detection 키트Kit

본 발명은 또한, 생물학적 샘플 중의 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체의 존재 여부를 알아보기 위해 샘플을 분석하기 위한 키트를 포함한다. 일반적인 양태에서, 상기 키트는 바람직하게는 p62 폴리펩티드, 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체에 대한 정제된 항체일 수 있는, p62 폴리펩티드, 유비퀴틴 또는 p62 폴리펩티드/유비퀴틴 복합체와 특이적으로 결합하는 리간드를 한 가지 이상의 용기에 포함한다. 특정 양태에서는, 본 발명의 키트가 이러한 키트 내에 포함된 항체와 특이적으로 면역반응성인 에피토프를 포함하는 실질적으로 분리된 폴리펩티드를 함유한다. 바람직하게는, 본 발명의 키트가 관심있는 폴리펩티드와 반응하지 않는 대조군 항체를 추가로 포함한다. 상기 키트는 이의 사용에 대한 지시 사항과 라벨을 추가로 포함한다.The invention also includes a kit for analyzing a sample to determine the presence of a p62 polypeptide / ubiquitin complex in a biological sample. In a general embodiment, the kit is preferably one or more containers of ligands that specifically bind to a p62 polypeptide, ubiquitin or p62 polypeptide / ubiquitin complex, which may be a p62 polypeptide, or a purified antibody against a p62 polypeptide / ubiquitin complex. Include in. In certain embodiments, the kits of the present invention contain substantially isolated polypeptides comprising epitopes that are specifically immunoreactive with the antibodies contained in such kits. Preferably, the kit of the present invention further comprises a control antibody that does not react with the polypeptide of interest. The kit further includes a label and instructions for its use.

또 다른 특정 양태에서는, 본 발명의 키트가 관심있는 폴리펩티드에 대한 항체의 결합을 탐지하기 위한 수단(예를 들어, 상기 항체는 탐지 가능한 기질, 예를 들면, 형광성 화합물, 효소 기질, 방사성 화합물 또는 발광성 화합물에 접합될 수 있거나, 또는 제1 항체를 인식하는 제2 항체는 탐지 가능한 기질에 접합될 수 있다)과, 이의 사용에 대한 지시사항 및 라벨을 함유한다. 상기 키트는 또한, 이의 사용에 대한 지시 사항 및 봉입체 탐지기와 함께, 표지된 p62 폴리펩티드를 함유할 수 있다.In another specific embodiment, a kit of the invention is a means for detecting binding of an antibody to a polypeptide of interest (e.g., the antibody is a detectable substrate such as a fluorescent compound, an enzyme substrate, a radioactive compound or a luminescent light). A second antibody that can be conjugated to the compound or that recognizes the first antibody can be conjugated to a detectable substrate), and instructions and labels for its use. The kit may also contain a labeled p62 polypeptide, along with instructions for its use and inclusion body detector.

형질전환성Transformability 동물 및 세포주 Animal and Cell Lines

본 발명은 배선 외래 DNA를 이용하거나 또는 변형된 발현 수준의 특정 유전자를 이용하여 생성시킨 각종 동물을 제공한다. 이들 동물은 전형적으로, 이들의 게놈 내로 혼입된 외래 또는 돌연변이된 유전자를 갖는다. 이러한 한 부류의 형질전환성 동물, 소위 동형 접합성의 기능없는 또는 "녹아웃" 돌연변이체에서는, 유전자 조작을 통하여 내인성 유전자의 발현을 억제시켰다.The present invention provides a variety of animals produced using germline foreign DNA or using specific genes of modified expression levels. These animals typically have foreign or mutated genes incorporated into their genomes. In this class of transgenic animals, so-called homozygous nonfunctional or "knockout" mutants, gene manipulation has been used to inhibit expression of endogenous genes.

또한 본 발명에는, p62의 정상적 합성에 결함이 있는 이형 접합성 또는 동형 접합성인 포유류 세포주가 제공된다. 본 발명의 한 양태에서는, 상기 세포주가 탐지 가능한 수준의 p62를 합성하지 못한다. 또 다른 양태에서는, 상기 세포주가 기능성 p62를 합성하지 못한다. 본 발명은 추가로, p62의 정상적 합성에 결함이 있는 세포주를 제공한다. 이러한 세포주는 다능성 세포주로부터 유도될 수 있다.Also provided herein are mammalian cell lines that are heterozygous or homozygous that are defective in normal synthesis of p62. In one embodiment of the invention, the cell line does not synthesize detectable levels of p62. In another embodiment, the cell line does not synthesize functional p62. The invention further provides cell lines which are defective in the normal synthesis of p62. Such cell lines can be derived from pluripotent cell lines.

형질전환성 동물은 유전적 변형에 대해 동형 접합성 또는 이형 접합성일 수 있다. 대상 동물은 노화 관련 장애가 있는 것으로 진단된 개개인을 예방적으로 또는 발병 후에 치료하기 위한 후보 제제를 시험하는데 유용하다.The transgenic animal can be homozygous or heterozygous for genetic modification. The subject animal is useful for testing candidate agents for prophylactically or after onset of an individual diagnosed with an age-related disorder.

형질전환성 동물에는 일반적으로, 외래 또는 돌연변이체 단백질을 암호화하도록 내인성 염색체 위치 내로 상동적 또는 비-상동적으로 통합된 형질전환된 유전자 1개 이상의 복사물이 정착되어 있다. 이러한 형질전환성 동물은 통상적으로, 형질전환된 유전자 또는 표적화 작제물을 수정란 또는 배아 줄기(ES) 세포 내로 도입한 다음, 이를 배아에 주사함으로써 생성시킨다. 형질전환된 유전자를 수정란 또는 ES 세포 내로 도입하는 것은 전형적으로, 미세주사, 레트로바이러스성 감염, 전기천공, 리포펙션(lipofection) 또는 바이오리스틱(biolistic)에 의해 수행한다. 이어서, 수정란 또는 배아를 임신 기간 동안 적당한 가임신 암컷에게 전이시킨다. 이러한 방법에 따라서 녹아웃 돌연변이체를 수득할 수 있는데, 여기서는 도입되는 비-본래의 DNA가 특정한 유전자의 발현을 억제시키는데 사용될 핵산 작제물을 포함한다. 이러한 녹아웃 작제물이 전형적으로 ES 세포 내로 도입된다.Transgenic animals generally have at least one copy of a transformed gene that is homologous or non-homologously integrated into an endogenous chromosomal location to encode a foreign or mutant protein. Such transgenic animals are typically produced by introducing a transformed gene or targeting construct into fertilized egg or embryonic stem (ES) cells and then injecting it into an embryo. Introduction of the transformed gene into fertilized eggs or ES cells is typically performed by microinjection, retroviral infection, electroporation, lipofection or bioolistic. The fertilized egg or embryo is then transferred to the appropriate fertility female during pregnancy. According to this method knockout mutants can be obtained, wherein the non-native DNA introduced includes a nucleic acid construct that will be used to inhibit expression of a particular gene. Such knockout constructs are typically introduced into ES cells.

형질전환성 동물은 염색체외 요소로서 존재하거나 이의 세포의 전부 또는 일부, 특히 생식 세포에 안정적으로 통합된 외인성 핵산 서열을 포함한다. 달리 언급되지 않는 한, 형질전환성 동물은 배선 서열에 대한 안정적인 변화를 포함하는 것으로 추정될 것이다. 이러한 동물의 초기 작제 동안, "키메라" 또는 "키메라 동동물"이 생성되는데, 이는 아세트의 세포 만이 변형된 게놈을 갖는다. 키메라는 목적하는 형질전환성 동물을 생성시키기 위해 육종 목적으로 주로 사용된다. 이형 접합성 변형을 지닌 동물은 키메라를 육종함으로써 생성된다. 숫컷 및 암컷 이형 접합체를 전형적으로 육종하여 동형 접합성 동물을 생성시킨다.Transgenic animals comprise exogenous nucleic acid sequences present as extrachromosomal elements or stably integrated into all or part of their cells, in particular germ cells. Unless stated otherwise, transgenic animals will be assumed to contain stable changes to germline sequences. During the initial construction of such animals, "chimeras" or "chimeric animals" are produced, in which only cells of the acet have a modified genome. Chimeras are primarily used for breeding purposes to produce the desired transgenic animals. Animals with heterozygous modifications are produced by breeding chimeras. Male and female heterozygotes are typically bred to produce homozygous animals.

문헌[참조: Hogan, et al., Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory (1988) and Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells: A Practical Approach, E. J. Robertson, ed., IRL Press, Washington, D.C.,(1987); 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]에 따라서 키메라 표적화 마우스를 유도할 수 있다.Hogan, et al., Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory (1988) and Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells: A Practical Approach, EJ Robertson, ed., IRL Press, Washington, DC, (1987); Incorporated herein by reference, the chimeric targeting mouse can be induced.

배아 줄기 세포는 공개 문헌[참조: Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells: A Practical Approach, E. J. Robertson, ed., IRL Press, Washington, D.C. (1987); Zjilstra et al., Nature 342:435-438 (1989); and Schwartzberg et al., Science 246:799-803 (1989); 각각이 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]에 따라서 조작할 수 있다.Embryonic stem cells are described in the literature, Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells: A Practical Approach, E. J. Robertson, ed., IRL Press, Washington, D.C. (1987); Zjilstra et al., Nature 342: 435-438 (1989); and Schwartzberg et al., Science 246: 799-803 (1989); Each of which is incorporated herein by reference.

본 발명의 실시에 따라서, 특정 세포주 또는 비-사람 동물의 내인성 p62 대립 유전자를 기능적으로 붕괴시켜 내인적으로 암호화된 p62의 발현을 억제 또는 제거한다.In accordance with the practice of the present invention, the endogenous p62 allele of a particular cell line or non-human animal is functionally disrupted to inhibit or eliminate the expression of endogenously encoded p62.

형질전환성 비-사람 동물(상동적으로 표적화된 비-사람 동물을 포함함)을 제조하기 위해서는, 배아 줄기 세포(ES 세포)가 바람직하다. 문헌[참조: Robertson, E. J. (1987) in Teratocarcinomas and Embryonic Stein Cells: A Practical Approach. E. J. Robertson, ed. (Oxford: IRL Press), p. 71-112]에 필수적으로 기재된 바와 같이, 유사분열적으로 불활성인 SNL76/7 세포 공급 층[참조: McMahon and Bradley (1990) Cell 62: 1073] 상에 성장시킨 AB-1 주와 같은 쥐과 ES 세포를 상동 유전자 표적화에 사용할 수 있다. 기타 적합한 ES 주에는 E14 주[참조: Hooper et al. (1987) Nature 326: 292-295], D3 주[참조: Doetschman et al. (1985) J. Embryol. Exp. Morphi. 87: 27-45], 및 CCE 주[참조: Robertson et al. (1986) Nature 323: 445-448]가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 실시는 쥐과 종족 129/J(Jackson Laboratories)의 ES 세포를 사용하여 다음에 구체적 으로 예시된다. 특이적 표적화 돌연변이를 보유하고 있는 ES 세포로부터 마우스 주를 생성시키는 것에 관한 성공 여부는 ES 세포의 다능성(즉, 일단 숙주 포배낭 내로 주사되면, 배형성에 참여하고, 이로써 생성된 동물의 생식 세포에 기여하는 상기 세포의 능력)에 좌우된다. 상기와 같이 주사된 ES 세포를 함유하는 포배낭을 가임신 비-사람 암컷의 자궁에서 발생시키도록 하고, 키메라 마우스로서 태어나게 한다. 이로써 생성된 형질전환성 마우스는 불활성화된 내인성 p62 유전자 자리를 갖는 세포에 대해 키메라이며, 이를 역교배한 다음, 상기 불활성화된 p62에 대해 이형 접합성인 형질전환성 마우스를 동정하기 위해 자손의 꼬리 생검 DNA에 대해 PCR 또는 서던 블롯 분석함으로써 정확하게 표적화된 형질전환된 유전자(들)의 존재에 대해 스크리닝한다. 적당한 교배를 수행함으로써, 기능적으로 붕괴된 p62 대립 유전자에 대해 동형 접합성인 형질전환성 비-사람 동물을 생성할 수 있다. 이러한 형질전환성 동물은 실질적으로 내인성 p62 유전자 생성물을 만들 수 없다.Embryonic stem cells (ES cells) are preferred for preparing transgenic non-human animals (including homologously targeted non-human animals). See Robertson, E. J. (1987) in Teratocarcinomas and Embryonic Stein Cells: A Practical Approach. E. J. Robertson, ed. (Oxford: IRL Press), p. 71-112, murine ES cells, such as AB-1 strains grown on mitotically inactive SNL76 / 7 cell feed layers (McMahon and Bradley (1990) Cell 62: 1073), as described essentially Can be used for homologous gene targeting. Other suitable ES states include E14 week [Hooper et al. (1987) Nature 326: 292-295, D3 week [Doetschman et al. (1985) J. Embryol. Exp. Morphi. 87: 27-45, and the CCE note (Robertson et al. (1986) Nature 323: 445-448, but is not limited to such. The practice of the present invention is specifically illustrated below using ES cells of the murine species 129 / J (Jackson Laboratories). Success regarding the generation of mouse strains from ES cells carrying specific targeting mutations is dependent on the pluripotency of the ES cells (ie, once injected into the host vesicles, participate in embryogenesis and the resulting germ cells of the resulting animals). The ability of the cells to contribute to Embryos containing ES cells injected as above are generated in the uterus of nonpregnant non-human females and born as chimeric mice. The resulting transgenic mice are chimeric to cells with inactivated endogenous p62 locus, and backcrossed, and then the tail biopsy DNA of the offspring to identify transgenic mice heterozygous for the inactivated p62. Screen for the presence of precisely targeted transformed gene (s) by PCR or Southern blot analysis. By performing appropriate breeding, one can produce transgenic non-human animals homozygous for the functionally disrupted p62 allele. Such transgenic animals are unable to produce substantially endogenous p62 gene products.

기능적으로 붕괴된 p62 동형 접합성의 기능없는 돌연변이체 형질전환성 동물은 전형적으로, 랫트 또는 마우스를 포함할 것이지만, 비-쥐과 종, 예를 들면, 개, 소, 양, 염소, 피그 및 비-사람 영장류를 활용할 수도 있다.Functionally disrupted p62 homozygous nonfunctional mutant transgenic animals will typically include rats or mice, but include non-murine species, such as dogs, cattle, sheep, goats, pigs, and non-human primates. You can also use

본 발명의 p62-/- 포유류를 노화 관련 장애 또는 질환을 연구하기 위한 모델로서 활용할 수 있다. 또한, p62-/- 동물을 잠재적 치료학적 합성 p62 펩티드의 스크리닝에 사용할 수 있다. 이러한 펩티드를 대상으로 하여, p62-/- 마우스에 대한 국소 투여시 항-노화 관련 장애 표현형을 유도하는 능력에 대해 스크리닝할 수 있다. 후보 펩티드를 p62-/- 마우스에 주사함으로써 국소적으로 투여할 수 있을 것이다.The p62-/-mammals of the invention can be utilized as models for studying age-related disorders or diseases. In addition, p62-/-animals can be used for the screening of potentially therapeutic synthetic p62 peptides. Such peptides can be screened for their ability to induce anti-aging related disorder phenotype upon topical administration to p62 − / − mice. Candidate peptides may be administered locally by injection into p62 − / − mice.

이러한 본 발명의 실시는 neo 유전자를 형질전환된 유전자로서 사용하여 본원에 예시되어 있다. 목적하는 어떠한 형질전환된 유전자도 정착되어 있는 비-사람 동물을 생성시키는 것이 가능하다는 사실을 인지할 수 있는데, 단 이러한 형질전환된 유전자는 야생형 p62 유전자를 추가로 포함한 작제물에 함유될 수 있어야 한다.This practice of the invention is illustrated herein using the neo gene as a transformed gene. It will be appreciated that it is possible to produce non-human animals in which any transformed gene of interest is established, provided that such transformed gene can be contained in a construct further comprising a wild type p62 gene. .

유전자 gene 표적화Targeting 작제물Construct

포유류 게놈을 변형시키기 위해 상동 재조합을 이용하는 방법인 유전자 표적화를 사용하여 유전적 변화를 배양 세포 내로 도입할 수 있다. 관심있는 유전자를 배야 줄기(ES) 세포에 표적화시킴으로써, 이들 변화를 실험실용 동물의 배선 내로 도입하여, 특히 전 유기체에 대한 상기 변형 효과를 연구할 수 있다. 유전자 표적화 과정은 표적 유전자 자리에 대해 상동성인 세그먼트를 갖고 의도한 서열 변형(예: 삽입, 결실, 점 돌연변이)을 포함하기도 하는 DNA 표적화 작제물을 조직 배양 세포 내로 도입함으로써 수행한다. 이어서, 이와 같이 처리된 세포를 대상으로 하여 정확한 표적화에 대해 스크리닝하여, 적당하게 표적화된 것을 동정 및 분리한다. ES 세포에서 유전자 표적화시킴으로써 유전자 기능을 붕괴시키는 통상적인 계획은 ES 세포 게놈 내의 이의 염색체성 대응물과 상동 재조합을 진행하는 것으로 고안되는 표적화 작제물을 작제하는 것이다. 이러한 표적화 작제물은 전형적으로, 이들이 부가 서열, 예를 들면, 양성 선별 마커를 표적 유전자의 암호화 요소 내로 삽입시킴으로써 이를 기능적으로 붕괴시키도록 배열된다. 표적화 작제물은 통상적으로, 삽입-유형 또는 대체-유형 작제물이다[참조: Hasty et al. (1991) Mol. Cell. Biol. 11: 4509].Genetic changes can be introduced into cultured cells using gene targeting, a method using homologous recombination to modify the mammalian genome. By targeting the gene of interest to embryonic stem (ES) cells, these changes can be introduced into the germline of a laboratory animal, in particular studying the effect of the modification on the whole organism. The gene targeting process is performed by introducing DNA targeting constructs into tissue culture cells that have segments homologous to the target locus and that also include intended sequence modifications (eg, insertions, deletions, point mutations). Cells thus treated are then screened for correct targeting, identifying and isolating the appropriately targeted. A common scheme of disrupting gene function by gene targeting in ES cells is to construct targeting constructs designed to undergo homologous recombination with their chromosomal counterparts in the ES cell genome. Such targeting constructs are typically arranged such that they functionally disrupt it by inserting additional sequences, eg, a positive selection marker, into the coding element of the target gene. Targeting constructs are typically insertion-type or replacement-type constructs. Hasty et al. (1991) Mol. Cell. Biol. 11: 4509.

본 발명은 상동 재조합 표적화 작제물로 유전자 표적화시킴으로써 불활성화된 내인성 p62 유전자를 갖는 줄기 세포 및 비-사람 동물의 생성을 포괄한다. p62 유전자 서열을, 표적화 작제물에서 상동성 클램프로서 사용하게 될 영역을 플랭킹하는 PCR 프라이머를 생성하기 위한 기준으로서 사용할 수 있다. 이어서, 상기 PCR 프라이머를 사용하여 게놈 클론 라이브러리 또는 게놈 DNA의 제제으로부터, 바람직하게는 표적화 작제물로 표적화시키고자 하는 비-사람 동물 종족으로부터 게놈 서열을 증폭시킨다. 이어서, 이와 같이 증폭된 DNA를 상동성 클램프 및/또는 표적화 영역으로서 사용한다. 표적화 작제물의 작제와 선별 방법에 관한 총칭적인 원리가 문헌[참조: Bradley et al. (1992) Bio/Technology 10: 534; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]에서 고찰된다.The present invention encompasses the generation of stem cells and non-human animals having endogenous p62 genes inactivated by gene targeting with homologous recombinant targeting constructs. The p62 gene sequence can be used as a reference for generating PCR primers flanking the region that will be used as a homology clamp in the targeting construct. The PCR primers are then used to amplify genomic sequences from preparations of genomic clone libraries or genomic DNA, preferably from non-human animal species to be targeted with targeting constructs. The DNA thus amplified is then used as a homology clamp and / or targeting region. Generic principles regarding the construction and screening methods of targeting constructs are described in Bradley et al. (1992) Bio / Technology 10: 534; Incorporated herein by reference.

이러한 목적에 유용한 p62 게놈 DNA의 분리가 본원에 기재되어 있다. 공지된 p62 cDNA 뉴클레오티드 서열에 근거하여 적당한 프로브를 고안할 수 있다. 예를 들어, 사람 p62 cDNA의 완전한 뉴클레오티드 서열과 이의 추론된 아미노산 서열이 미국 특허 제6,291,645B1 및 제5,962,224호(이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입됨)에 기재되어 있다.Isolation of p62 genomic DNA useful for this purpose is described herein. Suitable probes can be designed based on known p62 cDNA nucleotide sequences. For example, the complete nucleotide sequence of human p62 cDNA and its deduced amino acid sequence are described in US Pat. Nos. 6,291,645B1 and 5,962,224, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

표적화 작제물을 ES 세포와 같은 다능성 줄기 세포 내로 전이시킬 수 있는데, 여기서는 표적화 작제물이 내인성 p62 유전자 자리의 일부분과 상동적으로 재 조합하고, 내인성 p62 유전자의 기능적 발현을 방지하는 돌연변이(물)(즉, 삽입(물), 결실(물), 전위(물), 서열 대체(물) 및/또는 점 돌연변이(물))를 창출한다.Targeting constructs can be transferred into pluripotent stem cells, such as ES cells, where the targeting construct is homologously recombined with a portion of the endogenous p62 locus and prevents the functional expression of the endogenous p62 gene (water) (Ie, insertion (water), deletion (water), translocation (water), sequence replacement (water) and / or point mutation (water)).

한 가지 방법은 표적화 상동 재조합에 의해, 내인성 p62 유전자의 필수 구조적 요소를 결실시키는 것이다. 예를 들어, 표적화 작제물을 내인성 p62 유전자와 상동적으로 재조합하고, 하나 이상의 엑손의 거의 전부에 확대되어 있는 부분을 제거하여 엑손-고갈된 대립 유전자를 창출시킬 수 있는데, 이는 전형적으로, 상기 상응하는 엑손(들)이 결여된 대체 영역을 삽입함으로써 이루어진다. (예를 들어, 서로에 대한 이형 접합체를 육종함으로써) 엑손-고갈된 대립 유전자에 대해 동형 접합성인 형질전환성 동물은 본질적으로, 기능적 내인성 p62 폴리펩티드를 발현할 수 없다. 유사하게, 경우에 따라 상동 유전자 표적화를 사용하여, 엑손의 특정 부분 만을 결실시킴으로써 p62 유전자를 기능적으로 붕괴시킬 수 있다.One method is to delete essential structural elements of the endogenous p62 gene by targeted homologous recombination. For example, the targeting construct can be homologously recombined with the endogenous p62 gene and the extensified portion of one or more exons removed to create an exon-depleted allele, typically corresponding By inserting a replacement region lacking exon (s). Transgenic animals that are homozygous for exon-depleted alleles (eg, by breeding heterozygotes for each other) are essentially incapable of expressing functional endogenous p62 polypeptides. Similarly, homologous gene targeting can optionally be used to functionally disrupt the p62 gene by deleting only a specific portion of the exon.

표적화 작제물을 또한 사용하여, 내인성 p62 유전자의 필수 조절성 요소, 예를 들면, 프로모터, 증강인자, 스플라이스 부위, 폴리아데닐화 부위, 및 기타 조절성 서열[p62 구조 유전자의 상단 또는 하단에서 발생할 수 있지만, 내인성 p62 유전자 발현에 참여하는 시스-작용성 서열을 포함함]을 결실시킬 수 있다. 조절성 요소의 결실은 전형적으로, 상응하는 조절성 요소(들)가 결여된 대체 영역을 상동 이중-교차 재조합에 의해 삽입함으로써 달성시킨다.Targeting constructs may also be used to generate essential regulatory elements of the endogenous p62 gene, such as promoters, enhancers, splice sites, polyadenylation sites, and other regulatory sequences [top or bottom of the p62 structural gene. But may include cis-acting sequences that participate in endogenous p62 gene expression. Deletion of regulatory elements is typically accomplished by inserting a replacement region lacking the corresponding regulatory element (s) by homologous double-cross recombination.

바람직한 방법은 폴리뉴클레오티드 서열을 표적화 삽입함으로써 내인성 p62 유전자의 필수 구조적 및/또는 조절성 요소를 차단시키고, 이로써 내인성 p62 유전자를 기능적으로 붕괴시키는 것이다. 예를 들어, 표적화 작제물을 내인성 p62 유 전자와 상동적으로 재조합하고, 비-상동 서열, 예를 들면, neo 발현 카세트를 구조적 요소(예: 엑손) 및/또는 조절성 요소(예: 증강인자, 프로모터, 스플라이스 부위, 폴리아데닐화 부위) 내로 삽입하여, 삽입성 차단을 나타내는 표적화 p62 대립 유전자를 산출할 수 있다. 이와 같이 삽입된 서열은 긴 비-상동 대체 영역을 지닌 표적화 작제물을 이용한 상동 유전자 표적화의 효율로써 제한된 바와 같이, 크기가 약 1 뉴클레오티드(예를 들면, 엑손 서열 내에 프레임쉬프트를 생성하기 위함) 내지 수 킬로염기 이상의 범위일 수 있다.A preferred method is to block the essential structural and / or regulatory elements of the endogenous p62 gene by targeting insertion of the polynucleotide sequence, thereby functionally disrupting the endogenous p62 gene. For example, the targeting construct may be homologously recombined with an endogenous p62 gene and a non-homologous sequence, eg, a neo expression cassette, may be incorporated into structural elements (eg exons) and / or regulatory elements (eg enhancers). , Promoters, splice sites, polyadenylation sites) can be used to yield targeted p62 alleles exhibiting interstitial blocking. Such inserted sequences can range from about 1 nucleotide in size (eg, to generate frameshifts in exon sequences), as limited by the efficiency of homologous gene targeting using targeting constructs with long non-homologous replacement regions. It may range from several kilobases or more.

한 가지 바람직한 표적 부위가 도 1에 지시되어 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 확인되었다.One preferred target site is indicated in FIG. 1 and identified as shown in FIG. 2.

표적화 작제물을 또한 이용하여, 내인성 p62 유전자의 일정 부분을 외인성 서열(즉, 표적화 형질전환된 유전자의 일정 부분)으로 대체시킬 수 있는데; 예를 들어, p62 유전자의 제1 엑손을 넌센스 또는 미스센스 돌연변이를 함유하는 실질적으로 동일한 부분으로 대체시킬 수 있다.Targeting constructs may also be used to replace a portion of the endogenous p62 gene with an exogenous sequence (ie, a portion of the targeted transformed gene); For example, the first exon of the p62 gene can be replaced with a substantially identical portion containing a nonsense or missense mutation.

표적화 작제물은 전기천공 또는 미세주사에 의해 전능의(totipotent) ES 세포주 내로 전이시킬 수 있다. 표적화 작제물은 p62 유전자 자리 중의 내인성 서열 또는 p62 유전자 자리를 플랭킹하는 내인성 서열과 상동적으로 재조합하고, p62 유전자의 하나 이상의 대립 유전자를 기능적으로 붕괴시킨다. 전형적으로, 내인성 p62 유전자 자리 서열과 표적화 작제물의 상동 재조합으로 인해, 선별성 마커(예: neo)를 암호화 및 발현하는 비-상동 서열이 통상적으로 양성 선별 카세트의 형태로 통합될 것이다. 선별성 마커를 발현하는 세포를 우선적으로 증식시켜 주는 매질 중에서 해당 세포를 증식시킴으로써, 하나 이상의 상기 p62 기능없는 대립 유전자를 갖는 ES 세포를 선별한다. 이와 같이 선별된 ES 세포를 대상으로 하여, PCR 분석 및/또는 서던 블롯 분석함으로써 검사하여 정확히 표적화된 p62 대립 유전자의 존재를 확인한다. 기능없는 대립 유전자에 대해 이형 접합성인 비-사람 동물의 육종을 수행하여, 소위 "녹아웃" 동물인, 상기 기능없는 대립 유전자에 대해 동형 접합성인 비-사람 동물을 생성할 수 있다[참조: Donehower et al. (1992) Nature 256: 215; Science 256: 1392; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]. 또 다른 한편, 통합된 선별성 마커를 갖는 기능없는 대립 유전자에 대해 동형 접합성인 ES 세포는, 고수준의 선별 제제(예: G418 또는 히그로마이신)를 함유하는 매질 중에서 선별함으로써 배양물 내에서 생성시킬 수 있다. 정확하게 표적화된 기능없는 대립 유전자에 대한 이형 접합성 및/또는 동형 접합성은 선별된 ES 세포 클론의 분취량 및/또는 꼬리 생검으로부터 분리된 DNA의 PCR 분석 및/또는 서던 블롯 분석을 이용하여 확인할 수 있다.Targeting constructs can be transferred into totipotent ES cell lines by electroporation or microinjection. The targeting construct recombines homologously with either the endogenous sequence in the p62 locus or the endogenous sequence flanking the p62 locus and functionally disrupts one or more alleles of the p62 gene. Typically, due to homologous recombination of the endogenous p62 locus sequence and the targeting construct, non-homologous sequences encoding and expressing a selectable marker (eg neo) will typically be integrated in the form of a positive selection cassette. By propagating the cells in a medium that preferentially propagates cells expressing a selectable marker, ES cells having one or more of the p62 nonfunctional alleles are selected. ES cells thus screened are examined by PCR analysis and / or Southern blot analysis to confirm the presence of precisely targeted p62 alleles. Breeding of non-human animals heterozygous for a nonfunctional function allele can be performed to produce non-human animals homozygous for the nonfunctional allele, so-called "knockout" animals. See Donehower et. al. (1992) Nature 256: 215; Science 256: 1392; Incorporated herein by reference. On the other hand, ES cells homozygous for a functioning allele with integrated selectable markers can be produced in culture by selecting in a medium containing high levels of selection agent (eg G418 or hygromycin). have. Heterozygous and / or homozygous for correctly targeted functioning alleles can be confirmed using PCR analysis and / or Southern blot analysis of DNA isolated from aliquots and / or tail biopsies of selected ES cell clones.

보고된 바 있는 유전자 표적화 기술로는 공동-전기천공, "히트 앤 런", 단일-교차 통합 및 이중-교차 재조합이 있지만, 이에 제한되지 않는다[참조: Bradley et al. (1992) Bio/Technology 10: 534]. 동형 접합성의 p62 기능없는 돌연변이체의 제조는 당해 분야에 공지된, 본질적으로 적용 가능한 모든 상동 유전자 표적화 전략을 사용하여 실시할 수 있다. 표적화 작제물의 입체 배치는 선택된 특정의 표적화 기술에 좌우된다. 예를 들어, 단일-교차 통합 또는 "히트 앤 런" 표적화를 위한 표적화 작제물은 표적화 영역에 연결된 단일 상동성 클램프 만을 필요로 하는 반면, 이중-교차 대체-유형 표적화 작제물은 대체 영역의 각 측면을 플랭킹하는 2개의 상동성 클램프를 필요로 한다.Gene targeting techniques that have been reported include, but are not limited to, co-electroporation, "heat and run", single-cross integration and double-cross recombination. Bradley et al. (1992) Bio / Technology 10: 534. Preparation of homozygous p62 nonfunctional mutants can be carried out using any of the essentially applicable homologous gene targeting strategies known in the art. The steric configuration of the targeting construct depends on the particular targeting technique chosen. For example, targeting constructs for single-crossing integration or “heat and run” targeting require only a single homology clamp coupled to the targeting region, whereas dual-crossing alternative-type targeting constructs each side of the alternate region. It requires two homology clamps to flank.

예를 들어(이로써 제한되지 않음), 표적화 작제물은 다음을 포함할 수 있다: (1) 내인성 p62 유전자의 엑손의 약 3 킬로염기 상단 내의(즉, 엑손의 해독 판독 프레임과 마주 보고있는 방향의) 서열과 실질적으로 동일한 서열을 갖는 제1 상동성 클램프; (2) neo 유전자의 전사를 구동하는 pgk 프로모터를 갖는 양성 선별 카세트를 포함하는 대체 영역; (3) 상기 내인성 p62 유전자의 엑손의 약 3 킬로염기 하단 내의 서열과 실질적으로 동일한 서열을 갖는 제2 상동성 클램프; 및 (4) HSV tk 유전자의 전사를 구동하는 pgk 프로모터를 갖는 음성 선별 카세트. 이러한 표적화 작제물은 상기 엑손에 확대되어 있는 내인성 p62 유전자 자리의 일정 부분을 결실시키고, 이를 양성 선별 카세트를 갖는 대체 영역으로 대체시키는 이중-교차 대체 재조합에 적합하다. 상기와 같이 결실된 엑손은 기능성 p62 유전자 생성물의 발현에 필수적인 것이다. 따라서, 생성된 엑손-고갈된 대립 유전자는 기능적으로 붕괴되므로, 기능없는 대립 유전자로 명명된다.For example (but not limited to), the targeting construct may comprise: (1) within about 3 kilobases of the exon of the endogenous p62 gene (ie, in the direction facing the readout frame of the exon); ) A first homology clamp having a sequence substantially the same as the sequence; (2) a replacement region comprising a positive selection cassette with a pgk promoter that drives transcription of the neo gene; (3) a second homology clamp having a sequence substantially the same as the sequence within the bottom of about 3 kilobases of the exon of the endogenous p62 gene; And (4) a negative selection cassette with a pgk promoter that drives the transcription of the HSV tk gene. Such targeting constructs are suitable for double-crossover replacement recombination, which deletes a portion of the endogenous p62 locus extended to the exon and replaces it with an alternative region with a positive selection cassette. Exons deleted as described above are essential for the expression of the functional p62 gene product. Thus, the resulting exon-depleted alleles are functionally disrupted and are therefore termed nonfunctional alleles.

표적화 작제물은 표적화 영역에 대해 뉴클레오티드 연쇄(즉, 포스포디에스테르 결합에 의함)로 연결된 하나 이상의 상동성 클램프를 포함한다. 상동성 클램프는 비-사람 숙주 동물의 내인성 p62 유전자 서열에 실질적으로 상응하거나 또는 이에 실질적으로 상보적인 서열을 갖고, p62 유전자를 플랭킹하는 서열을 포함할 수 있다.The targeting construct includes one or more homology clamps linked by nucleotide chains (ie, by phosphodiester bonds) to the targeting region. Homologous clamps may have a sequence substantially corresponding to or substantially complementary to the endogenous p62 gene sequence of a non-human host animal and may comprise a sequence flanking the p62 gene.

유전자 표적화를 위한 재조합생성성 상동성 클램프에 대한 보다 하단 또는 상단 경계가 당해 분야에서 결론적으로 결정된 바는 없었지만, 상동성 클램프에 대한 최선의 방식은 약 50bp 내지 수십 킬로염기의 범위 내인 것으로 여겨진다. 결과적으로, 표적화 작제물은 일반적으로, 길이가 약 50 내지 100개 이상의 뉴클레오티드, 바람직하게는 약 250 내지 500개 이상의 뉴클레오티드, 보다 바람직하게는 약 1000 내지 2000개 이상의 뉴클레오티드이다. 작제물 상동성 클램프(상동성 클램프)는 일반적으로, 길이가 약 50 내지 100개 이상의 염기, 바람직하게는 약 100 내지 500개 이상의 염기, 보다 바람직하게는 약 750 내지 2000개 이상의 염기이다. 길이가 약 7 내지 8 킬로염기인 상동성 영역이 바람직한 것으로 여겨지며, 한 가지 바람직한 양태는 대체 영역의 한쪽 면을 플랭킹하는 약 7 킬로염기의 제1 상동성 영역과 대체 영역의 다른 면을 플랭킹하는 약 1 킬로염기의 제2 상동성 영역을 갖는다. 상동성 영역에 대한 상동성(즉, 실질적 동일성) 길이는 내인성 p62 유전자 표적 서열(들)의 서열 조성 및 복합성과 당해 분야에 제공된 지침서를 기준으로 하여 개업의의 판단에 따라 선택할 수 있다. 표적화 작제물은 내인성 p62 유전자 서열(예: 엑손 서열, 증강인자, 프로모터, 인트론성 서열, 또는 p62 유전자 약 3 내지 20kb 내의 플랭킹 서열)에 실질적으로 상응하거나 또는 이에 실질적으로 상보적인 서열을 갖는 하나 이상의 상동성 영역을 갖는다. 이러한 표적화 작제물 상동성 영역은 실질적으로 동일한 내인성 p62 유전자 서열(들)과의 상동 짝지음 및 재조합을 위한 주형으로서 제공된다. 표적화 작제물에서는 이러한 상동성 영역이 전형적으로, 표적화된 내인성 p62 유전자 서열로의 대체를 수행해야 하는 표적화 작제물의 영역인 대체 영역을 플랭킹한다. 따라서, 상동성 영역에 의해 플랭킹된 표적화 작제물의 세그먼트는 이중-교차 상동 재조합에 의해 내인성 p62 유전자 서열의 세그먼트를 대체할 수 있다. 상동성 영역과 표적화 영역은 통상적인 선형 폴리뉴클레오티드 연쇄(5'에서 3' 포스포디에스테르 주쇄)로 함께 연결된다. 표적화 작제물은 일반적으로 이본쇄 DNA 분자인데, 대부분이 통상적으로 선형이다.Although no lower or upper boundary for recombination homology clamps for gene targeting has been conclusively determined in the art, the best mode for homology clamps is believed to be in the range of about 50 bp to several tens of kilobases. As a result, the targeting construct is generally about 50 to 100 or more nucleotides in length, preferably about 250 to 500 or more nucleotides, more preferably about 1000 to 2000 or more nucleotides. Construct homology clamps (homologous clamps) are generally about 50 to 100 or more bases in length, preferably about 100 to 500 or more bases, more preferably about 750 to 2000 or more bases. Homologous regions of about 7 to 8 kilobases in length are considered preferred, and one preferred embodiment flanks the first homologous region of about 7 kilobases and the other side of the replacement region, which flanks one side of the replacement region. Has a second homology region of about 1 kilobase. Homology (ie, substantial identity) lengths for homologous regions can be selected at the discretion of the practitioner based on sequence composition and complexity of the endogenous p62 gene target sequence (s) and guidelines provided in the art. The targeting construct is one having a sequence substantially corresponding to or substantially complementary to an endogenous p62 gene sequence (eg, an exon sequence, enhancer, promoter, intronic sequence, or flanking sequence within about 3-20 kb of p62 gene). It has the above homology region. Such targeting construct homology regions serve as templates for homologous pairing and recombination with substantially identical endogenous p62 gene sequence (s). In targeting constructs such homologous regions typically flank the replacement region, which is the region of the targeting construct where replacement with the targeted endogenous p62 gene sequence should be performed. Thus, segments of the targeting construct flanked by homologous regions can replace segments of the endogenous p62 gene sequence by double-cross homologous recombination. The homologous region and the targeting region are linked together in a conventional linear polynucleotide chain (5 'to 3' phosphodiester backbone). Targeting constructs are generally double stranded DNA molecules, most of which are typically linear.

상동성 영역은 일반적으로, 동일한 배향으로 사용된다(즉, 상단 방향은 전위를 피하기 위해, 형질전환된 유전자의 각 상동성 영역에 대해 동일하다). 따라서, 이중-교차 대체 재조합을 사용하여 내인성 p62의 일정 부분을 결실시킬 수 있고, 이와 동시에 비-상동 부분(즉, neo 유전자 발현 카세트)을 상응하는 염색체 위치 내로 전이시킬 수 있다. 이중-교차 재조합을 또한 사용하여, 내인성 염색체 위치를 결실시키지 않으면서도 비-상동 부분을 내인성 p62 유전자에 부가할 수 있다. 그러나, 이중-교차 재조합을 이용하여, 비-상동 부분을 내인성 p62 유전자 내로 전이시키지 않으면서도 내인성 유전자 서열의 일정 부분을 간단히 결실시킬 수도 있다. 비-상동 부분으로부터의 상단 및/또는 하단은 이중-교차 상동 재조합이 일어났는지를 확인해주는 유전자일 수 있으며; 이러한 유전자는 전형적으로, 음성 선별에 사용될 수 있는 HSV tk 유전자이다.Homologous regions are generally used in the same orientation (ie, the top direction is the same for each homology region of the transformed gene to avoid translocations). Thus, double-cross alternative recombination can be used to delete a portion of endogenous p62, while at the same time transferring a non-homologous portion (ie neo gene expression cassette) into the corresponding chromosomal location. Double-cross recombination can also be used to add non-homologous portions to the endogenous p62 gene without deleting endogenous chromosomal positions. However, double-cross recombination may be used to simply delete a portion of the endogenous gene sequence without transferring the non-homologous portion into the endogenous p62 gene. The top and / or bottom from the non-homologous portion can be a gene confirming that double-cross homologous recombination has occurred; Such genes are typically HSV tk genes that can be used for negative selection.

전형적으로, 내인성 p62 유전자를 기능적으로 붕괴시키는데 사용된 표적화 작제물은 선별성 마커(예: neo)를 암호화하는 발현 카세트를 함유하는 비-상동 서열에 의해 격리된 2개 이상의 상동성 영역을 포함할 것이다[참조: Smith and Berg (1984) Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 49: 171; Sedivy and Sharp (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 86: 227; Thomas and Capechi (1987), Cell 51: 503]. 그러나, 몇몇 표적화 형질전환된 유전자는 비-상동 서열의 한쪽 면 만을 플랭킹하는 상동성 영역(들)을 가질 수 있다. 본 발명의 표적화 형질전환된 유전자는 당해 분야에서 "히트 앤 런" 또는 "인 앤드 아웃" 형질전환된 유전자로서 지칭된 유형의 것일 수도 있다[참조: Valancius and Smithies (1991) Mol. Cell. Biol. 11: 1402; Donehower et al. (1992) Nature 356: 215; (1991) J.NIH Res. 3: 59; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨].Typically, the targeting construct used to functionally disrupt the endogenous p62 gene will comprise two or more homologous regions sequestered by a non-homologous sequence containing an expression cassette encoding a selectable marker (eg neo). See Smith and Berg (1984) Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 49: 171; Sedivy and Sharp (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 86: 227; Thomas and Capechi (1987), Cell 51: 503]. However, some targeting transformed genes may have homologous region (s) flanking only one side of the non-homologous sequence. Targeted transformed genes of the invention may be of the type referred to in the art as “heat and run” or “in and out” transformed genes. Valancius and Smithies (1991) Mol. Cell. Biol. 11: 1402; Donehower et al. (1992) Nature 356: 215; (1991) J. NIH Res. 3: 59; Incorporated herein by reference.

양성 선별 발현 카세트는 이러한 양성 선별 발현 카세트에 확대되어 있는 통합된 표적화 형질전환된 유전자 서열을 갖는 세포를 선별하기 위한 수단을 제공하는 선별성 마커를 암호화한다. 음성 선별 발현 카세트는 이러한 음성 선별 발현 카세트의 통합된 복사물을 갖지 않는 세포를 선별하기 위한 수단을 제공하는 선별성 마커를 암호화한다. 따라서, 조합 양성-음성 선별 프로토콜에 의해, 양성 마커의 존재에 대해 선별하고 음성 마커의 존재에 대해 선별함으로써, 상동성 영역 간의 형질전환된 유전자 부분(즉, 대체 영역)이 염색체 위치 내로 혼입되고 상동 대체 재조합이 진행된 세포를 선별하는 것이 가능하다[참조: Valancius and Smithies, 상기 참조].A positive select expression cassette encodes a selectable marker that provides a means for selecting cells having an integrated targeting transformed gene sequence that is expanded to such a positive select expression cassette. The negative selection expression cassette encodes a selectable marker that provides a means for selecting cells that do not have an integrated copy of this negative selection expression cassette. Thus, by a combination positive-negative selection protocol, by selecting for the presence of positive markers and for the presence of negative markers, the transformed gene portion (ie, replacement region) between homologous regions is incorporated into the chromosomal location and homologous. It is possible to select cells that have undergone alternative recombination (Valancius and Smithies, supra).

발현 카세트는 전형적으로, 표적화된 숙주 세포 상에 선별성 표현형을 부여하는 단백질 또는 폴리펩티드를 암호화하는 구조적 서열에 연결된 표적화 숙주 세포(예: ES 세포) 에서 작동성인 프로모터, 및 폴리아데닐화 시그널을 포함한다. 발현 카세트에 포함된 프로모터는 구성성, 세포 유형-특이적, 단계-특이적, 및/또는 조정성(예를 들면, 글루코코르티코이드 등의 호르몬에 의함; MMTV 프로모터)일 수 있지만, 선별에 앞서 및/또는 선별 동안 발현된다. 발현 카세트는 전형적으로 프로모터의 상단에 연결되고 약 3 내지 10 킬로염기 내인 하나 이상의 증강인자를 임의로 포함할 수 있다. 그러나, 표적화 내인성 부위(들)에서의 상동 재조합이 기능성 내인성 프로모터의 비-상동 서열 하단에서 일어나는 경우에는, 표적화 작제물 대체 영역이 선별성 마커를 암호화하는 구조적 서열 만을 포함할 수 있고, 전사를 구동시키는 내인성 프로모터에 의존할 수 있다[참조: Doetschman et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 85: 8583; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]. 유사하게, 표적화된 내인성 부위 근처에 위치한 내인성 증강인자는 증강인자가 없는 형질전환된 작제물 중의 형질전환된 유전자 서열의 전사를 증강시키는 것에 의존할 수 있다.Expression cassettes typically include a promoter that is operative in a targeting host cell (eg, ES cell) linked to a structural sequence encoding a protein or polypeptide that confers a selective phenotype on the targeted host cell, and a polyadenylation signal. Promoters included in the expression cassette may be constitutive, cell type-specific, step-specific, and / or modulatory (eg, by hormones such as glucocorticoids; MMTV promoters), but prior to selection and And / or expressed during selection. The expression cassette may optionally include one or more enhancers, typically linked to the top of the promoter and within about 3 to 10 kilobases. However, if homologous recombination at the targeting endogenous site (s) occurs below the non-homologous sequence of the functional endogenous promoter, the targeting construct replacement region may comprise only the structural sequence encoding the selectable marker and drive transcription. May be dependent on endogenous promoters. See Doetschman et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 85: 8583; Incorporated herein by reference. Similarly, an endogenous enhancer located near the targeted endogenous site may rely on enhancing transcription of the transformed gene sequence in the transformed construct without the enhancer.

표적화 작제물에 봉입시키는데 바람직한 발현 카세트는 선별성 약물 내성 마커 및/또는 HSV 티미딘 키나제(tk) 효소를 암호화 및 발현한다. 적합한 약물 내성 유전자에는, 예를 들어, 미코페놀산을 지니는 것에 대해 선별할 수 있는 gpt(크산틴-구아닌 포스포리보실트랜스퍼라제); G418 또는 히그로마이신을 지니는 것에 대해 선별할 수 있는 neo(네오마이신 포스포트랜스퍼라제); 및 메토트렉세이트를 지니는 것에 대해 선별할 수 있는 DFHR(디하이드로폴레이트 리덕타제)가 포함된다[참조: Nulligan and Berg (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 78: 2072; Southern and Berg (1982) J. Mol. Appl. Genet. 1: 327; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨].Preferred expression cassettes for inclusion in the targeting construct encode and express select drug resistance markers and / or HSV thymidine kinase (tk) enzymes. Suitable drug resistance genes include, for example, gpt (xanthine-guanine phosphoribosyltransferase), which can be screened for having mycophenolic acid; Neo (neomycin phosphotransferase), which can be selected for having G418 or hygromycin; And DFHR (dihydrofolate reductase), which can be screened for having methotrexate. Nulligan and Berg (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 78: 2072; Southern and Berg (1982) J. Mol. Appl. Genet. 1: 327; Incorporated herein by reference.

정확하게 표적화된 재조합체에 대한 선별은 일반적으로, 적어도 양성 선별을 이용할 것인데, 여기서는 비-상동 발현 카세트가, 내재적으로 통합된 발현 카세트를 정착시킨 표적화 세포에 선별성 표현형을 부여해주는 기능성 단백질(예: neo 또는 gpt)을 암호화 및 발현하기 때문에, 선별 제제(예: G418 또는 미코페놀산)를 부가함으로써 이러한 표적화된 세포가 통합된 발현 카세트를 갖지 않는 세포에 비해 성장 또는 생존 이점을 지니도록 한다.Selection for correctly targeted recombinants will generally use at least positive selection, where a non-homologous expression cassette provides a functional protein (eg, neo) that confers a selective phenotype to the targeting cells in which the inherently integrated expression cassette has been anchored. Or, because it encodes and expresses gpt), the addition of a selection agent (eg G418 or mycophenolic acid) such that these targeted cells have a growth or survival advantage over cells that do not have an integrated expression cassette.

정확하게 표적화된 상동 재조합체가 음성 선별을 또한 이용하여, 형질전환된 유전자의 비-상동 통합 만을 보유하고 있는 세포가 이에 대항하여 선별되도록 하는 것이 바람직하다. 전형적으로, 이러한 음성 선별은 형질전환된 유전자 내에 위치한 단순 포진 바이러스 티미딘 키나제 유전자(HSV tk)를 암호화하는 발현 카셋트를 이용하여, 비-상동 재조합에 의해서만 통합이 이루어지도록 해야 한다. 이러한 위치 설정은 일반적으로, HSV tk 발현 카세트(또는 기타 음성 선별 카세트)를 재조합생성성 상동성 영역에 대해 원위에 연결함으로써 수행하는데, 이로써 상기 상동성 영역의 이중-교차 대체 재조합이 양성 선별 발현 카세트를 염색체 위치에 전이시켜 주지만, HSV tk 유전자(또는 기타 음성 선별 카세트)는 염색체 위치에 전이시켜 주지는 않는다. HSV tk를 발현하는 세포에 대해 우선적으로 독성을 나타내는 뉴클레오시드 동족체인 간시클로비르(ganciclovir)를 음성 선별 제제로서 사용할 수 있는데, 이는 이것이 통합된 HSV tk 발현 카세트를 갖지 않는 세포를 선별하기 때문이다. HSV tk가 결여된 세포를 선별하기 위한 선별성 제제로서 FIAU를 사용할 수도 있다.It is desirable for precisely targeted homologous recombinants to also use negative selection so that cells bearing only non-homologous integration of the transformed gene are selected against it. Typically, such negative selection should be done only by non-homologous recombination, using an expression cassette encoding the herpes simplex virus thymidine kinase gene (HSV tk) located within the transformed gene. This positioning is generally accomplished by linking the HSV tk expression cassette (or other negative selection cassette) distal to the recombination homology region, such that a double-crossing alternative recombination of the homology region is a positive selection expression cassette. Transfers to the chromosomal location, but the HSV tk gene (or other negative selection cassette) does not transfer to the chromosomal location. Ganciclovir, a nucleoside homologue that is preferentially toxic to cells expressing HSV tk, can be used as a negative selection agent because it selects cells that do not have an integrated HSV tk expression cassette. . FIAU can also be used as a selective agent for selecting cells lacking HSV tk.

부정확하게 통합된 표적화 작제물 서열을 갖는 세포의 배경을 감소시키기 위 해, 조합 양성-음성 선별 계획을 전형적으로 사용한다[참조: Mansour et al., Nature 336: 348-352 (1988); 본원에 참조문헌으로써 삽입됨]. 양성-음성 선별은 다음 2개의 활성 선별 카세트의 사용을 포함한다: (1) 무작위 통합 또는 상동 표적화 후에 안정적으로 발현될 수 있는 양성 선별 카세트(예: neo 유전자); 및 (2) 무작위 통합 후에만 안정적으로 발현될 수 있고, 정확하게 표적화된 이중-교차 상동 재조합 후에는 발현될 수 없는 음성 선별 카세트(예: HSV tk 유전자). 양성 선별 단계와 음성 선별 단계를 조합함으로써, 형질전환된 유전자와 내인성 p62 유전자 간의 정확하게 표적화된 상동 재조합을 지닌 숙주 세포를 수득할 수 있다.To reduce the background of cells with incorrectly integrated targeting construct sequences, combinatorial positive-negative selection schemes are typically used (Mansour et al., Nature 336: 348-352 (1988); Incorporated herein by reference. Positive-negative selection involves the use of two active selection cassettes: (1) positive selection cassettes (eg neo genes) that can be stably expressed after random integration or homologous targeting; And (2) negative selection cassettes (eg, HSV tk genes) that can be stably expressed only after random integration and cannot be expressed after precisely targeted double-cross homologous recombination. By combining the positive and negative selection steps, a host cell with precisely targeted homologous recombination between the transformed gene and the endogenous p62 gene can be obtained.

일반적으로, 표적화 작제물은 바람직하게, (1) 숙주 세포 내인성 p62 유전자 서열과 실질적으로 동일한 2개의 상동성 영역에 의해 플랭킹된 양성 선별 발현 카세트; 및 (2) 원위 음성 선별 발현 카세트를 포함한다. 그러나, 양성 선별 발현 카세트 만을 포함하는 표적화 작제물을 사용할 수도 있다. 전형적으로, 표적화 작제물은 HSV tk 프로모터 또는 pgk 프로모터 등의 프로모터의 하단(즉, 해독 판독 프레임 배향에서 암호화된 폴리펩티드의 카복시-말단을 향해) 연결된 neo 유전자를 포함하는 양성 선별 발현 카세트를 함유할 것이다. 보다 전형적으로, 표적화 형질전환된 유전자는 또한, pgk 프로모터의 하단에 연결된 HSV tk 유전자를 포함하는 음성 선별 발현 카세트를 함유할 것이다.In general, the targeting construct preferably comprises (1) a positive selective expression cassette flanked by two homology regions substantially identical to the host cell endogenous p62 gene sequence; And (2) a distal negative selective expression cassette. However, targeting constructs comprising only positive selective expression cassettes may also be used. Typically, the targeting construct will contain a positive selection expression cassette comprising a neo gene linked to the bottom of the promoter, such as the HSV tk promoter or the pgk promoter (ie, towards the carboxy-terminus of the encoded polypeptide in translation read frame orientation). . More typically, the targeted transformed gene will also contain a negative selection expression cassette comprising the HSV tk gene linked to the bottom of the pgk promoter.

전형적으로, 본 발명의 표적화 폴리뉴클레오티드는 길이가 약 50개 이상의 뉴클레오티드인 하나 이상의 상동성 영역을 가지며, 길이가 약 75 내지 100개 이상의 뉴클레오티드인 상동성 영역이 바람직하며, 길이가 약 200 내지 2000개 이상의 뉴클레오티드인 상동성 영역이 보다 바람직하지만, 상동성 영역과 표적화된 서열 간의 서열 상동률과 표적화된 서열의 염기 조성이 최적 및 최소 상동성 영역 길이를 결정할 것이다(즉, G-C 풍부 서열이 전형적으로 열역학적으로 더 안정하고, 일반적으로 보다 짧은 길이의 상동성 영역을 요구할 것이다). 따라서, 상동성 영역 길이와 서열 상동률 모두는 특정의 예정 서열을 기준으로 하여서만 결정될 수 있지만, 상동성 영역의 길이는 일반적으로 약 50개 이상의 뉴클레오티드여야만 하고, 또한 예정된 내인성 표적 서열에 실질적으로 상응하거나 또는 이에 실질적으로 상보적이어야만 한다. 바람직하게는, 상동성 영역의 길이가 약 100개 이상의 뉴클레오티드이고, p62 유전자 중의 또는 p62 유전자를 플랭킹하는 예정된 표적 서열과 동일하거나 이에 상보적이다. 정확하게 표적화된 상동 재조합체를 고 효율로 생성시키는 것이 요망되는 경우에는, 하나 이상의 상동성 영역이 동종 발생적(즉, 내인성 p62 유전자의 교차 표적 서열(들)과 정확한 서열 동일성을 나타낸다)인 것이 바람직하고, 동종 발생적 상동성 영역이 표적화된 내인성 p62 서열을 대체시켜야 하는 외인성 표적화 작제물 서열을 플랭킹하는 것이 보다 더 바람직하다.Typically, the targeting polynucleotides of the present invention have one or more homology regions of at least about 50 nucleotides in length, with homology regions of at least about 75 to 100 nucleotides in length, and about 200 to 2000 lengths. Homologous regions of the above nucleotides are more preferred, but the sequence homology between the homologous region and the targeted sequence and the base composition of the targeted sequence will determine the optimal and minimum homologous region length (ie, GC rich sequences are typically thermodynamic Will be more stable and will generally require shorter length homology regions). Thus, while both homologous region length and sequence homology can only be determined based on a particular predetermined sequence, the length of the homologous region should generally be at least about 50 nucleotides and is substantially dependent on the predetermined endogenous target sequence. It must be equivalent or substantially complementary thereto. Preferably, the homologous region is at least about 100 nucleotides in length and is identical or complementary to a predetermined target sequence in or on the p62 gene. Where it is desired to produce highly targeted homologous recombinants with high efficiency, it is preferred that the one or more homologous regions are homologous (ie, exhibit precise sequence identity with the cross target sequence (s) of the endogenous p62 gene) and It is even more desirable to flank the exogenous targeting construct sequence where the homologous homologous region should replace the targeted endogenous p62 sequence.

가능한 붕괴 부위를 알아보기 위해 p62 서열을 스캐닝할 수 있다. p62 유전자 내의 결실 또는 삽입을 나타내는 적당한 크기의 작제물 대체 서열, 및 내인성 표적 DNA 서열에 실질적으로 상응하거나 또는 이에 실질적으로 상보적인 하나 이상의 플랭킹 상동성 영역을 함유하도록 플라스미드를 공학 처리한다. 전형적으로, 2개의 플랭킹 상동성 영역을 사용하는데, 이는 대체 영역 서열의 각 면 상에 존재한다.The p62 sequence can be scanned for possible sites of disruption. The plasmid is engineered to contain a construct replacement sequence of the appropriate size indicating deletion or insertion in the p62 gene, and one or more flanking homology regions substantially corresponding to or substantially complementary to the endogenous target DNA sequence. Typically, two flanking homology regions are used, which reside on each side of the replacement region sequence.

p62 유전자는 생식 세포 조직으로 분화할 수 있는 다능성 세포주에서 상동 재조합함으로써 불활성화시킨다. 마우스 p62 유전자의 변형된 복사물을 함유하는, 상기 논의된 바와 같은 DNA 작제물을 ES 세포의 핵 내로 도입한다. 이들 세포의 일정 부분에서, 상기와 같이 도입된 DNA는 마우스 p62 유전자의 내인성 복사물과 재조합하여, 이를 변형된 복사물로 대체시킨다. 새로이 공학 처리시킨 유전적 병변을 함유하는 세포를 숙주 마우스 배아 내로 주사하고, 이를 수용자 암컷에게 재이식한다. 이들 배아 중의 몇몇이 형질전환체 세포주로부터 유도된 생식 세포를 보유하는 키메라 마우스로 진화된다. 따라서, 이러한 키메라 마우스를 육종함으로써, 상기 도입된 유전적 병변을 함유하는 새로운 마우스 주를 수득하는 것이 가능하다.The p62 gene is inactivated by homologous recombination in pluripotent cell lines that can differentiate into germ cell tissue. A DNA construct as discussed above containing a modified copy of the mouse p62 gene is introduced into the nucleus of an ES cell. In some parts of these cells, the introduced DNA is recombined with the endogenous copy of the mouse p62 gene, replacing it with a modified copy. Cells containing the newly engineered genetic lesions are injected into host mouse embryos and transplanted into recipient females. Some of these embryos evolve into chimeric mice that contain germ cells derived from transformant cell lines. Thus, by breeding such chimeric mice, it is possible to obtain new mouse strains containing the genetic lesions introduced above.

표적화 작제물을 함유하는 벡터는 전형적으로 이. 콜라이(E. coli)에서 성장시킨 다음, 표준 분자 생물학 방법을 사용하여 분리시키거나 또는 올리고뉴클레오티드로서 합성할 수 있다. 원핵성 또는 진핵성 벡터를 필요로 하지 않는 직접적인 표적화 불활성화를 수행할 수도 있다. 표적화 작제물은 미세주사, 전기천공, 리포펙션, 바이오리스틱, 인산칼슘 침전, 및 바이러스-이용 벡터를 포함한 적합한 모든 기술에 의해 숙주 세포로 전이시킬 수 있다. 포유류 세포를 형질전환시키기 위해 사용되는 기타 방법에는 폴리브렌, 원형질체 융합 등이 포함된다[참조: Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed., 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.; 본원에 참조문헌으로써 삽입됨].Vectors containing the targeting construct are typically E. coli. Growth in E. coli can then be isolated using standard molecular biology methods or synthesized as oligonucleotides. Direct targeting inactivation may also be performed that does not require prokaryotic or eukaryotic vectors. Targeting constructs can be transferred to host cells by any suitable technique, including microinjection, electroporation, lipofection, biostick, calcium phosphate precipitation, and virus-utilizing vectors. Other methods used to transform mammalian cells include polybrene, protoplast fusion, and the like. Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed., 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y .; Incorporated herein by reference.

p62p62 상호작용성 인자에 대한 스크리닝 방법 Screening Methods for Interactivity Factors

p62 유전자 또는 유전자 생성물과 상호작용하는 후보 인자를 스크리닝하는 수 많은 방법이 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 당업자는 특정 화합물이 본 발명에 유용한지를 결정할 수 있을 것이다.Numerous methods for screening candidate factors for interacting with the p62 gene or gene product are well known in the art and one skilled in the art will be able to determine if a particular compound is useful in the present invention.

상기 제제를 무작위로 선별 및 스크리닝할 수 있거나, 또는 단백질 모델링 기술을 사용하여 합리적으로 선별 또는 합리적으로 고안할 수 있다.The agents can be selected and screened randomly, or can be reasonably selected or reasonably designed using protein modeling techniques.

무작위 스크리닝의 경우, 펩티드, 탄수화물, 스테로이드 또는 비타민 유도체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 제제를 무작위로 선별하고, 본원에 기재된 마우스 또는 세포주에 존재하는 p62 유전자 또는 유전자 생성물과 결합하는 이들의 능력을 알아보기 위해, 당해 분야에 통상적인 직접 또는 간접 방법을 사용하여 상기 제제를 검정한다. 또 다른 한편, 노화 관련 장애를 조정하는 것을 알아보기 위해 제제를 검정할 수 있다.For random screening, randomly select agents, including but not limited to peptides, carbohydrates, steroids or vitamin derivatives, and determine their ability to bind to the p62 gene or gene product present in a mouse or cell line described herein. To this end, the formulation is assayed using direct or indirect methods conventional in the art. Alternatively, the agent can be assayed to see how to adjust for aging-related disorders.

통상적인 검정을 사용하여, p62 유전자 발현과 p62 단백질 기능에 대한 이들의 효과을 알아보기 위해 화합물을 스크리닝할 수 있다. 예를 들어, 일시적인 발현/겔 지연 시스템을 사용하여 합성 스테로이드 또는 천연 허브 추출물 등의 제제 효과를 연구할 수 있다.Conventional assays can be used to screen compounds to determine their effect on p62 gene expression and p62 protein function. For example, transient expression / gel delay systems can be used to study formulation effects such as synthetic steroids or natural herbal extracts.

또 다른 스크리닝 검정에서는, 하나 이상의 p62 유전자의 발현 수준이 변형된 형질전환성 동물(예: 마우스) 및 세포주를 만들 수 있고, 이를 사용하여 p62 유전자 생성물의 발현과 기능을 조정하는 인자를 동정할 수 있다. 이러한 검정에서는, 시험하고자 하는 제제를 하나 이상의 형질전환성 세포주 또는 마우스 또는 이 로부터 유도된 조직과 함께 항온 배양할 수 있다. 이어서, 당업자에게 통상적인 기술에 의해, 상기 제제의 결합 수준을 결정하거나 또는 생물학적 효과 또는 유전자 발현에 대한 상기 제제의 효과를 모니터한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "항온 배양"은 연구 중인 화합물 또는 제제를 적당한 세포 또는 조직과 접촉시키거나, 또는 장 투여, 정맥내 투여, 피하 투여 및 근육내 투여를 포함한 널리 공지된 투여 방식들 중의 어느 하나를 통하여 상기 제제 또는 화합물을 적당한 동물, 예를 들면, 형질전환성 마우스에게 투여하는 것으로 규정된다.In another screening assay, transgenic animals (eg mice) and cell lines in which the expression level of one or more p62 genes are modified can be made and used to identify factors that modulate the expression and function of the p62 gene product. . In such assays, the agent to be tested can be incubated with one or more transgenic cell lines or mice or tissues derived therefrom. The level of binding of the agent is then determined by techniques conventional to those skilled in the art or the effect of the agent on biological effects or gene expression is monitored. The term “incubation” as used herein refers to contacting the compound or agent under study with appropriate cells or tissues, or to any of the well-known modes of administration including enteral, intravenous, subcutaneous and intramuscular administration. The formulation or compound is defined as being administered to a suitable animal, eg, a transgenic mouse, via either.

기타 검정에는 p62 융합 단백질에 특이적인 항체를 사용하는 면역학적 기술, 예를 들면, 면역형광 또는 면역전자 현미경 검사법이 포함된다. p62 상호작용성은 시험관내 노화 관련 표현형을 조정하는 이들의 능력에 의해 동정될 수도 있다. 이와 같이 스크리닝된 제제는 펩티드, 탄수화물, 스테로이드, 허브 추출물 및 비타민 유도체일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.Other assays include immunological techniques using antibodies specific for the p62 fusion protein, such as immunofluorescence or immunoelectron microscopy. p62 interactivity may be identified by their ability to modulate in vitro aging related phenotype. Such screened agents may be, but are not limited to, peptides, carbohydrates, steroids, herbal extracts and vitamin derivatives.

p62-양성 봉입을 조정(유도, 증강, 감소 또는 폐지)할 수 있는 분자는 세포를 프로테아솜성 억제제 또는 산화적 스트레스(ROS 발생제 또는 레독스 변형제를 포함함)로 처리함으로써 p62를 발현하는 세포 또는 세포주에서 스크리닝할 수 있다.Molecules capable of modulating (inducing, enhancing, decreasing or abrogating p62-positive inclusions) express p62 by treating cells with proteasome inhibitors or oxidative stress (including ROS generators or redox modifiers). Can be screened in cells or cell lines.

결실, 전위, 돌연변이 또는 단일 뉴클레오티드 다형성을 포함한 사람 게놈의 p62 유전자 자리 내에서의 변화 탐지를 이용하여, p62-결함 관련 질환, 예를 들면, 비만, 유형-2 당뇨병, 각종 암 및 신경변성 질환, 및 숫컷의 조기 사망에 대한 감수성을 예측하거나 이를 진단할 수 있다.Detection of changes in the p62 locus of the human genome, including deletions, translocations, mutations or single nucleotide polymorphisms, can be used to detect p62-defect related diseases such as obesity, type 2 diabetes, various cancers and neurodegenerative diseases, And susceptibility to premature death of males can be predicted or diagnosed.

노화 관련 질환을 치료하기 위한 약물 스크리닝 검정Drug Screening Assays to Treat Aging-Related Diseases

본 발명의 동물은 노화 관련 장애의 발병에 대한 보호를 제공해주는 것으로 여겨지는 관심있는 물질, 예를 들면, 산화 방지제(예: 비타민 E)에 대한 시험용(테스터) 동물로서 사용할 수 있다. 동물을 관심있는 물질로 처리하고, 처리되지 않은 동물과 비교해서 노화 관련 장애의 발병률이 저하되거나 이의 발병이 지연되는 것이 보호를 지시해주는 것으로 탐지된다. 바람직하게 사용되는 지표는 살아있는 동물에게서 탐지될 수 있는 것이다. 동물이 사망하거나 희생시킨 경우 병리학적 변화에 대한 효과로써 효능을 확인할 수 있다. 본 발명의 동물은 노화 관련 장애 또는 질환를 개선 또는 치료하는 것으로 여겨지는 관심있는 물질에 대한 시험용 동물로서 추가로 사용될 수 있다. 예를 들어, 신체의 레독스 상태와 관련된 질환이 있는 동물을 관심있는 물질로 처리할 수 있고, 노화 관련 질환이 있지만 처리되지 않은 동물과 비교해서 사망이 지연되거나 또는 체중, 지방 축적 또는 글루코스 흡수/활용 면에서 개선되는 것이 병의 개선 또는 치료를 지시하는 것으로 탐지된다.Animals of the invention can be used as test (tester) animals for substances of interest, such as antioxidants (such as vitamin E), which are believed to provide protection against the development of aging-related disorders. Treatment of animals with substances of interest and a reduction in the incidence of or delay in the onset of aging-related disorders compared to untreated animals are detected as indicative of protection. Indicators preferably used are those which can be detected in living animals. Efficacy can be confirmed as an effect on pathological changes in the event of death or sacrifice of an animal. Animals of the invention can further be used as test animals for substances of interest that are believed to ameliorate or treat aging-related disorders or diseases. For example, animals with diseases related to the redox state of the body can be treated with substances of interest, delayed death or weight, fat accumulation, or glucose absorption / Improvements in utilization are detected to indicate improvement or treatment of the disease.

해당 형질전환성 동물 또는 이로부터 유도된 세포의 사용을 통하여, 노화 관련 장애와 연관된 현상들을 조정하는 리간드 또는 기질을 동정할 수 있다. 특히 관심있는 것이 사람 세포에 대한 독성이 낮은 제제를 스크리닝하는 검정이다.Through the use of such transgenic animals or cells derived therefrom, one can identify ligands or substrates that mediate phenomena associated with aging-related disorders. Of particular interest are assays for screening agents with low toxicity to human cells.

이를 위해, 행위 연구, 투여 후 약물의 국재 결정, 아밀로이드 침착 등을 포함한 각종 검정을 사용할 수 있다. 특정한 검정에 따라서, 완전 동물, 또는 이로부터 유도된 세포를 사용할 수 있다. 세포는 동물로부터 신선하게 분리할 수 있거나 또는 배양물에서 불멸화시킬 수 있다. 특히 관심있는 세포는 신경 조직으로부 터 유도된 것이다.To this end, various assays can be used, including behavioral studies, local determination of drugs after administration, amyloid deposition, and the like. Depending on the specific assay, complete animals or cells derived therefrom can be used. The cells can be freshly isolated from the animal or immortalized in culture. Of particular interest are cells derived from neural tissue.

*후보 제제는 수 많은 화학적 부류를 포괄하지만, 이들은 전형적으로 유기 분자, 바람직하게는 분자량이 50 달톤 이상 내지 약 2,500 달톤 미만인 작은 유기 분자이다. 후보 제제는 단백질과의 구조적 상호작용, 특히 수소 결합에 필요한 작용성 그룹을 포함하고, 전형적으로 적어도 아민, 카보닐, 하이드록실 또는 카복실 그룹, 바람직하게는 작용성 화학 그룹 중의 적어도 2개를 포함한다. 후보 제제는 종종, 상기 작용성 그룹 중의 하나 이상에 의해 치환되는, 사이클릭 탄소 또는 헤테로사이클릭 구조물 및/또는 방향족 또는 폴리방향족 구조물을 포함한다. 후보 제제는 허브 추출물, 펩티드, 삭카라이드, 지방산, 스테로이드, 퓨린, 피리미딘, 유도체, 구조적 동족체 또는 이들의 조합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는 생체 분자 중에서 발견되기도 한다.Candidate formulations encompass many chemical classes, but they are typically organic molecules, preferably small organic molecules having a molecular weight of at least 50 Daltons to less than about 2,500 Daltons. Candidate agents include functional groups necessary for structural interaction with the protein, in particular hydrogen bonds, and typically comprise at least two of at least amine, carbonyl, hydroxyl or carboxyl groups, preferably functional chemical groups. . Candidate agents often include cyclic carbon or heterocyclic structures and / or aromatic or polyaromatic structures, which are substituted by one or more of these functional groups. Candidate agents are also found among biomolecules, including but not limited to herbal extracts, peptides, saccharides, fatty acids, steroids, purines, pyrimidines, derivatives, structural homologs, or combinations thereof.

합성 또는 천연 화합물의 라이브러리를 포함한 광범위한 공급원으로부터 후보 제제를 수득한다. 예를 들어, 광범위한 유기 화합물 및 생체 분자를 무작위 및 지시된 합성하기 위한 수 많은 방법이 이용될 수 있고, 이에는 무작위 올리고뉴클레오티드 및 올리고펩티드를 발현하는 것이 포함된다. 한편, 세균, 진균, 식물 및 동물 추출물 형태의 천연 화합물의 라이브러리가 이용될 수 있거나 용이하게 생성된다. 부가적으로, 천연 또는 합성적으로 생성된 라이브러리 및 화합물은 통상적인 화학적, 물리적 및 생화학적 수단을 통하여 용이하게 변형시키며, 이를 사용하여 조합 라이브러리를 생성할 수 있다. 공지된 약리학적 제제를 대상으로 하여, 지시된 또는 무작위 화학적 변형, 예를 들면, 아실화, 알킬화, 에스테르화, 아미드화 등을 수행하여 구조적 동족체를 생성할 수 있다.Candidate preparations are obtained from a wide variety of sources, including libraries of synthetic or natural compounds. For example, numerous methods for the randomized and directed synthesis of a wide range of organic compounds and biomolecules can be used, including expressing random oligonucleotides and oligopeptides. On the other hand, libraries of natural compounds in the form of bacterial, fungal, plant and animal extracts can be used or readily produced. In addition, naturally or synthetically produced libraries and compounds are readily modified through conventional chemical, physical and biochemical means, which can be used to generate combinatorial libraries. Known pharmacological agents can be subjected to directed or random chemical modifications such as acylation, alkylation, esterification, amidation and the like to produce structural homologs.

예를 들면, 탐지는 통상적인 방법에 따라서 수행된, 세포 또는 조직학적 절편의 염색을 활용할 수 있다. 관심있는 항체를 세포 샘플에 가하고, 에피토프와 결합하기에 충분한 시간, 통상적으로 약 10분 이상 동안 항온 배양한다. 이 항체를 방사성 동위원소, 효소, 형광체, 화학발광체, 또는 직접적인 탐지를 위한 기타 표지물로 표지시킬 수 있다. 또 다른 한편, 제2 단계 항체 또는 시약을 사용하여 시그널을 증폭시킨다. 이러한 시약은 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 1차 항체를 바이오틴에 접합시킬 수 있는데, 서양고추냉이 퍼옥시다제-접합된 아비딘이 제2 단계 시약으로 부가된다. 최종 탐지는 퍼옥시다제의 존재 하에서 색상 변화를 진행하는 기질을 이용한다. 항체 결합의 부재 또는 존재 여부는 해리된 세포의 세포 유동계수법, 현미경 검사법, 방사선 사진법, 신틸레이션 계수 등을 포함한 각종 방법에 의해 결정할 수 있다.For example, detection may utilize staining of cells or histological sections, performed according to conventional methods. The antibody of interest is added to the cell sample and incubated for a sufficient time, typically about 10 minutes or more, to bind the epitope. The antibody can be labeled with radioisotopes, enzymes, phosphors, chemilumines, or other labels for direct detection. Alternatively, a second step antibody or reagent is used to amplify the signal. Such reagents are well known in the art. For example, primary antibodies can be conjugated to biotin, with horseradish peroxidase-conjugated avidin added to the second stage reagent. Final detection utilizes a substrate that undergoes color change in the presence of peroxidase. The absence or presence of antibody binding can be determined by a variety of methods including cell flow counting, microscopy, radiographs, scintillation counts, and the like of dissociated cells.

노화 관련 장애와 연관된 동물 행위 및 기타 현상들에 대한 특정 약물의 효과를 결정하기 위한 수 많은 검정법이 당해 분야에 공지되어 있다. 몇 가지 예가 제공되긴 하지만, 당업자는 기타 많은 검정법을 사용할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 대상체 동물은 그 자체로서 사용되거나 또는 대조군 동물과 조합하여 사용될 수 있다.Numerous assays are known in the art to determine the effect of a particular drug on animal behavior and other phenomena associated with aging-related disorders. Although some examples are provided, those skilled in the art will recognize that many other assays may be used. The subject animal can be used as is or in combination with a control animal.

본 발명의 형질전환성 동물을 사용하는 스크린은 동물 모델에서 용이하게 평가될 수 있는 노화 관련 질환과 연관된 어떠한 현상들도 이용할 수 있다. 바람직 하게는, 이러한 스크린이 대조 값을 포함할 것이다.Screens using transgenic animals of the present invention can utilize any phenomenon associated with age-related diseases that can be readily assessed in animal models. Preferably, this screen will contain a control value.

치료학적 조성물Therapeutic Composition

한 양태에서, 본 발명은 본원에 규정된 바와 같은 노화 관련 장애로서 특징지워진 각종 질환을 치료하는 것에 관한 것이다. 이러한 방식으로, 본 발명의 치료학적 화합물을, p62 동형 접합성 돌연변이가 정착되어 있는 숫커의 조기 사망, 비만, 당뇨병, 암, 특히 간암, 지방 간, 및 뼈의 파제트병과 같은 장애로 고통받는 사람 환자에게 투여할 수 있다.In one aspect, the present invention relates to the treatment of various diseases characterized as aging-related disorders as defined herein. In this way, a therapeutic compound of the invention may be used to treat a patient suffering from disorders such as premature death of obesity, obesity, diabetes, cancer, especially liver cancer, fatty liver, and Paget's disease of the pock that harbor p62 homozygous mutations. It can be administered to.

치료학적 조성물의 제형화는 당해 분야에 일반적으로 공지되어 있고, 다음 문헌을 편리하게 참조할 수 있다[참조: Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th ed., Mack Publishing Co., Easton, Pa., USA]. 예를 들어, 1일 체중 1kg당 약 0.05㎍ 내지 약 20mg을 투여할 수 있다. 투여량 섭생은 최적의 치료학적 반응을 제공하도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 수 회분으로 나누어 매일 투여할 수 있거나 또는 치료 상황의 긴급성으로써 지시된 바와 같이 점차적으로 용량을 감소시킬 수 있다. 활성 화합물은 통상적인 방식, 예를 들면, 경구, 정맥내(수용성인 경우), 근육내, 피하, 비내, 피내 또는 좌제 경로 또는 이식(예를 들면, 복강내 경로를 이용하거나 또는 세포, 예를 들면, 시험관내에서 감작되고 수용자에게 양자 면역전달된 단구 또는 수지상 세포를 사용함으로써 서방출 분자를 사용한다)에 의해 투여할 수 있다. 투여 경로에 따라서, 펩티드를, 이러한 성분을 불활성화시킬 수도 있는 효소, 산 및 기타 천연 조건의 작용으로부터 보호하기 위한 물질로 피복 시키는 것이 요구될 수 있다.Formulations of therapeutic compositions are generally known in the art and may be conveniently referenced by Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th ed., Mack Publishing Co., Easton, Pa., USA. For example, about 0.05 μg to about 20 mg may be administered per kg of body weight per day. Dosage regimens may be adjusted to provide the optimum therapeutic response. For example, it may be administered daily in several portions or the dose may be gradually reduced as indicated by the urgency of the therapeutic situation. The active compound may be used in conventional manner, eg, by oral, intravenous (if water-soluble), intramuscular, subcutaneous, nasal, intradermal or suppository route or by implantation (eg intraperitoneal route or by cells, eg For example, by using sustained-release molecules by using monocytes or dendritic cells sensitized in vitro and proton immunotransferred to the recipient). Depending on the route of administration, it may be desirable to coat the peptide with a substance to protect it from the action of enzymes, acids and other natural conditions that may inactivate these components.

예를 들어, 펩티드는 이의 낮은 친지성으로 인해, 펩티드 결합을 절단할 수 있는 효소에 의해 위장관에서 파괴되거나 또는 산 가수분해에 의해 위에서 파괴될 수 있다. 펩티드를 비경구 투여 이외의 경로에 의해 투여하기 위해서는, 이의 불활성화를 방지시키는 물질로 피복시키거나 이와 함께 투여해야 할 것이다. 예를 들어, 펩티드를 아쥬반트 중에서 투여할 수 있거나, 효소 억제제와 함께 투여할 수 있거나 또는 리포솜 내에서 투여할 수 있다. 본원에 고려된 아쥬반트에는 레소르시놀, 비-이온성 계면활성제, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르 및 n-헥사데실 폴리에틸렌 에테르가 포함된다. 효소 억제제에는 췌장성 트립신 억제제, 디이소프로필플루오로포스페이트(DEP) 및 트라실롤이 포함된다. 리포솜에는 수중유중수 CGF 에멀션 뿐만 아니라 통상적인 리포솜이 포함된다.For example, a peptide may be destroyed in the gastrointestinal tract by enzymes capable of cleaving peptide bonds or in the stomach by acid hydrolysis due to its low lipophilicity. In order to administer the peptide by a route other than parenteral administration, it will need to be coated with or administered with a substance that prevents its inactivation. For example, the peptide can be administered in an adjuvant, in combination with an enzyme inhibitor, or in liposomes. Adjuvants contemplated herein include resorcinol, non-ionic surfactants such as polyoxyethylene oleyl ether and n-hexadecyl polyethylene ether. Enzyme inhibitors include pancreatic trypsin inhibitors, diisopropylfluorophosphate (DEP) and trasylol. Liposomes include water-in-oil CGF emulsions as well as conventional liposomes.

활성 화합물은 또한, 비경구적 또는 복강내 투여할 수 있다. 분산제를 글리세롤 액상 폴리에틸렌 글리콜 및 이의 혼합물, 및 오일 중에서 제조할 수도 있다. 통상적인 저장 및 사용 조건 하에서, 이들 제제는 미생물의 성장을 방지하기 위한 방부제를 함유한다.The active compound can also be administered parenterally or intraperitoneally. Dispersants may also be prepared in glycerol liquid polyethylene glycols and mixtures thereof, and oils. Under ordinary conditions of storage and use, these preparations contain a preservative to prevent the growth of microorganisms.

주사 용도로 적합한 약제학적 제형에는 멸균성 수성 용제(수용성인 경우) 또는 분산제, 및 멸균성 주사 용제 또는 분산제로 즉시 제조하기 위한 멸균성 산제가 포함된다. 모든 경우에 있어, 상기 형태는 멸균성이어야만 하고, 주사가 용이한 정도로 유동성이어야만 한다. 제조 및 저장 조건 하에서도 안정적이어야만 하고, 세균 및 진균과 같은 미생물의 오염 작용으로부터 보전되어야만 한다. 담체는 예 를 들어, 물, 에탄올, 폴리올(예: 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액상 폴리에틸렌 글리콜 등), 이의 적합한 혼합물, 및 식물성 오일을 함유하는 분산 매질 또는 용매일 수 있다. 예를 들어, 레시틴 등의 피복제를 사용하고, 분산제의 경우에는 요구되는 입자 크기를 유지하며 계면활성제를 사용함으로써, 적당한 유동성을 유지할 수 있다. 미생물의 작용 방지는 각종 항균 및 항진균제, 예를 들면, 클로로부탄올, 페놀, 소르브산, 테오메살 등에 의해 이루어질 수 있다. 많은 경우에 있어, 등장성 제제, 예를 들면, 당 또는 염화나트륨을 포함하는 것이 바람직할 것이다. 주사용 조성물의 연장 흡수는 흡수를 지연시키는 제제, 예를 들면, 알루미늄 모노스테아레이트 및 젤라틴의 조성물에 사용함으로써 이루어질 수 있다.Pharmaceutical formulations suitable for injectable use include sterile aqueous solvents (if water soluble) or dispersants and sterile powders for immediate preparation with sterile injectable solutions or dispersants. In all cases, the form must be sterile and must be fluid to the extent that injection is easy. It must be stable under the conditions of manufacture and storage and must be preserved against the contaminating action of microorganisms such as bacteria and fungi. The carrier can be, for example, a dispersion medium or solvent containing water, ethanol, polyols (such as glycerol, propylene glycol and liquid polyethylene glycols, etc.), suitable mixtures thereof, and vegetable oils. For example, proper fluidity can be maintained by using a coating agent such as lecithin, and in the case of a dispersant, by using a surfactant while maintaining the required particle size. Prevention of the action of microorganisms can be achieved by various antibacterial and antifungal agents, for example, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, theomesal and the like. In many cases, it will be preferable to include isotonic agents, for example, sugars or sodium chloride. Prolonged absorption of the injectable compositions can be achieved by use in compositions which delay absorption, for example, compositions of aluminum monostearate and gelatin.

멸균성 주사 용제는 요구 량의 활성 화합물을 필요에 따라 상기 열거된 각종 기타 성분과 함께 적당한 용매에 혼입시킨 다음, 여과 멸균시킴으로써 제조한다. 일반적으로, 분산제는 상기 열거된 것 중에서 요구되는 기타 성분과 기본 분산 매질을 함유하는 멸균성 비히클 내로 각종 멸균성 활성 성분을 혼입함으로써 제조한다. 멸균성 주사 용제를 제조하기 위한 멸균성 산제의 경우에 바람직한 제조 방법은 활성 성분에 덧붙여 전술된 이의 멸균성-여과된 용액으로부터 부가의 목적하는 성분을 산출시키는 동결-건조 기술 및 진공 건조 기술이다.Sterile injectable solutions are prepared by incorporating the active compound in the required amount in an appropriate solvent with the various other ingredients enumerated above, as required, followed by filtered sterilization. Generally, dispersants are prepared by incorporating the various sterilizable active ingredients into a sterile vehicle that contains the basic dispersion medium and the other ingredients required from those enumerated above. In the case of sterile powders for the preparation of sterile injectable solutions, preferred methods of preparation are freeze-drying techniques and vacuum drying techniques which yield in addition to the active ingredient the additional desired component from its sterile-filtered solution as described above.

펩티드를 상기 언급된 바와 같이 적절하게 보호시킨 경우에는, 활성 화합물을 예를 들어, 불활성 희석제 또는 동화성 식용 담체와 함께 경구 투여할 수 있거나, 이를 경질 또는 연질 쉘 젤라틴 캅셀 내에 봉입시킬 수 있거나, 이를 정제로 압착시킬 수 있거나 또는 이를 식이 음식과 함께 혼입시킬 수 있다. 경구 치료학 적 투여하기 위해서는, 활성 화합물을 부형제와 함께 혼입시킬 수 있고, 이를 섭취 가능한 정제, 볼 정제, 트로키제, 캅셀제, 엘릭서제, 현탁제, 시럽, 웨이퍼 등의 형태로 사용할 수 있다. 이러한 조성물 및 제제는 활성 화합물을 1중량% 이상 함유해야 한다. 조성물 및 제제의 비율(%)은 물론 다양할 수 있고, 편리하게는 단위 중량을 기준하여 약 5 내지 약 80중량%일 수 있다. 이러한 치료학적으로 유용한 조성물 중의 활성 화합물의 양은 적합한 투여량이 수득되는 양이다. 본 발명에 따르는 바람직한 조성물 또는 제제는 경구 투여 단위 형태가 활성 화합물 약 0.1㎍ 내지 2000mg을 함유하도록 제조한다.If the peptide is properly protected as mentioned above, the active compound can be administered orally, for example with an inert diluent or an assimilable edible carrier, or it can be enclosed in a hard or soft shell gelatin capsule, or It may be compressed into tablets or it may be incorporated with dietary foods. For oral therapeutic administration, the active compound may be incorporated with excipients and used in the form of ingestible tablets, ball tablets, troches, capsules, elixirs, suspensions, syrups, wafers and the like. Such compositions and preparations should contain at least 1% by weight of active compound. The percentages of the compositions and formulations may, of course, vary and may conveniently be from about 5 to about 80 weight percent based on unit weight. The amount of active compound in such therapeutically useful compositions is such that a suitable dosage will be obtained. Preferred compositions or preparations according to the invention are prepared so that oral dosage unit forms contain from about 0.1 μg to 2000 mg of the active compound.

정제, 환제, 캅셀제 등은 다음 성분을 함유할 수도 있다: 결합제, 예를 들면, 트라가칸드 검, 아카시아 검, 옥수수 전분 또는 젤라틴; 부형제, 예를 들면, 인산이칼슘; 붕해제, 예를 들면, 옥수수 전분, 감자 전분, 알긴산 등; 윤활제, 예를 들면, 마그네슘 스테아레이트; 및 감미제, 예를 들면, 슈크로스, 락토스 또는 삭카린, 또는 향미제, 예를 들면, 박하, 윈터그린 향유(oil of wintergreen) 또는 체리향. 투여 단위 형태가 캅셀제인 경우에는, 상기 유형의 물질 이외에도 액상 담체를 함유할 수 있다. 각종 기타 물질이 피복재로서 존재할 수 있거나 또는 투여 단위의 물리적 형태를 변형시키기 위해 존재할 수 있다. 예를 들어, 정제, 환제 또는 캅셀제를 쉘락, 당 또는 이들 둘 다로 피복시킬 수 있다. 시럽 또는 엘릭서제는 활성 화합물, 감미제로서의 슈크로스, 방부제로서의 메틸 및 프로필파라벤, 염료 및 향미제, 예를 들면, 체리 또는 오렌지향을 함유할 수 있다. 물론, 어떠한 투여 단위 형태를 제조하는데 사용된 물질도 이용된 양에서 약제학적으로 순수하고 실질적으로 무독성이어야 한다. 또한, 활성 화합물을 지속 방출 제제 및 제형 내로 혼입할 수 있다.Tablets, pills, capsules, and the like may contain the following ingredients: binders such as tragacand gum, acacia gum, corn starch or gelatin; Excipients such as dicalcium phosphate; Disintegrants such as corn starch, potato starch, alginic acid and the like; Lubricants such as magnesium stearate; And sweetening agents such as sucrose, lactose or saccharin, or flavoring agents such as peppermint, oil of wintergreen or cherry flavor. When the dosage unit form is a capsule, it may contain a liquid carrier in addition to the above types of substances. Various other materials may be present as coatings or may be present to modify the physical form of the dosage unit. For example, tablets, pills or capsules may be coated with shellac, sugar or both. Syrups or elixirs may contain the active compound, sucrose as a sweetening agent, methyl and propylparabens as preservatives, dyes and flavoring agents such as cherry or orange flavors. Of course, the materials used to prepare any dosage unit form must be pharmaceutically pure and substantially nontoxic in the amounts employed. In addition, the active compounds may be incorporated into sustained release formulations and formulations.

투여를 용이하게 하고 투여량을 균질하게 하기 위해서는 비경구 조성물을 투여 단위 형태로 제형화하는 것이 특히 유리하다. 본원에 사용된 바와 같은 투여 단위 형태는 치료하고자 하는 포유류 대상체에 대한 단일 투여로서 적합한 물리적으로 별개의 단위를 지칭하는데; 각 단위는 요구된 약제학적 담체와 연합해서 목적하는 치료 효과를 가져다 주는 것으로 산정된 예정 량의 활성 물질을 함유한다. 본 발명의 투여 단위 형태에 대한 구체적인 내용은 (a) 활성 물질의 독특한 특징과, 달성하고자 하는 특정한 치료 효과; 및 (b) 신체 건강을 손상시키는 질환이 있는 살아있는 대상체에게서 질환을 치료하기 위해 활성 물질을 화합하는 분야에 내재된 한계 사항에 따라서 결정되고 이에 직접적으로 좌우된다.It is especially advantageous to formulate parenteral compositions in dosage unit form in order to facilitate administration and homogeneous dosage. Dosage unit form as used herein refers to physically discrete units suitable as a single administration to a mammalian subject to be treated; Each unit contains a predetermined amount of active substance estimated to produce the desired therapeutic effect in association with the required pharmaceutical carrier. Details of dosage unit forms of the invention include (a) the unique characteristics of the active substance and the particular therapeutic effect to be achieved; And (b) directly and in accordance with the limitations inherent in the field of combining active substances to treat diseases in living subjects with diseases impairing physical health.

주요 활성 성분은 투여 단위 형태에 적합한 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 유효량으로 편리하고 효과적으로 투여하기 위해 화합된다. 단위 투여 형태는, 예를 들어, 주요 활성 성분을 0.5㎍ 내지 약 2000mg의 양으로 함유할 수 있다. 비율로 표현하면, 활성 화합물은 일반적으로 담체 1ml당 약 0.5㎍으로 존재한다. 보충 활성 성분을 함유하는 조성물의 경우에는, 이러한 성분의 통상적인 용량과 투여 방식을 참조로 하여 투여량을 결정한다.The main active ingredient is combined for convenient and effective administration in an effective amount with a pharmaceutically acceptable carrier suitable for the dosage unit form. Unit dosage forms may contain, for example, an active ingredient in an amount of 0.5 μg to about 2000 mg. Expressed in proportions, the active compound is generally present at about 0.5 μg per ml of carrier. In the case of compositions containing supplementary active ingredients, the dosage will be determined with reference to the usual dosages and modes of administration of these ingredients.

전달 시스템Delivery system

각종 전달 시스템이 공지되어 있고, 이를 사용하여 본 발명의 화합물을 투여 할 수 있는데, 예를 들면, 리포솜, 미립자, 미소캅셀, 해당 화합물을 발현할 수 있는 제조합 세포 내에서의 피막 형성, 수용체-매개된 세포내 이입, 레트로바이러스성 또는 기타 벡터의 일부로서의 핵산의 작제 등이 있다. 도입 방법에는 피내, 근육내, 복강내, 정맥내, 피하, 비내, 경막외 및 경구 경로가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 당해 화합물 또는 조성물은 통상적인 모든 경로, 예를 들면, 주입 또는 거환 주사, 상피 또는 점막피부 내막(예를 들면, 경구 점막, 직장 및 장 점막 등)를 통한 흡수로써 투여할 수 있고, 기타 생물학적 활성제와 함께 투여할 수 있다. 투여는 전신 또는 국소일 수 있다. 또한, 본 발명의 약제학적 화합물 또는 조성물을 실내 및 포막내를 포함한 적합한 경로에 의해 중추 신경계에 도입하는 것이 바람직할 수 있는데; 실내 주사는 예를 들어, 저장기(예: Ommaya 저장기)에 부착된 실내 카테터에 의해 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, 흡입기 또는 분무기를 사용하고, 에어로솔화 제제를 이용한 제형을 사용하여 폐 투여할 수도 있다.Various delivery systems are known and can be used to administer the compounds of the invention, including, for example, liposomes, microparticles, microcapsules, encapsulation in the synthesized cells capable of expressing the compounds, receptor- Mediated endocytosis, construction of nucleic acids as part of retroviral or other vectors, and the like. Methods of introduction include, but are not limited to, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, nasal, epidural and oral routes. The compound or composition may be administered by all conventional routes, for example by infusion or bolus injection, absorption through epithelial or mucosal linings (eg, oral mucosa, rectal and intestinal mucosa, etc.), and other biologically active agents. It can be administered together with. Administration can be systemic or local. It may also be desirable to introduce the pharmaceutical compounds or compositions of the present invention into the central nervous system by any suitable route, including indoors and intravesicles; Indoor injection can be facilitated by, for example, an indoor catheter attached to a reservoir (eg, Ommaya reservoir). For example, pulmonary administration may be performed using an inhaler or nebulizer and using a formulation with an aerosolized formulation.

특정 양태에서는, 본 발명의 약제학적 화합물 또는 조성물을 치료가 필요한 부위에 국소적으로 투여하는 것이 요망될 수 있는데; 이는, 예를 들어, 수술 동안의 국소 주입, 수술 후 상처 드레싱과 연계된 국부 적용, 주사, 카테터를 통함, 좌제에 의함, 또는 이식체를 사용함으로써 달성될 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 상기 이식체는 막(예: 시알라스틱 막) 및 섬유를 포함한, 다공성, 비-다공성 또는 젤라틴성 물질이다. 바람직하게는, 본 발명의 항체 또는 펩티드를 포함한 단백질을 투여하는 경우에는, 이러한 단백질이 흡수되지 않는 물질을 사용하는 것에 주의해야만 한다. 또 다른 양태에서는, 본 발명의 화합물 또는 조성물을 소포체, 특히 리포솜 내에서 전달할 수 있다. 또 다른 양태에서는, 본 발명의 화합물 또는 조성물을 제어 방출 시스템으로 전달할 수 있다. 한 양태에서는, 펌프를 사용할 수도 있다. 또 다른 양태에서는, 중합체성 물질을 사용할 수 있다. 또 다른 양태에서는, 제어 방출 시스템을 치료학적 표적, 즉 뇌에 근접하게 위치시킬 수 있기 때문에, 전신 용량의 일부분 만이 필요할 수 있다.In certain embodiments, it may be desirable to administer the pharmaceutical compounds or compositions of the invention locally to the area in need of treatment; This can be achieved, for example, but not limited to, by topical injection during surgery, topical application associated with postoperative wound dressing, injection, via catheter, by suppository, or by using an implant. The sieve is a porous, non-porous or gelatinous material, including membranes (eg sialic membranes) and fibers. Preferably, when administering a protein comprising an antibody or peptide of the present invention, care should be taken to use substances which are not absorbed by such proteins. In another embodiment, the compounds or compositions of the invention can be delivered in endoplasmic reticulum, especially liposomes. In another embodiment, a compound or composition of the present invention can be delivered to a controlled release system. In one aspect, a pump may be used. In another embodiment, polymeric materials can be used. In another embodiment, only a portion of the systemic dose may be needed because the controlled release system can be located proximate to the therapeutic target, ie the brain.

노화 관련 질환의 진단Diagnosis of Aging-Related Diseases

본 발명은 또한, p62를 암호화하는 야생형 유전자를 포유류 대상체의 p62 유전자와 비교하는 것을 포함하여, 이러한 포유류 대상체에게서 노화 관련 장애, 예를 들면, 비만, 유형 II 당뇨병, 간암종, 숫컷의 조기 사망에 대한 감수성을 진단하는 것을 촉진시키는 방법에 관한 것이다. 유전자의 기능이 상실 또는 저하되도록 하는, 점 돌여변이, 단일 뉴클레오티드 다형성, 결실, 프레임쉬프트 돌연변이, 전위, 유전자의 절단 또는 붕괴의 탐지는 대상체 포유류가 노화 관련 장애 또는 질환에 걸릴 위험이 있다는 것을 지시해준다. 서열을 동정 및 비교하기 위한 분자 생물학 방법이 당해 분야에 널리 공지되어 있다.The present invention also includes comparing wild-type genes encoding p62 with p62 genes in mammalian subjects, to premature death of aging-related disorders such as obesity, type II diabetes, liver carcinoma, males in such mammalian subjects. It relates to a method for facilitating the diagnosis of sensitivity. Detection of point mutations, single nucleotide polymorphisms, deletions, frameshift mutations, translocations, truncation or disruption of genes, causing loss of function or loss of gene function, indicates that subject mammals are at risk of developing aging-related disorders or diseases. . Molecular biology methods for identifying and comparing sequences are well known in the art.

본 발명은 또한, p62를 암호화하는 유전자에서 체 세포 돌연변이에 의해 유발되거나 이와 연관된 노화 관련 장애 또는 질환을 동정하는 방법에 관한 것이다. 한 가지 비-제한적 예에서는, 상기 방법이The invention also relates to a method for identifying an aging related disorder or disease caused or associated with somatic mutations in the gene encoding p62. In one non-limiting example, the method

i. p62 유전자 생성물의 서열을 제공하는 단계;i. providing a sequence of p62 gene product;

ii. 돌연변이체 p62 단백질의 서열을 동정하는 단계;ii. Identifying the sequence of the mutant p62 protein;

iii. 상기 돌연변이체 단백질 또는 이의 단편을 암호화하는 유전자에 대한 프로브를 제조하는 단계; 및iii. Preparing a probe for a gene encoding the mutant protein or fragment thereof; And

iv. 상기 언급된 장애 또는 질환이 있는 대상체로부터의 생물학적 샘플과, 상기 질환이 없는 환자로부터의 생물학적 샘플을 프로빙하는 단계(여기서, 상기 질환이 있는 환자로부터의 생물학적 샘플 중에 돌연변이체 단백질이 존재하고, 상기 질환이 없는 포유류 대상체로부터의 생물학적 샘플 중에 돌연변이체 단백질이 존재하지 않는 것은 상기 질병 또는 이러한 질병에 대한 감수성이 유전자에서의 체 세포 돌연변이에 의해 유발되거나 이와 연관이 있다는 것을 지시해준다)iv. Probing a biological sample from a subject with the aforementioned disorder or disease and a biological sample from a patient without the disease, wherein a mutant protein is present in the biological sample from the patient with the disease, and The absence of a mutant protein in a biological sample from a non-mammalian subject indicates that the disease or susceptibility to such disease is caused or associated with a somatic mutation in the gene.)

를 포함한다.It includes.

본 발명은 본원에 기재된 특정 양태로 그 범위가 제한되지 않는다. 실제로, 본원에 기재된 것 이외의 본 발명의 각종 변형이 전술된 내용과 첨부된 도면으로부터 당업자에게는 명백할 것이다. 이러한 변형은 첨부된 청구의 범위에 속한다. 다음 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제공된 것이며, 이로써 제한되지 않는다.The present invention is not to be limited in scope by the specific embodiments described herein. Indeed, various modifications of the invention other than those described herein will be apparent to those skilled in the art from the foregoing and the accompanying drawings. Such modifications fall within the scope of the appended claims. The following examples are provided to illustrate the invention and are not so limited.

실시예Example 1 -  One - p62p62 녹아웃 마우스의 제조 Preparation of Knockout Mice

A. A. p62p62 게놈 클론의 분리 Isolation of Genomic Clones

p62 유전자의 클로닝 및 서열 분석이 기재되어 있는 미국 특허 제6,291,645호(이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입됨)에 제시된 바와 같이, 사람 p62 유전자를 분리한다. 마우스 중의 p62 유전자 자리에 상응하는 게놈성 DNA 클론을, 마우스 종족 129/svEvTACCfBr(Invitrogen)으로부터 제조된 RPCI 22 마우스 BAC 라 이브러리로부터 클로닝한다.Human p62 genes are isolated as set forth in US Pat. No. 6,291,645, which is incorporated herein by reference in its entirety, which describes cloning and sequencing of the p62 gene. Genomic DNA clones corresponding to the p62 locus in mice are cloned from the RPCI 22 mouse BAC library prepared from mouse species 129 / svEvTACCfBr (Invitrogen).

B. B. p62p62 녹아웃  knockout 표적화Targeting 벡터의 제조 Manufacture of vector

p62의 기능없는 대립 유전자를 생성하기 위해, 유전자 표적화 벡터를 도 1에 도시된 바와 같이 제조한다. 이형 접합성 이종 교배로부터 유도된 동복자의 PCR 분석을 통해서 뿐만 아니라 야생형 또는 기능없는 p62 마우스 기관으로부터의 추출물의 서던 블롯 및 면역블롯 분석을 통한 동복자의 p62 유전자형별 분석 결과는, 표적화된 유전자가 붕괴되었다는 것을 나타낸다. p62 게놈성 클론의 5' 말단으로부터 증폭된 2.3 kb EcoRI-BamHI를 pPNT의 EcoRI-BamHI 부위 내로 삽입함으로써, 표적화 벡터를 작제한다. p62 게놈성 클론의 3' 말단으로부터 유도된 4.0 kb SspI 단편을, 클레노우 효소로 평활 말단시킨 XhoI 부위에서 상기 벡터에 삽입한다. PCR에 근거하는 유전자 표적화에 대한 재조합 단편 검정에 의해 잠재적 재조합체를 동정한다. 게놈성 DNA를 ES 세포, 키메라 조직 및 이들의 자손으로부터 제조한다. 분해된 DNA를 아가로즈 겔에서 전기영동시키고, 겔의 서던 블롯을 준비하며, p62 유전자의 5' 또는 3' 플랭킹 영역에 특이적인 32P-표지된 프로브와 하이브리드화한다.To generate the nonfunctional allele of p62, a gene targeting vector is prepared as shown in FIG. The results of p62 genotyping of litters from Southern blot and immunoblot analysis of extracts from wild-type or non-functional p62 mouse organs, as well as through PCR analysis of the litters derived from heterozygous heterologous crosses, indicated that the targeted genes were disrupted. Indicates. The targeting vector is constructed by inserting 2.3 kb EcoRI-BamHI amplified from the 5 'end of the p62 genomic clone into the EcoRI-BamHI site of pPNT. A 4.0 kb SspI fragment derived from the 3 'end of the p62 genomic clone is inserted into the vector at the XhoI site blunt ended with the Klenow enzyme. Potential recombinants are identified by recombinant fragment assays for gene targeting based on PCR. Genomic DNA is prepared from ES cells, chimeric tissues and their progeny. The digested DNA is electrophoresed on an agarose gel, a Southern blot of the gel is prepared, and hybridized with 32 P-labeled probes specific for the 5 'or 3' flanking region of the p62 gene.

C. C. ESES 세포에서 표적 벡터의 삽입 Insertion of target vector in cells

상기와 같이 생성된 플라스미드를 SspI로 선형화하고, E14TG2a ES 세포 내로 전기천공시킨다. G418 및 간시클로비르의 존재 하에 선별함으로써, 이형 접합성 ES 세포 클론을 수득한다. 게놈성 DNAs를 ES 세포로부터 분리하고, 마우스-꼬리를 서던 블롯 분석에 의해 성상 확인한다. p62 게놈 서열의 3' 영역으로부터 프로브를 제조한다. 이 프로브는 11 kb 단편(내인성 p62 유전자)과 하이브리드화하고, 8kb 단편(붕괴된 대립 유전자)과 하이브리드화된다. HPRT-결핍성 배아 줄기 세포주 E14TG2a 상에서 전기천공을 수행한다. 상기 세포주는 앞서 기재된 바와 같이 조사된 마우스 배아 섬유아세포 상에서 유지되었다. 2 내지 5nM 농도의 선형화 표적화 작제물의 존재 하에서의 전기천공은 300V로 충전된 250-uF 축전기로부터의 1-초 방전량을 사용하였다. 양 플라스미드 작제물의 선형화는 제한 효소 NotI를 사용하여 달성한다. 선별은 G418 및 간시클로비르를 사용하여 달성한다.The resulting plasmid is linearized with SspI and electroporated into E14TG2a ES cells. By selection in the presence of G418 and gancyclovir, heterozygous ES cell clones are obtained. Genomic DNAs are isolated from ES cells, and the mouse-tail is characterized by Southern blot analysis. Probes are prepared from the 3 'region of the p62 genomic sequence. This probe hybridizes with an 11 kb fragment (endogenous p62 gene) and with an 8 kb fragment (collapsed allele). Electroporation is performed on HPRT-deficient embryonic stem cell line E14TG2a. The cell line was maintained on mouse embryonic fibroblasts examined as described previously. Electroporation in the presence of a linearized targeting construct at a concentration of 2-5 nM used a 1-second discharge from a 250-uF capacitor charged to 300V. Linearization of both plasmid constructs is achieved using the restriction enzyme NotI. Selection is accomplished using G418 and gancyclovir.

D. 동형 접합성의 D. Homozygous p62p62 -/- -/- 기능없는No function 마우스의 생성 Generation of mouse

포배낭을 6 내지 7주생 C57BL6/J로부터 수비한다. 계대접종한지 2 내지 3일 후에, 신선하게 트립신 처리시킨 배아 줄기(ES) 세포를 M2 배지에 재현탁시키고, 실온에서 미세주사(포배낭당 10 내지 15개 세포)함으로써 포배낭 내로 도입한다. 주사된 포배낭을 추가의 항온 배양없이, 2.5일 전에 미리 정관절제된 숫컷과 짝짓기를 한 가임신 암컷의 자궁에 복귀시킨다.Cysts are secreted from 6-7 week old C57BL6 / J. Two to three days after passage, freshly trypsinized embryonic stem (ES) cells are resuspended in M2 medium and introduced into vesicles by microinjection (10-15 cells per bladder bag) at room temperature. The injected bladders are returned to the uterus of a fertility female mated with a male previously presecrated male 2.5 days ago without further incubation.

p62-4 세포가 주사된 포배낭으로부터 유도된 새끼는 검사에 의해 코트 색상 키메라 현상을 나타내는 것으로 판단된다. E14TG2a 세포주와 이에 따른 p62-4 세포주를 유도시키는 종족 129/Ola 마우스는 코트 색상에 영향을 미치는 것으로 공지된 3개의 유전자 자리, 즉 A, c 및 p에서 돌연변이를 수반한다. 129/Ola 마우스는 아고우틴 유전자 자리(agouti locus)에서 우성 대립 유전자 Aw에 대해 동형 접합성이고, c 유전자 자리에서 열성 대립 유전자에 대해 동형 접합성이며, p 유전자 자 리에서 열성 대립 유전자 p에 대해 동형 접합성인데; 이들은 핑크색 눈을 가진 크림상의 흰 색상이다. 종족 C57BL6/J 마우스는 수용자 포배낭의 공급원이고; 이들은 검정색 눈을 가진 짙은 검정 색상이다. 이들 두 종족 간의 키메라는 검정색 배경 상의 보다 밝은 모피 패치의 존재로써 동정한다. 패치 색상은 표피 층이 ES 세포-유도된 것인지, 수용자 포배낭-유도된 것인지에 따라서 다양하다. 아고우티 패치는 멜라닌 세포에 의한 검정색 색소 생성에 대한, ES 세포-유도된 중배엽 세포 중의 우성 Aw 유전자의 간접적 억제 효과를 보여준다. 약간 황색인 패치는 색소 자체의 생성과 패키징에 대한 Cch 및 p 유전자의 직접적인 효과를 나타낸다. 아고우티 및/또는 황색 패치는 소정의 키메라 동물에서 볼 수 있다. 코트 색상에 대해 강력하게 키메라성인 동물은 검정색 눈을 가진 크림색이거나 거의 균질하게 황색을 띤 갈색일 수 있다. 이로써 생성된 키메라의 비율은 생존하는 새끼의 28%이다. 새끼들을 대상으로 하여 코트 색상 키메라 현상에 대해 점수를 매기고, 성숙해지면 짝짓기를 하여, p62-4에서부터 자손 까지의 코트 색상 마커의 배선 전달에 대해 시험한다.Pups derived from blastocysts injected with p62-4 cells are judged to exhibit coat color chimeric phenomena by examination. The species 129 / Ola mice that induce the E14TG2a cell line and thus the p62-4 cell line carry mutations at three loci, namely A, c and p, which are known to affect coat color. 129 / Ola mice are homozygous for the dominant allele Aw at the agouti locus, homozygous for the recessive allele at the c locus, and homozygous for the recessive allele p at the p locus Is; These are creamy white with pink eyes. Species C57BL6 / J mice are a source of recipient vesicles; These are dark black colors with black eyes. Chimeras between these two species are identified by the presence of brighter fur patches on a black background. The patch color varies depending on whether the epidermal layer is ES cell-derived or recipient vesicle-derived. Aguti patches show indirect inhibitory effects of the dominant Aw gene in ES cell-induced mesodermal cells on black pigment production by melanocytes. Slightly yellow patches show a direct effect of the Cch and p genes on the production and packaging of the pigment itself. Aguti and / or yellow patches can be found in certain chimeric animals. Animals that are strongly chimeric to coat color may be creamy with black eyes or a nearly homogeneous yellowish brown. The proportion of chimeras thus produced is 28% of the offspring living. Pups are scored for coat color chimeric phenomena and mated when maturated to test for transfer of coat color markers from p62-4 to offspring.

E. 동형 접합성의 E. Homozygous p62p62 -/- 마우스 표현형-/-Mouse phenotype

(i) 비만(i) obesity

도 3은 대표적인 야생형 및 p62-기능없는 마우스의 사진을 도시한 것이다. p62-기능없는 마우스는 비만이다. 도 4는 야생형 마우스와 p62-기능없는 마우스에서의 지방 침착 양을 도시한 것이다.3 shows photographs of representative wild type and p62-functional mice. Mice without p62-function are obese. 4 depicts the amount of fat deposition in wild type mice and p62-functional mice.

도 5는 각종 연령의 야생형(검정색 사각형) 및 p62-기능없는(흰색 사각형) 숫컷 마우스의 체중 측면에서 집단 연구를 도시한 것이다. 이는 p62-기능없는 마우스가 일반적으로 야생형 마우스 보다 더 비만이라는 것을 다시 한번 지시해준다. 또 다른 국면에서, 도 6은 30주생이 될때까지 이유기(4주)로부터 야생형 및 p62-기능없는 숫컷 마우스의 성장을 측정한 동세대 연구를 도시한 것이다. p62-기능없는 마우스가 출생에서부터 30주생에 걸쳐 보다 큰 체중으로 성장한다는 사실을 지시해주는 곡선이 생성된다.FIG. 5 depicts population studies in terms of body weight of wild-type (black square) and p62-functional (white square) male mice of various ages. This once again indicates that p62-null mice are generally more obese than wild type mice. In another aspect, FIG. 6 depicts a cohort study measuring the growth of wild type and p62-functional male mice from weaning (4 weeks) until 30 years of age. Curves are generated that indicate that p62-functional mice grow to greater body weight from birth to 30 weeks of age.

암컷 마우스를 대상으로 하여, 체중과 성장에 대해 또한 연구하였다. 도 7은 각종 연령의 야생형(검정색 사각형) 및 p62-기능없는(흰색 사각형) 암컷 마우스의 체중 측면에서 집단 연구를 도시한 것이다. 이는 p62-기능없는 암컷 마우스가 일반적으로 야생형 암컷 마우스 보다 더 비만이라는 것을 지시해준다. 도 8은 30주생이 될때까지 이유기(4주)로부터 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스의 성장을 측정한 동세대 연구를 도시한 것이다. 도 9는 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스의 체중 증가를 도시한 것이다. 뇌-대-체중 비율은 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 동일하다.Female mice were also studied for weight and growth. FIG. 7 depicts population studies in terms of body weight of wild type (black squares) and p62-functional (white squares) female mice of various ages. This indicates that female mice without p62-function are generally more obese than wild type female mice. FIG. 8 depicts a cohort study measuring growth of wild type and p62-functional female mice from weaning (4 weeks) until 30 years of age. Figure 9 depicts weight gain in wild type and p62-functional female mice at 20 and 40 weeks of age. Brain-to-weight ratios are the same in wild-type and p62-functional mice.

혈중 총 콜레스테롤 수준을 또한 측정하였다. 도 11은 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈중 총 콜레스테롤 수준을 도시한 것이다. 혈중 총 콜레스테롤 수준은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 각각 134±23mg/ml 및 187±33mg/ml이다. 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 혈중 총 콜레스테롤 수준은 각각 135±31mg/ml 및 175±11mg/ml이다.Total cholesterol levels in blood were also measured. FIG. 11 shows total cholesterol levels in blood after 12 hours fasting in wild type and p62-null female mice at 20 and 40 weeks of age. Total cholesterol levels in blood are 134 ± 23 mg / ml and 187 ± 33 mg / ml in 20-week-old wild-type and p62-null mice, respectively. Total cholesterol levels in blood in the 40-week-old wild type and p62-null mice were 135 ± 31 mg / ml and 175 ± 11 mg / ml, respectively.

혈중 트리글리세라이드 수준을 측정하였다. 도 12는 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈중 트리글리세라이드 수준을 도시한 것이다. 혈중 트리글리세라이드 수준은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 각각 67±13mg/ml 및 81±10mg/ml이다. 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 혈중 트리글리세라이드 수준은 각각 76±17mg/ml 및 96±16mg/ml이다.Blood triglyceride levels were measured. 12 depicts blood triglyceride levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice at 20 and 40 weeks of age. Serum triglyceride levels are 67 ± 13 mg / ml and 81 ± 10 mg / ml in 20-week-old wild-type and p62-functional mice, respectively. Serum triglyceride levels in 40-week-old wild-type and p62-null mice were 76 ± 17 mg / ml and 96 ± 16 mg / ml, respectively.

최종적으로, 혈청 렙틴 수준을 측정하였다. 도 13은 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈청 렙틴 수준을 도시한 것이다. 혈청 렙틴 수준은 야생형 마우스에서 5.00±0.84mg/ml이고, p62-기능없는 마우스에서 8.37±0.84mg/ml이다. 따라서, p62-기능없는 마우스는 비만 징후를 보여준다.Finally, serum leptin levels were measured. FIG. 13 depicts serum leptin levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice. Serum leptin levels are 5.00 ± 0.84 mg / ml in wild-type mice and 8.37 ± 0.84 mg / ml in p62-functional mice. Thus, mice without p62-function show signs of obesity.

모든 p62-/- 새끼는 유사한 외관을 나타낸다. 출생시, p62-/- 마우스는 이들의 동포자와 구별될 수 없는 것으로 보인다. p62-/- 마우스의 크기와 외관 상의 차이는 생후 처음 몇 주 동안에 관찰되었다.All p62-/-litters have a similar appearance. At birth, p62 − / − mice appear to be indistinguishable from their compatriots. Differences in the size and appearance of the p62-/-mice were observed during the first few weeks of life.

(( iiii ) 당뇨병) diabetes

혈중 글루코스 수준을 측정하였다. 도 10은 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈중 글루코스 수준을 도시한 것이다. 혈중 글루코스 수준은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 각각 160±19mg/ml 및 240±30mg/ml이다. 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 혈중 글루코스 수준은 각각 147±49mg/ml 및 241±33mg/ml이다.Blood glucose levels were measured. FIG. 10 shows blood glucose levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice at 20 and 40 weeks of age. Blood glucose levels are 160 ± 19 mg / ml and 240 ± 30 mg / ml, respectively, in 20-week-old wild-type and p62-functional mice. Blood glucose levels in the 40-week-old wild-type and p62-functional mice were 147 ± 49 mg / ml and 241 ± 33 mg / ml, respectively.

*마우스를 대상으로 하여, 당뇨병 징후에 대해 측정하였다. 도 14는 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈청 인슐린 수준을 도시한 것이다. 혈청 인슐린 수준은 야생형 마우스에서 84.60±0.70mg/ml이고, p62-기능없는 마우스에서 144.30±47.30mg/ml인데, p62-기능없는 암컷에서 상당히 더 많다. 추가로, 도 15는 28주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 글루코스 내성 시험 동안의 글루코스 수준을 도시한 것이고, 이는 녹아웃 암컷 마우스의 2시간 후 혈중 글루코스 농도가 더 높게 나타난다는 것을 제시하는데, 이는 또한 글루코스가 p62-기능없는 마우스에서 용이하게 처리되지 않는다는 것을 지시해준다. 도 16은 야생형 마우스와 비교해서, 20주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서 인슐린 내성 시험 동안의 글루코스 수준 상승을 도시한 것이다.* Mice were measured for signs of diabetes. FIG. 14 shows serum insulin levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice. Serum insulin levels are 84.60 ± 0.70 mg / ml in wild-type mice and 144.30 ± 47.30 mg / ml in p62-functional mice, significantly higher in p62-functional females. In addition, FIG. 15 depicts glucose levels during the glucose tolerance test in 28-week-old wild type and p62-functional female mice, suggesting that blood glucose levels are higher after 2 hours in knockout female mice. This also indicates that glucose is not readily processed in p62-functional mice. FIG. 16 shows elevated glucose levels during insulin resistance testing in 20-week-old p62-functional male mice compared to wild type mice.

20주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서의 췌장 섬 크기와 형태에 관한 검사는, p62-기능없는 암컷 마우스가 보다 큰 크기의 췌장 섬을 지닌다는 것을 지시해준다. 도 17A-17B는 췌장 섬의 사진을 도시한 것이다. 추가로, 도 18은 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 뇨 글루코스 시험을 도시한 것이다. 글루코스 시험 패치는 화살표로써 지시되고 p62-기능없는 마우스에서 녹색으로 변한다. p62-기능없는 마우스는 뇨에서 배출되는 보다 많은 양의 글루코스를 나타내었다. 이들 표현형 모두는 사람 또는 마우스 유형-2 당뇨병 발생에 있어 전형적인 것이다.Examination of pancreatic islet size and morphology in 20-week-old wild type and p62-functional female mice indicates that p62-functional female mice have larger sized pancreatic islets. 17A-17B show pictures of pancreatic islets. In addition, FIG. 18 depicts urine glucose testing in wild type and p62-functional mice. Glucose test patches are indicated by arrows and turn green in p62-unfunctional mice. Mice with no p62-function displayed higher amounts of glucose excreted in the urine. All of these phenotypes are typical for the development of human or mouse type 2 diabetes.

(( iiiiii ) 지방 간A) fatty liver

p62-기능없는 마우스는 지방 간 표현형을 나타낸다. 도 19는 p62-기능없는 마우스에서의 간비대 및 지방증을 도시한 것이다. 추가로, 도 20A-20B는 p62-기능없는 마우스에서의 지방증을 도시한 것이다. 조직 절편을 H&E로 염색하였다.Mice without p62-function show a fatty liver phenotype. FIG. 19 depicts hepatomegaly and steatosis in mice without p62-function. In addition, FIGS. 20A-20B depict lipoatosis in p62-functional mice. Tissue sections were stained with H & E.

(( iviv ) 간암Liver cancer

상기에 덧붙여, 마우스에 대한 검사 결과는 p62-기능없는 마우스가 간암으로 고생한다는 사실을 보여준다. 도 21A-21D는 67주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서의 간세포 암종을 도시한 것이다. 도 22A-22B는 36주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서의 간세포 암종을 도시한 것이다. 도 23A-23B는 59주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서의 간세포 암종을 도시한 것이다.In addition to the above, the test results for mice show that mice without p62-function suffer from liver cancer. 21A-21D depict hepatocellular carcinoma in 67-week-old p62-functional male mice. 22A-22B depict hepatocellular carcinoma in 36-week-old p62-null male mice. 23A-23B depict hepatocellular carcinoma in 59-week-old p62-functional male mice.

(v) (v) 숫컷Male 조기 사망 Premature death

p62-기능없는 마우스와 연관된 흥미로운 표현형은 이들이 숫컷 조기 사망을 나타낸다는 것이다. 도 24는 야생형 그룹(블랙) 및 p62 녹아웃 그룹(레드)에서 숫컷 마우스에 대한 카플란-마이어(Kaplan-Meier) 생존 곡선을 도시한 것이다. 숫컷 p62-기능없는 마우스는 야생형 마우스 보다 훨씬 더 짧은 수명을 지닌다. 도 25는 야생형 그룹(블랙) 및 p62 녹아웃 그룹(레드)에서 암컷 마우스에 대한 카플란-마이어 생존 곡선을 도시한 것이다. 이들 곡선은 p62-기능없는 암컷 마우스의 수명은 대략 동일하다는 것을 보여준다.An interesting phenotype associated with p62-functional mice is that they indicate male premature death. FIG. 24 depicts Kaplan-Meier survival curves for male mice in wild type group (black) and p62 knockout group (red). Male p62-null mice have a much shorter lifespan than wild type mice. FIG. 25 depicts Kaplan-Meier survival curves for female mice in wild type group (black) and p62 knockout group (red). These curves show that the life spans of female mice without p62-function are approximately the same.

(( vivi ) ) 세포내Intracellular 봉입체의 형성 Formation of inclusion bodies

멀티유비퀴틴이 p62와 결합된다. 도 26A-26C는 p62 및 Mcb1에 대한 멀티유비퀴틴 쇄 결합을 도시한 것이다. (A) 정제된 재조합 아라비도프시스 Mcb1 (Mcb1), GST 융합된 p62 유비퀴틴 결합성 영역 (GST.P62C259), 및 GST를 대상으로 하여 SDS-PAGE시키고, 니트로셀룰로즈에 옮긴다. 상기 막을 Ponceau S으로 염색시키거나(좌측 패널) 또는 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄와 함께 항온 배양하고, 세척한 다음, 자가 방사기록한다(우측 패널). (B) GST 또는 GST.p62C259를 용액 중에서 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄와 함께 항온 배양하고, 결합된 쇄를 글루타치온 커플링된 아가로즈 비드를 사용하여 침전시킨 다음, 결합된 쇄의 양을 γ-계수함으로써 측정한다. (C) (B)에서 침전된 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄를 SDS-함유 완충액에서 가열함으로써 상기 비드로부터 용출시키고; 이러한 용출액을 SDS PAGE에 의해 분리시키며, 멀티유비퀴틴 쇄의 프로필을 자가 방사기록법에 의해 분석한다. 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄의 혼합물이 비교를 위해 포함된다(자유 쇄).Multiubiquitin binds to p62. 26A-26C show multiubiquitin chain binding to p62 and Mcb1. (A) SDS-PAGE for purified recombinant Arabidopsis Mcb1 (Mcb1), GST fused p62 ubiquitin binding region (GST.P62C259), and GST, and transfer to nitrocellulose. The membranes are stained with Ponceau S (left panel) or incubated with 125 I-labeled multiubiquitin chains, washed and self-recorded (right panel). (B) GST or GST.p62C259 incubated with 125 I-labeled multiubiquitin chains in solution, the bound chains precipitated using glutathione coupled agarose beads, and then the amount of bound chains Measure by counting. (C) eluting 125 I-labeled multiubiquitin chains precipitated in (B) from the beads by heating in SDS-containing buffer; This eluate is separated by SDS PAGE and the profile of the multiubiquitin chain is analyzed by autoradiography. A mixture of 125 I-labeled multiubiquitin chains is included for comparison (free chain).

p62는 HeLa 세포에 대해 내인성인 유비퀴틴-단백질 접합체와 상호작용한다. 도 27은 HeLa 세포에 대해 내인성인 유비퀴틴-단백질 접합체와 p62의 상호 작용을 도시한 것이다. p62.T7을 발현하는 HeLa 세포를 락타시스틴의 존재 또는 부재 하에 항온 배양한 다음, 용해시킨다. p62.T7은 항-T7 모노클로널 항체를 사용하여 상기 용해물로부터 면역침전시키고, 공동 침전된 p62 및 유비퀴틴-단백질 접합체로부터 면역침전시킨 다음, 폴리클로널 항-p62 및 유비퀴틴-접합체 항혈청을 사용하여 면역블롯에 의해 탐지한다.p62 interacts with the ubiquitin-protein conjugate that is endogenous to HeLa cells. FIG. 27 depicts the interaction of p62 with the ubiquitin-protein conjugate that is endogenous to HeLa cells. HeLa cells expressing p62.T7 are incubated in the presence or absence of lactacystin and then lysed. p62.T7 was immunoprecipitated from the lysate using anti-T7 monoclonal antibody and immunoprecipitated from co-precipitated p62 and ubiquitin-protein conjugates followed by polyclonal anti-p62 and ubiquitin-conjugate antiserum Detection by immunoblot.

p62의 유비퀴틴 결합성 도메인은 신경망 방법에 의해 설명된다. 도 28A-28B는 (A) p62의 유비퀴틴 결합성 도메인의 아미노산 서열(서열 번호 1)을 도시한 것 이다. 신경망 방법을 사용하여 p62의 유비퀴틴 결합성 도메인의 2차 구조를 예측하였다. 예측된 α-나선 영역이 밑줄쳐져 있다. (B) 예측된 α-나선 영역이 나선형 휠 상에 묘사된다. 소수성 잔사는 박스 내에 있다.The ubiquitin binding domain of p62 is described by neural network methods. 28A-28B depict the amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) of the ubiquitin binding domain of (A) p62. The neural network method was used to predict the secondary structure of the ubiquitin binding domain of p62. The predicted α-helix region is underlined. (B) The predicted α-helix region is depicted on the helical wheel. Hydrophobic residue is in the box.

이들 돌연변이체 p62 단백질 중의 몇몇을 대상으로 하여, 멀티유비퀴틴 쇄에 대한 결합에 대해 검정하였다. 표 1은 돌연변이체 p62 단백질에 대한 멀티유비퀴틴 쇄 결합을 제시한다(p62 단백질은 G-비드에 결합된 GST 융합물로서 시험하였다). 정제된 재조합 GST 융합된 p62 유비퀴틴 결합성 영역(GST.P62C259), GST 및 각종 p62 돌연변이체 단백질을 용액 중에서 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄와 함께 항온 배양하고, 결합된 쇄를 글루타치온 커플링된 아가로즈 비드를 사용하여 침전시킨 다음, 결합된 쇄의 양을 γ-계수함으로써 측정한다. 그 결과는 유비퀴틴 쇄 결합성 영역 내의 소수성 잔사가 유비퀴틴 쇄와의 결합에 중요하는 것을 나타낸다.Several of these mutant p62 proteins were targeted for binding to the multiubiquitin chain. Table 1 shows multiubiquitin chain binding to mutant p62 protein (p62 protein was tested as GST fusion bound to G-beads). Purified recombinant GST fused p62 ubiquitin binding region (GST.P62C259), GST and various p62 mutant proteins were incubated with 125 I-labeled multiubiquitin chains in solution and the bound chains were glutathione coupled agar. Precipitate using rose beads and then measure the amount of bound chain by γ-counting. The results indicate that hydrophobic residues in the ubiquitin chain binding region are important for binding to the ubiquitin chain.

돌연변이체Mutant 결합된 멀티유비퀴틴 쇄 cpm(%)Bound multiubiquitin chain cpm (%) 없음a None a 90(0%)90 (0%) p62p62 5214(100%)5214 (100%) L394/L395 →A/AL 394 / L 395 → A / A 877(17%)877 (17%) M401/L402 →A/AM 401 / L 402 → A / A 69(0%)69 (0%) W412/L413 →A/AW 412 / L 413 → A / A 108(0%)108 (0%) L416/L417 →A/AL 416 / L 417 → A / A 63(0%)63 (0%) a: 샘플은 G-비드 만을 함유한다a: sample contains only G-beads

p62는 프로테아솜과 연합되지 않는다. 도 29A-29C는 p62가 프로테아솜과 연합되지 않는다는 것을 보여준다. (A) HeLa 세포로부터의 총 용해물을 시차 원심분리함으로써, 26S 프로테아솜 증강된 분획을 분리하였다. 각 분획 5㎍을 펩티다제 검정과 TBP1에 사용하였다. (B) 26S 프로테아솜을 DEAE Affi-겔 블루 칼럼 상에서 P100-2h 분획으로부터 정제하였다. 각 20㎕를 펩티다제 검정 및 웨스턴 블롯에 사용하였다. (C) 15%-40% 연속 글리세롤 구배를 사용하여 26S 프로테아솜을 추가로 정제하였다. 이러한 구배 상단으로부터 분획(500㎕)을 수집하고, 각 20㎕를 펩티다제 검정 및 면역블롯에 사용하였다. 기타 26S 프로테아솜 소단위체(ATPase p42, S4.p45 및 20S 코어 복합 소단위체 p31)가 또한, 면역블롯 분석에 의해 TBP1과 동일한 분획에서 발견되었다(데이터는 제시되지 않음).p62 is not associated with proteasomes. 29A-29C show that p62 is not associated with proteasomes. (A) 26S proteasome enhanced fractions were separated by differential centrifugation of total lysates from HeLa cells. 5 μg of each fraction was used for the peptidase assay and TBP1. (B) 26S proteasomes were purified from P100-2h fractions on DEAE Affi-gel blue column. 20 μl each was used for peptidase assay and Western blot. (C) The 26S proteasome was further purified using a 15% -40% continuous glycerol gradient. Fractions (500 μl) were collected from the top of this gradient and 20 μl each was used for peptidase assay and immunoblot. Other 26S proteasome subunits (ATPase p42, S4.p45 and 20S core complex subunit p31) were also found in the same fraction as TBP1 by immunoblot analysis (data not shown).

p62는 프로테아솜 억제제로의 처리 후 멀티유비퀴틴 쇄에 동시에 국재한다. 도 30은 HEK 293 세포에서 LLnL로의 처리 후 멀티-유비퀴틴 쇄와의 p62의 동시 국재를 도시한 것이다. HEK 293 세포를, 수거하기 전 16시간 동안 지시된 증가 농도의 LLnL로 처리하였다. 세포를 용해시키고, 항-p62 및 항-유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다. 도 31은 각종 프로테아솜 억제제가 세퀘스토솜의 형성을 유도할 수 있다는 것을 보여준다. COS7 세포를 12시간 동안 몇 가지 프로테아솜 억제제(20mM ALLN, 5mM 락타시스틴, 10mM MG132 및 50nM 에폭소미신)로 처리하고, 항-p62 항체로 면역염색시킨다. 추가로, 도 32A-32B는 p62가 프로테아솜 억제제 LLnL에 의해 세퀘스토솜으로 명명된 시토졸성 봉입 구조물을 형성한다는 것을 보여준다. (A) p62는 LLnL로 처리함으로써 세퀘스토솜 내에 축적된다. COS7 세포를 20mM LLnL의 존재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 면역형광성 현미경 검사를 위해 p62에 대한 항체로 처리한다. (B) p62의 수준은 LLnL에 대한 노출에 의해 세정제-불용성 분획에서 증가한다. COS7 세포를 수거하기 전 12시간 동안 담체(DMSO) 또는 20mM LLnL의 존재 하에 항온 배양하였다. 세포를 용해시키고, 트리톤 X-100 가용성 및 불용성 분획으로 분리시킨다. 블롯을 항-b-악틴 항체로 재프로빙함으로써, 등가 부하량의 샘플을 확인하였다.p62 localizes simultaneously to the multiubiquitin chain after treatment with proteasome inhibitors. FIG. 30 depicts co-localization of p62 with multi-ubiquitin chains after treatment with LLnL in HEK 293 cells. HEK 293 cells were treated with indicated increasing concentrations of LLnL for 16 hours prior to harvesting. Cells are lysed and immunostained with anti-p62 and anti-ubiquitin antibodies. FIG. 31 shows that various proteasome inhibitors can induce the formation of sequestosomes. COS7 cells are treated with several proteasome inhibitors (20 mM ALLN, 5 mM lactacystin, 10 mM MG132 and 50 nM epoxmycin) for 12 hours and immunostained with anti-p62 antibody. In addition, FIGS. 32A-32B show that p62 forms a cytosolic inclusion construct named sequestosome by the proteasome inhibitor LLnL. (A) p62 accumulates in sequetosomes by treatment with LLnL. COS7 cells are incubated for 12 hours in the presence of 20 mM LLnL and treated with antibodies to p62 for immunofluorescence microscopy. (B) The level of p62 is increased in the detergent-insoluble fraction by exposure to LLnL. COS7 cells were incubated in the presence of carrier (DMSO) or 20 mM LLnL for 12 hours before harvesting. Cells are lysed and separated into Triton X-100 soluble and insoluble fractions. By reprobing the blot with an anti-b-actin antibody, an equivalent load sample was confirmed.

추가로, 도 33A-33B는 시간-의존성 p62-세퀘스토솜 형성을 도시한 것이다. (A) COS7 세포를 지시된 시간 동안 20mM LLnL의 존재 하에 항온 배양하고, p62에 대한 항체로 면역염색시킨다. (B) 시간에 따른 세정제-불용성 분획에서의 p62 상승을 도시한 것이다. 지시된 시간 동안 20mM LLnL로 처리한 후, COS7 세포를 수거하고, 용해시킨 다음, 세정제-가용성 및 -불용성 분획으로 분리시킨다. 블롯을 항-b-악틴 항체로 재프로빙함으로써, 등가 부하량의 샘플을 확인하였다.In addition, FIGS. 33A-33B illustrate time-dependent p62-sequestosome formation. (A) COS7 cells are incubated in the presence of 20 mM LLnL for the indicated times and immunostained with an antibody against p62. (B) shows rise of p62 in detergent-insoluble fraction over time. After treatment with 20 mM LLnL for the indicated times, COS7 cells are harvested, lysed and separated into detergent-soluble and -insoluble fractions. By reprobing the blot with an anti-b-actin antibody, an equivalent load sample was confirmed.

유비퀴틴-p62 봉입체가 마우스 배아 섬유아세포에서 형성된다. 도 34는 마우스 배아 섬유아세포(MEFs)에서의 유비퀴틴 양성 p62 봉입체 형성을 도시한 것이다. MEF 세포를 20mM LLnL의 존재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-p62 및 유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다. 추가로, 도 35는 p62 유전자 투여량-의존성 UB-봉입체 형성을 도시한 것이다. p62 야생형, 이형 접합성 또는 기능없는 배아로부터의 MEFs를 LLnL(20mM)의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다. p62 야생형 MEF는 유비퀴틴 양성 봉입체를 잘 형성한 반면, p62-기능없는 MEF는 봉입체를 전혀 형성할 수 없으며, p62-이형 접합체는 봉입체를 덜 효율적으로 형성할 수 있다. 도 36은 프로테아솜 억제제에 의한 p62 -/- MEF 구제 유비퀴틴 봉입체 형성에서의 p62 과발현을 도시한 것이다. p62 기능없는 배아로부터의 MEFs를 p62 발현 벡터로 형질감염시킨다. 24시간 후, 이들 세포를 LLnL(20mM)의 존재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-p62 및 항-유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다.Ubiquitin-p62 inclusion bodies are formed in mouse embryonic fibroblasts. FIG. 34 depicts ubiquitin positive p62 inclusion body formation in mouse embryonic fibroblasts (MEFs). MEF cells are incubated for 12 hours in the presence of 20 mM LLnL and immunostained with anti-p62 and ubiquitin antibodies. In addition, FIG. 35 depicts p62 gene dose-dependent UB-inclusion formation. MEFs from p62 wild type, heterozygous or nonfunctional embryos are incubated for 12 hours with or without LLnL (20 mM) and immunostained with anti-ubiquitin antibody. p62 wild-type MEFs well formed ubiquitin positive inclusion bodies, whereas p62-functional MEFs could not form inclusion bodies at all, and p62-heterozygotes could form inclusion bodies less efficiently. FIG. 36 depicts p62 overexpression in p62 − / − MEF rescue ubiquitin inclusion bodies formed by proteasome inhibitors. MEFs from embryos without p62 function are transfected with p62 expression vectors. After 24 hours, these cells are incubated for 12 hours in the presence of LLnL (20 mM) and immunostained with anti-p62 and anti-ubiquitin antibodies.

추가로, p62-양성 세포내 봉입체는 또한, 산화적 스트레스에 의해 형성된다. 예를 들어, 도 37A-37B는 글루타치온(GSH)-고갈성의 디에틸말레에이트(DEM)의 존재 하에 MEF에서의 p62- 또는 유비퀴틴 응집체의 형성을 도시한 것이다. MEFs를 DEM의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 항온 배양한다. p62 wt(A) 및 p62 기능없는(B) MEFs를 p62 및 유비퀴틴에 대한 항체로 면역표지시킨다. DEM은 p62-야생형 MEF에서만 유비퀴틴-양성 봉입체를 유도할 수 있지만, p62-기능없는 MEF에서는 유도할 수 없다. 따라서, p62는 미스폴딩되고/되거나 유비퀴틴화된 세포내 단백질을 수집하고, 세포내 봉입체를 만드는 기능이 있다.In addition, p62-positive intracellular inclusion bodies are also formed by oxidative stress. For example, FIGS. 37A-37B depict the formation of p62- or ubiquitin aggregates in MEFs in the presence of glutathione (GSH) -depleting diethylmaleate (DEM). MEFs are incubated for 12 hours in the presence or absence of DEM. p62 wt (A) and p62 nonfunctional (B) MEFs are immunolabeled with antibodies to p62 and ubiquitin. DEMs can induce ubiquitin-positive inclusion bodies only in p62-wild-type MEFs, but not in p62-functional MEFs. Thus, p62 has the function of collecting misfolded and / or ubiquitinated intracellular proteins and making intracellular inclusion bodies.

도 38A-38B는 프로테아솜 억제제 LLnL에 반응한 p62 유전자의 활성화를 도시한 것이다. (A) COS7 세포를 지시된 시간 동안 20mM LLnL로 처리하고, 항-p62 항체를 사용하여 면역블롯팅함으로써 세포 용해물을 분석한다. 항-베타-악틴 면역블롯팅에 의해 등가 부하량이 확인되었다. (B) COS7 세포를 악티노마이신 D의 부재하(좌측 상단 패널) 또는 존재하(중앙 및 우측 상단 패널)에 20mM LLnL로 처리한다. 총 RNA를 처리되지 않은 세포와 처리된 세포로부터 추출하고, 등가량(10mg)의 RNA를 분석한다. 28S 및 18S 리보솜성 RNA를 에티듐 브로마이드로 염색함으로써 등가 부하량의 RNA를 확인하였다(하단 패널). LLnL의 존재 하에 악티노마이신을 수반하거나 수반하지 않은 p62 mRNA에 대한 소멸 속도가 동일하기 때문에, 프로테아솜성 억제에 의한 p62 수준 증가는 p62 유전자의 활성화로 인한 것이다.38A-38B depict activation of the p62 gene in response to proteasome inhibitor LLnL. (A) Cell lysates are analyzed by treating COS7 cells with 20 mM LLnL for the indicated times and immunoblotting with anti-p62 antibodies. Equivalent load was confirmed by anti-beta-actin immunoblotting. (B) COS7 cells are treated with 20 mM LLnL in the absence (left upper panel) or presence (actual and upper right panel) of actinomycin D. Total RNA is extracted from untreated and treated cells and analyzed for equivalent amounts (10 mg) of RNA. Equivalent loads of RNA were identified by staining 28S and 18S ribosomal RNA with ethidium bromide (bottom panel). Since the rate of extinction for p62 mRNA with or without actinomycin in the presence of LLnL is the same, increasing p62 levels by proteasome inhibition is due to activation of the p62 gene.

세퀘스토솜을 형성하기 위해서는 p62 활성화가 필요하다(도 39A-39B). (A) COS7 세포를 사이클로헥시미드의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 20mM LLnL로 처리하고, p62에 대한 항체로 면역염색시킨다. (B) COS7 세포를 사이클로헥시미드의 존재하(상부 패널) 또는 부재하(하부 패널)에 지시된 시간 동안 20mM LLnL에 노출시킨다. 이와 같이 처리된 세포를 수거하고, 용해시키며, 0.5% 트리톤 X-100 가용성 및 불용성 분획으로 분리시킨다. 이들 용해물을 항-p62 항체를 사용하여 면역블롯팅한다. 세포를 해독 억제제인 사이클로헥시미드의 존재 하에 프로테아솜성 억제제로 처리한 경우에, 세포성 봉입체가 형성되지 않았다. 이러한 조건 하에, p62 세포성 수준은 증가하지 않았고, 특히 세정제 불용성 분획 중의 p62는 거의 탐지할 수 없었다. 따라서, p62 유전자의 활성화에 이어 효율적인 p62 단백질 합성이 이러한 봉입체 형성에 요구되며, 봉입체 중의 단백질은 트리톤 X-100과 같은 세정에 불용성인 것으로 예상된다.P62 activation is required to form sequestosomes (FIGS. 39A-39B). (A) COS7 cells are treated with 20 mM LLnL for 12 hours in the presence or absence of cycloheximide and immunostained with an antibody against p62. (B) COS7 cells are exposed to 20 mM LLnL for the time indicated in the presence (top panel) or absence (cyclopanel) of cycloheximide. Cells so treated are harvested, lysed and separated into 0.5% Triton X-100 soluble and insoluble fractions. These lysates are immunoblotted using anti-p62 antibodies. When cells were treated with proteasome inhibitors in the presence of a detoxification inhibitor, cycloheximide, no cellular inclusion bodies were formed. Under these conditions, p62 cellular levels did not increase, and in particular, little p62 in the detergent insoluble fraction was detectable. Therefore, efficient p62 protein synthesis is required for this inclusion body formation following activation of the p62 gene, and the protein in the inclusion body is expected to be insoluble in washing such as Triton X-100.

(( vivi ) ) ALSALS 에서 in p62p62 양성 봉입체의 역할 Role of Benign Inclusions

p62 봉입체가 ALS 모델 마우스에서 발견된다. 도 40A-40B는 이들의 요추 척수 내의 p62 봉입체를 나타내는 ALS 모델 마우스를 도시한 것이다. (A) 야생형 사람 SOD1 또는 (B) ALS-관련 돌연변이체 사람 SOD1(G93A) 유전자를 발현하는 형질전환성 마우스를 16주생때 희생시키고, 이들의 요추 척수 영역을 헤마톡실린 및 항-p62 항체로 염색시킨다. p62는 돌연변이체 형질전환성 마우스 척수 절편의 복각(ventral horn) 영역의 운동 신경원에서 주로 탐지되었다. 이와는 달리, 야생형 형질전환성 마우스 절편의 복각 영역에서는 상기 항체로의 염색이 거의 또는 전혀 관찰되지 않았다. 도 41은 ALS 마우스의 요추 척수에서의 p62 봉입체를 도시한 것이다. 야생형 사람 SOD1 또는 ALS-관련 돌연변이체 사람 SOD1(G93A) 유전자를 발현하는 형질전환성 마우스를 16주생때 희생시키고, 이들의 요추 척수 영역을 헤마톡실린 및 항-p62 항체로 염색시킨다. p62 면역염색을 이용하여 p62의 핵주위 봉입체를 탐지하였다. 추가로, 도 42A-42B는 ALS에서의 p62 봉입체가 유비퀴틴 양성이라는 것을 보여준다. 야생형 사람 SOD1 또는 ALS-관련 돌연변이체 사람 SOD1(G93A) 유전자를 발현하는 형질전환성 마우스를 16주생때 희생시키고, 이들의 요추 척수 영역을 (A) 항-p62 항체로 염색시키고, (B) 항-p62 항체 및 항-유비퀴틴 항체로 공동-염색시킨다.p62 inclusion bodies are found in ALS model mice. 40A-40B depict ALS model mice showing p62 inclusion bodies in their lumbar spinal cord. Transgenic mice expressing (A) wild type human SOD1 or (B) ALS-related mutant human SOD1 (G93A) genes were sacrificed at 16 weeks of age, and their lumbar spinal cord regions were stained with hematoxylin and anti-p62 antibodies. Let's do it. p62 was mainly detected in motor neurons in the ventral horn region of mutant transgenic mouse spinal cord slices. In contrast, little or no staining with the antibody was observed in the reprinted regions of wild-type transgenic mouse sections. Figure 41 depicts p62 inclusion bodies in the lumbar spinal cord of ALS mice. Transgenic mice expressing wild-type human SOD1 or ALS-related mutant human SOD1 (G93A) genes are sacrificed at age 16 and their lumbar spinal cord regions are stained with hematoxylin and anti-p62 antibodies. p62 immunostaining was used to detect the nucleus inclusions of p62. Additionally, FIGS. 42A-42B show that the p62 inclusion bodies in ALS are ubiquitin positive. Transgenic mice expressing wild-type human SOD1 or ALS-related mutant human SOD1 (G93A) genes were sacrificed at 16 weeks of age, and their lumbar spinal cord regions were stained with (A) anti-p62 antibody and (B) anti- Co-staining with p62 antibody and anti-ubiquitin antibody.

p62가 돌연변이체 SOD1(G93A)와 동시에 국재하고 공동 침전한다(도 43A-43B). (A) COS7 세포를 플래그 태그된 SOD1 또는 SOD1G93A 돌연변이체 발현성 플라스미드로 형질감염시킨다. 24시간 후, 이들 세포를 20μM LLnL로 12시간 동안 처리하거나 처리하지 않고, 항-플래그 항체 및 항-p62 항체로 면역염색시킨다. (B) 플래그 태그된 SOD1 또는 SOD1G93A 돌연변이체 발현성 플라스미드를 T7 태그된 p62 발현성 플라스미드로 공동-형질감염시킨다. 이들 세포를 프로테아솜 억제제 LLnL(20mM)의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-T7 항체로 면역침전시킨다. 항-플래그 항체를 사용하여 면역블롯팅함으로써, 침전된 단백질을 분석한다. 그 결과는 p62가 상기 돌연변이체에는 직접 결합하지만, 야생형 SOD-1과는 결합하지 않으며, p62 및 돌연변이체 SOD-1G93A는 동일한 봉입체 내에 동시에 국재한다는 것을 보여준다. p62는 세포내 봉입체 형성을 구동하기 때문에, ALS를 포함한 각종 신경변성 질환에서 발견된 봉입체는 p62에 의해 형성된 것으로 예상된다.p62 localizes and co-precipitates simultaneously with mutant SOD1 (G93A) (FIGS. 43A-43B). (A) COS7 cells are transfected with flag tagged SOD1 or SOD1G93A mutant expressing plasmids. After 24 hours, these cells are immunostained with anti-flag antibody and anti-p62 antibody with or without treatment with 20 μΜ LLnL for 12 hours. (B) The flag tagged SOD1 or SOD1G93A mutant expressing plasmids are co-transfected with T7 tagged p62 expressing plasmids. These cells are incubated for 12 hours with or without the proteasome inhibitor LLnL (20 mM) and immunoprecipitated with anti-T7 antibody. Precipitated proteins are analyzed by immunoblotting using anti-flag antibodies. The results show that p62 binds directly to the mutant but not to wild type SOD-1, and that p62 and mutant SOD-1G93A are simultaneously localized in the same inclusion body. Because p62 drives intracellular inclusion body formation, inclusion bodies found in various neurodegenerative diseases, including ALS, are expected to be formed by p62.

(( viiiviii ) ) 레독스Redox 생화학 biochemistry

상기에 덧붙여, 도 44A-44B는 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서 세포 생육성에 대한 글루타치온 고갈의 효과를 도시한 것이다. 세포 생육성은 살아있는 세포의 미토콘드리아성 데하이드로게나제 활성을 분광광도 측정법으로 측정하는 메틸티아졸륨(MTT) 검정을 이용하여 평가한다. 96-웰 판 중의 MEF(3 x 103개 세포/웰)를 상이한 농도의 DEM(A) 또는 BSO(B)로 처리하고, PBS로 세척한 다음, PBS 중의 0.5mg/ml MTT와 함께 4시간 동안 항온 배양한다. 포르마잔 생성물을 가용화하기 위해, 100ml DMSO를 가한다. 570nm에서의 흡광도를 결정한다. 그 결과는 글루타치온이 고갈되면, p62-기능없는 MEFs는 야생형 MEFs와 비교해서 보다 용이하게 사망한다는 것을 보여준다. 이러한 p62-기능없는 MEFs의 사망은 세포소멸성 과정이다(도 48). 따라서, p62는 세포성 레독스 상태 및/또는 세포성 반응성 산소 종(ROS) 발생 및 스캐빈징 시스템을 조절하는 기능을 지니는 것으로 여겨진다.In addition to the above, FIGS. 44A-44B depict the effect of glutathion depletion on cell viability in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cell viability is assessed using the methylthiazolium (MTT) assay, which measures the mitochondrial dehydrogenase activity of living cells by spectrophotometry. MEFs (3 × 10 3 cells / well) in 96-well plates were treated with different concentrations of DEM (A) or BSO (B), washed with PBS and then 4 hours with 0.5 mg / ml MTT in PBS. Incubate for a while. To solubilize the formazan product, 100 ml DMSO is added. The absorbance at 570 nm is determined. The results show that when glutathione is depleted, p62-functional MEFs die more easily than wild-type MEFs. The death of these p62-functional MEFs is an apoptotic process (FIG. 48). Thus, p62 is believed to have a function of regulating cellular redox status and / or cellular reactive oxygen species (ROS) generation and scavenging system.

세포 사멸 방식을 측정하였다. 도 48A-48B는 DEM에 노출시킨 후 6시간째 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서의 아넥신 V-결합 검정을 도시한 것이다. 아넥신 V Cy3을 사용하여 포스파티딜세린 막 전좌를 평가하였다. 포스파티딜세린의 전좌를 나타내기도 하는 괴사성 세포와 세포소멸성 세포를 식별하기 위해, 6-카복시플루오레세인 디아세테이트(6-CFDA)를 Ann V-Cy3과 조합하여 사용하였다. 비-형광성 6-CFDA가 세포 내로 유입되어, 형광성 화합물인 6-카복시플루오레세인(6-CF)로 전환된다. 이러한 전환은 살아있는 세포에만 존재하는 에스테라제의 기능이다. 따라서, 괴사성 세포에서는 형광이 전혀 생성될 수 없다. 형광 현미경 검사에 의하면, 6-CF가 그린 형광으로서 관찰되고, Ann V-Cy3이 레드 형광으로서 관찰된다. p62 wt(A) 및 p62 null(B) MEF를 폴리-L-리신-피복된 슬라이드 상에서 항온 배양하고, 6시간 동안 디에틸말레에이트(DEM, 50mM)로 처리하고, 칼슘의 존재 하에 Ann Vcy3/6-CFDA 용액으로 염색시키며, 암실에서 10분 동안 항온 배양한다. 과량의 형광성 화합물을 세척한 후, 슬라이드에 뚜껑을 덮은 다음, 형광 현미경으로 즉시 검사한다. 아넥신 V 양성 세포가 DEM 처리된 p62-기능없는 MEFs에서 즉시 발견되었다. 따라서, p62-기능없는 MEFs의 세포 생육성 저하는 세포소멸성 세포 사멸 때문이다.The cell death mode was measured. 48A-48B depict annexin V-binding assays in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs) 6 hours after exposure to DEM. Annexin V Cy3 was used to assess phosphatidylserine membrane translocation. To identify necrotic and apoptotic cells that also exhibit the translocation of phosphatidylserine, 6-carboxyfluorescein diacetate (6-CFDA) was used in combination with Ann V-Cy3. Non-fluorescent 6-CFDA enters the cell and is converted to the fluorescent compound 6-carboxyfluorescein (6-CF). This conversion is a function of esterases that exist only in living cells. Thus, no fluorescence can be produced in necrotic cells. According to fluorescence microscopy, 6-CF is observed as green fluorescence and Ann V-Cy3 is observed as red fluorescence. p62 wt (A) and p62 null (B) MEFs were incubated on poly-L-lysine-coated slides, treated with diethylmaleate (DEM, 50 mM) for 6 hours and in the presence of calcium Ann Vcy3 / Stain with 6-CFDA solution and incubate for 10 min in the dark. After excess fluorescent compound is washed, the slide is capped and immediately examined with a fluorescence microscope. Annexin V positive cells were immediately found in DEM treated p62-functional MEFs. Thus, the degradation of cell viability of p62-functional MEFs is due to apoptotic cell death.

DCF 형광에 의해 측정된 바와 같이 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서의 반응성 산소 종을 탐지하기 위한 실험을 수행한다(도 45). 배양물을 디에틸말레에이트(DEM, 50mM) 또는 부티오닌설폭시민(BSO, 1mM)로 처리하거나 처리하지 않는다. 12시간 후에 세포를 수거하고, 37℃에서 30분 동안 10mM의 산화-민감성 프로브 DCFH-DA의 존재 하에 항온 배양한 다음, 유동 세포계수법을 수행한다. DCF 형광 세기의 필적하는 유동 세포계수 분포도를 보여준다. 히스토그램은 채널 수로서 표현된 형광 세기의 함수로서의 세포 수를 나타낸다. 그 결과는 훨씬 더 많은 양의 ROS가, 심지어 어떠한 처리도 수반하지 않으면서 p62-기능없는 MEFs에 축적되었다는 것을 보여준다.Experiments are performed to detect reactive oxygen species in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs) as measured by DCF fluorescence (FIG. 45). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM, 50 mM) or butionine sulfoximine (BSO, 1 mM). Cells were harvested after 12 hours, incubated at 37 ° C. for 30 minutes in the presence of 10 mM oxidation-sensitive probe DCFH-DA, followed by flow cytometry. Comparable flow cytometry distributions of DCF fluorescence intensity are shown. The histogram represents the number of cells as a function of fluorescence intensity expressed as the number of channels. The results show that much larger amounts of ROS accumulated in p62-functional MEFs, even without any treatment.

MEF 중의 총 글루타치온을 측정하였다. 도 46은 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF) 중의 총 글루타치온 농도를 도시한 것이다. 배양물을 12시간 동안 디에틸말레에이트(DEM, 50mM)으로 처리하거나 처리하지 않는다. MEF 중의 GSH의 농도(5% 메타인산 중의 4 x 105개 세포)를 제조업자의 지시에 따라서 비색정량 검정용 키트에 의해 결정하였다. 공지된 양의 GSH를 사용하여 표준 곡선을 생성시켰다. 그 결과는 야생형 세포와 비교해서 약 60% 만의 글루타치온(GSH)이 p62-기능없는 MEFs에서 이용 가능하고, DEM 치료가 p62-기능없는 MEFs 중의 세포성 GSH 수준을 추가로 민감하게 감소시킨다는 것을 보여준다.Total glutathione in MEF was measured. FIG. 46 depicts total glutathione concentrations in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM, 50 mM) for 12 hours. The concentration of GSH in MEF (4 × 10 5 cells in 5% metaphosphate) was determined by the colorimetric assay kit according to the manufacturer's instructions. Known amounts of GSH were used to generate standard curves. The results show that only about 60% of glutathione (GSH) is available in p62-functional MEFs compared to wild-type cells, and that DEM treatment further reduces cellular GSH levels in p62-functional MEFs.

추가로, 도 47은 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF) 중의 산화된 단백질을 도시한 것이다. 배양물을 12시간 동안 디에틸말레에이트(DEM)으로 처리하거나 처리하지 않는다. p62-wt 및 p62-null로부터의 시토졸성 단백질 추출물 5mg을 사용하여 옥시블롯을 달성하였다. 추출물을 2,4-디니트로페닐하이드라진으로 처리한 다음, 10%(w/v) 폴리아크릴아미드 겔 상의 SDS-PAGE에 제출하고, 니트로셀룰로즈 필터 상으로 옮긴다. 제조업자에 의해 기재된 바와 같이 상기 블롯을 항-DNP 항체로 처리한다. 상기 세포 중에서의 GSH 수준 감소 및 ROS 증가에 따른 결과로서, 보다 많은 양의 산화된 단백질이 p62-기능없는 MEFs에 축적되었다.In addition, FIG. 47 depicts oxidized proteins in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM) for 12 hours. Oxyblot was achieved using 5 mg of cytosolic protein extracts from p62-wt and p62-null. The extract is treated with 2,4-dinitrophenylhydrazine and then submitted to SDS-PAGE on a 10% (w / v) polyacrylamide gel and transferred onto a nitrocellulose filter. The blot is treated with anti-DNP antibody as described by the manufacturer. As a result of decreased GSH levels and increased ROS in these cells, higher amounts of oxidized protein accumulated in p62-functional MEFs.

상기에 덧붙여, 도 49A-49B는 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서의 프로테아솜 펩티다제 활성을 도시한 것이다. 배양물을 12시간 동안 디에틸말레에이트(DEM, 50mM)으로 처리하거나 처리하지 않는다. 세포를 수거하고, 추출용 완충액에서 균질화시킨다. 막과 세포성 부스러기를 10,000g으로 원심분리시킴으로써 검사하고, 가용성 추출물을 회수한다. 키모트립신-유사 활성을 알아보기 위해 형광발생성 펩티드 LLVY-AMC(서열 번호 2)를 사용하여, 프로테아솜의 펩티다제 활성을 검정하였다. DEM의 처리(즉, 글루타치온 고갈)에 의해 유도된 산화적 스트레스는 p62-기능없는 세포 중의 프로테아솜성 활성을 보다 민감하게 저하시켰다. 모두 함께 고려하면, p62가 내인성으로 발생되거나 외부적으로 제공된 산화적 스트레스에 대항한 방어에 있어 중요한 세포성 요소이다. 방어 기전 중의 하나는 p62를 수집하고, 미스폴딩된 단백질(산화되거나 유비퀴틴화됨)을 세포 내 봉입체 내로 격리시키는 것일 것이다. 한편, 세포 능력에 비해 상기 미스폴딩된 단백질이 축적되는 것은 신경변성의 병리학적 특징을 나타내는 세포 사멸을 유도시킬 것이다. 또한, 레독스 시스템의 내재적 불균형과 p62 기능이상에 의한 ROS 축적이 p62 기능없는 마우스에서 관찰된 각종 표현형의 원인일 수 있다.In addition to the above, FIGS. 49A-49B depict proteasome peptidase activity in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEF). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM, 50 mM) for 12 hours. Cells are harvested and homogenized in extraction buffer. The membrane and cellular debris are examined by centrifugation at 10,000 g and the soluble extract is recovered. The peptidase activity of the proteasome was assayed using the fluorogenic peptide LLVY-AMC (SEQ ID NO: 2) to determine chymotrypsin-like activity. Oxidative stress induced by treatment of DEM (ie, glutathione depletion) resulted in a more sensitive degradation of proteasome activity in p62-unfunctional cells. Taken together, p62 is an important cellular component in the defense against oxidative stress generated endogenously or externally. One of the defense mechanisms would be to collect p62 and sequester the misfolded protein (oxidized or ubiquitinated) into the intracellular inclusion body. On the other hand, the accumulation of the misfolded protein relative to cellular capacity will induce cell death, which is a pathological feature of neurodegeneration. In addition, the intrinsic imbalance of the redox system and the accumulation of ROS due to p62 dysfunction may be the cause of various phenotypes observed in mice without p62 function.

본원에 인용된 모든 참조문헌은 이의 전문이 본원에 참조문헌으로써 삽입되어 있다.All references cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

당업자는 단지 통상적인 실험을 사용하여, 본원에 구체적으로 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 많은 등가 양태를 인지하거나 확인할 수 있을 것이다. 이러한 등가 양태가 본 발명의 청구의 범위 내에 포괄된다.Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain many equivalent aspects of the specific embodiments of the invention specifically described herein using only routine experimentation. Such equivalent aspects are encompassed within the scope of the claims of the present invention.

본 발명에 따른 기능없는 p62 유전자를 포함하는 형질전환동물, 이러한 형질 전환동물은 노화 관련 질환을 발증하게 되어 상기 질환에 관한 연구 및 치료제 등의 스크리닝에 유용하다.Transgenic animals comprising a nonfunctional p62 gene according to the present invention, such transgenic animals will develop aging-related diseases, and are useful for screening of such diseases and researches and therapeutic agents.

본 발명은 단지 예로써만 제시었으므로 본 발명을 제한하지 않는, 다음 본원에 기재된 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 잘 이해될 것이다.The present invention has been presented by way of example only and will be better understood from the following detailed description and the accompanying drawings, which do not limit the invention.

도 1은 마우스 p62 유전자의 p62 유전자 구조의 표적화 붕괴, 표적화 작제물, 및 상동 재조합 후를 도시한 것이다.1 depicts targeted disruption, targeting constructs, and homologous recombination of the p62 gene structure of the mouse p62 gene.

도 2A-2C는 p62 유전자형별 분석을 도시한 것이다. (A) 동복자(litter) 유도된 이형 접합체 이종 교배의 PCR 분석: +/+, 야생형; +/-, 이형 접합체; -/-, 동형 접합체. (B) 서던 블롯 분석. (C) 야생형 또는 기능없는 p62 마우스 기관으로부터의 추출물의 면역블롯 분석.2A-2C show p62 genotyping analysis. (A) PCR analysis of litter induced heterozygous heterologous crosses: + / +, wild type; +/-, heterozygotes; -/-, Homozygous. (B) Southern blot analysis. (C) Immunoblot analysis of extracts from wild type or nonfunctional p62 mouse organs.

도 3은 대표적인 야생형 및 p62-기능없는 마우스의 사진을 도시한 것이다.3 shows photographs of representative wild type and p62-functional mice.

도 4는 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 지방 침착을 도시한 것이다.4 depicts fat deposition in wild-type and p62-functional mice.

도 5는 집단 연구 - 각종 연령에서의 야생형(검은색 사각형) 및 p62-기능없는(흰색 사각형) 숫컷 마우스의 체중을 도시한 것이다.FIG. 5 depicts the weight of wild-type (black square) and p62-functional (white square) male mice at population study—various ages.

도 6은 동세대(cohort) 연구 - 30주생이 될때까지 이유기(4주)로부터 야생형 및 p62-기능없는 숫컷 마우스의 성장 곡선을 도시한 것이다.FIG. 6 shows growth curves of wild-type and p62-functional male mice from weaning (week 4) until cohort study—30 weeks old.

도 7은 집단 연구 - 각종 연령에서의 야생형(검은색 사각형) 및 p62-기능없는(흰색 사각형) 암컷 마우스의 체중을 도시한 것이다.FIG. 7 depicts the weight of wild-type (black squares) and p62-functional (white squares) female mice at population study—various ages.

도 8은 동세대 연구 - 30주생이 될때까지 이유기(4주)로부터 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스의 성장 곡선을 도시한 것이다.FIG. 8 depicts growth curves of wild type and p62-functional female mice from weaning (week 4) until cohort study—30th week of age.

도 9는 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스의 체중 증 가를 도시한 것이다. 뇌-대-체중 비율은 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 동일하다.FIG. 9 shows weight gain of wild type and p62-functional female mice at 20 and 40 weeks of age. Brain-to-weight ratios are the same in wild-type and p62-functional mice.

도 10은 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈중 글루코스 수준을 도시한 것이다. 혈중 글루코스 수준은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 각각 160±19mg/ml 및 240±30mg/ml이다. 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 혈중 글루코스 수준은 각각 147±49mg/ml 및 241±33mg/ml이다.FIG. 10 shows blood glucose levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice at 20 and 40 weeks of age. Blood glucose levels are 160 ± 19 mg / ml and 240 ± 30 mg / ml, respectively, in 20-week-old wild-type and p62-functional mice. Blood glucose levels in the 40-week-old wild-type and p62-functional mice were 147 ± 49 mg / ml and 241 ± 33 mg / ml, respectively.

도 11은 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈중 총 콜레스테롤 수준을 도시한 것이다. 혈중 총 콜레스테롤 수준은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 각각 134±23mg/ml 및 187±33mg/ml이다. 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 혈중 총 콜레스테롤 수준은 각각 135±31mg/ml 및 175±11mg/ml이다.FIG. 11 shows total cholesterol levels in blood after 12 hours fasting in wild type and p62-null female mice at 20 and 40 weeks of age. Total cholesterol levels in blood are 134 ± 23 mg / ml and 187 ± 33 mg / ml in 20-week-old wild-type and p62-null mice, respectively. Total cholesterol levels in blood in the 40-week-old wild type and p62-null mice were 135 ± 31 mg / ml and 175 ± 11 mg / ml, respectively.

도 12는 20주생 및 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈중 트리글리세라이드 수준을 도시한 것이다. 혈중 트리글리세라이드 수준은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서 각각 67±13mg/ml 및 81±10mg/ml이다. 40주생의 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 혈중 트리글리세라이드 수준은 각각 76±17mg/ml 및 96±16mg/ml이다.12 depicts blood triglyceride levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice at 20 and 40 weeks of age. Serum triglyceride levels are 67 ± 13 mg / ml and 81 ± 10 mg / ml in 20-week-old wild-type and p62-functional mice, respectively. Serum triglyceride levels in 40-week-old wild-type and p62-null mice were 76 ± 17 mg / ml and 96 ± 16 mg / ml, respectively.

도 13은 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈청 렙틴 수준을 도시한 것이다. 혈청 렙틴 수준은 야생형 마우스에서 5.00±0.84mg/ml이고, p62-기능없는 마우스에서 8.37±0.84mg/ml이다.FIG. 13 depicts serum leptin levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice. Serum leptin levels are 5.00 ± 0.84 mg / ml in wild-type mice and 8.37 ± 0.84 mg / ml in p62-functional mice.

도 14는 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 12시간 단식시킨 후의 혈청 인슐린 수준을 도시한 것이다. 혈청 인슐린 수준은 야생형 마우스에서 84.60±0.70mg/ml이고, p62-기능없는 마우스에서 144.30±47.30mg/ml이다.FIG. 14 shows serum insulin levels after 12 h fasting in wild type and p62-null female mice. Serum insulin levels are 84.60 ± 0.70 mg / ml in wild-type mice and 144.30 ± 47.30 mg / ml in p62-functional mice.

도 15는 28주생의 야생형 및 p62-기능없는 암컷 마우스에서 글루코스 내성 시험 동안의 글루코스 수준을 도시한 것이다.FIG. 15 depicts glucose levels during the glucose tolerance test in 28-week-old wild type and p62-functional female mice.

도 16은 20주생의 야생형 및 p62-기능없는 숫컷 마우스에서 인슐린 내성 시험 동안의 글루코스 수준을 도시한 것이다.FIG. 16 depicts glucose levels during the insulin resistance test in 20-week-old wild type and p62-unfunctional male mice.

도 17A-17B는 (A) 20주생 야생형 암컷 마우스 및 (B) p62-기능없는 암컷 마우스에서의 췌장 섬 크기와 형태를 도시한 것이다.17A-17B depict pancreatic islet size and morphology in (A) 20-week-old wild type female mice and (B) p62-functional female mice.

도 18은 야생형 및 p62-기능없는 마우스에서의 뇨 글루코스 시험을 도시한 것이다. 글루코스 시험 패치는 화살표로써 지시되고 p62-기능없는 마우스에서 녹색으로 변한다.FIG. 18 depicts urine glucose test in wild type and p62-functional mice. Glucose test patches are indicated by arrows and turn green in p62-unfunctional mice.

도 19는 p62-기능없는 마우스에서의 간비대(hepatomegaly) 및 지방증을 도시한 것이다.FIG. 19 depicts hepatomegaly and steatosis in p62-null mice.

도 20A-20B는 p62-기능없는 마우스에서의 지방증을 도시한 것이다. 간 샘플은 (A) 야생형 및 (B) p62-기능없는 마우스로부터 수득한 것이다. 조직 절편을 H&E로 염색하였다.20A-20B depict lipoatosis in mice without p62-function. Liver samples were obtained from (A) wild type and (B) mice without p62-function. Tissue sections were stained with H & E.

도 21A-21D는 67주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서의 간세포 암종을 도시한 것이다.21A-21D depict hepatocellular carcinoma in 67-week-old p62-functional male mice.

도 22A-22B는 36주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서의 간세포 암종을 도시 한 것이다.22A-22B depict hepatocellular carcinoma in 36-week-old p62-null male mice.

도 23A-23B는 59주생의 p62-기능없는 숫컷 마우스에서의 간세포 암종을 도시한 것이다.23A-23B depict hepatocellular carcinoma in 59-week-old p62-functional male mice.

도 24는 야생형 그룹(블랙) 및 p62 녹아웃(knockout) 그룹(레드)에서 숫컷 마우스에 대한 카플란-마이어(Kaplan-Meier) 생존 곡선을 도시한 것이다.FIG. 24 depicts Kaplan-Meier survival curves for male mice in wild type group (black) and p62 knockout group (red).

도 25는 야생형 그룹(블랙) 및 p62 녹아웃 그룹(레드)에서 암컷 마우스에 대한 카플란-마이어 생존 곡선을 도시한 것이다.FIG. 25 depicts Kaplan-Meier survival curves for female mice in wild type group (black) and p62 knockout group (red).

도 26A-26C는 p62 및 Mcb1에 대한 멀티유비퀴틴 쇄 결합을 도시한 것이다. (A) 정제된 재조합 아라비도프시스 Mcb1 (Mcb1), GST 융합된 p62 유비퀴틴 결합성 영역 (GST.P62C259), 및 GST를 대상으로 하여 SDS-PAGE시키고, 니트로셀룰로즈에 옮긴다. 상기 막을 Ponceau S으로 염색시키거나(좌측 패널) 또는 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄와 함께 항온 배양하고, 세척한 다음, 자가 방사기록한다(우측 패널). (B) GST 또는 GST.p62C259를 용액 중에서 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄와 함께 항온 배양하고, 결합된 쇄를 글루타치온 커플링된 아가로즈 비드를 사용하여 침전시킨 다음, 결합된 쇄의 양을 γ-계수함으로써 측정한다. (C) (B)에서 침전된 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄를 SDS-함유 완충액에서 가열함으로써 상기 비드로부터 용출시키고; 이러한 용출액을 SDS PAGE에 의해 분리시키며, 멀티유비퀴틴 쇄의 프로필을 자가 방사기록법에 의해 분석한다. 125I-표지된 멀티유비퀴틴 쇄의 혼합물이 비교 를 위해 포함된다(자유 쇄).26A-26C show multiubiquitin chain binding to p62 and Mcb1. (A) SDS-PAGE for purified recombinant Arabidopsis Mcb1 (Mcb1), GST fused p62 ubiquitin binding region (GST.P62C259), and GST, and transfer to nitrocellulose. The membranes are stained with Ponceau S (left panel) or incubated with 125 I-labeled multiubiquitin chains, washed and self-recorded (right panel). (B) GST or GST.p62C259 incubated with 125 I-labeled multiubiquitin chains in solution, the bound chains precipitated using glutathione coupled agarose beads, and then the amount of bound chains Measure by counting. (C) eluting 125 I-labeled multiubiquitin chains precipitated in (B) from the beads by heating in SDS-containing buffer; This eluate is separated by SDS PAGE and the profile of the multiubiquitin chain is analyzed by autoradiography. A mixture of 125 I-labeled multiubiquitin chains is included for comparison (free chain).

도 27은 HeLa 세포에 대해 내인성인 유비퀴틴-단백질 접합체와 p62의 상호 작용을 도시한 것이다. p62.T7을 발현하는 HeLa 세포를 락타시스틴의 존재 또는 부재 하에 항온 배양한 다음, 용해시킨다. p62.T7은 항-T7 모노클로널 항체를 사용하여 상기 용해물로부터 면역침전시키고, 공동 침전된 p62 및 유비퀴틴-단백질 접합체로부터 면역침전시킨 다음, 폴리클로널 항-p62 및 유비퀴틴-접합체 항혈청을 사용하여 면역블롯에 의해 탐지한다.FIG. 27 depicts the interaction of p62 with the ubiquitin-protein conjugate that is endogenous to HeLa cells. HeLa cells expressing p62.T7 are incubated in the presence or absence of lactacystin and then lysed. p62.T7 was immunoprecipitated from the lysate using anti-T7 monoclonal antibody and immunoprecipitated from co-precipitated p62 and ubiquitin-protein conjugates followed by polyclonal anti-p62 and ubiquitin-conjugate antiserum Detection by immunoblot.

도 28A-28B는 (A) p62의 유비퀴틴 결합성 도메인의 아미노산 서열을 도시한 것이다. 신경망 방법을 사용하여 p62의 유비퀴틴 결합성 도메인의 2차 구조를 예측하였다. 예측된 α-나선 영역이 밑줄쳐져 있다. (B) 예측된 α-나선 영역이 나선형 휠 상에 묘사된다. 소수성 잔사는 박스 내에 있다.28A-28B depict amino acid sequences of the ubiquitin binding domain of (A) p62. The neural network method was used to predict the secondary structure of the ubiquitin binding domain of p62. The predicted α-helix region is underlined. (B) The predicted α-helix region is depicted on the helical wheel. Hydrophobic residue is in the box.

도 29A-29C는 p62가 프로테아솜과 연합되지 않는다는 것을 보여준다. (A) HeLa 세포로부터의 총 용해물을 시차 원심분리함으로써, 26S 프로테아솜 증강된 분획을 분리하였다. 각 분획 5㎍을 펩티다제 검정과 TBP1에 사용하였다. (B) 26S 프로테아솜을 DEAE Affi-겔 블루 칼럼 상에서 P100-2h 분획으로부터 정제하였다. 각 20㎕를 펩티다제 검정 및 웨스턴 블롯에 사용하였다. (C) 15%-40% 연속 글리세롤 구배를 사용하여 26S 프로테아솜을 추가로 정제하였다. 이러한 구배 상단으로부터 분획(500㎕)을 수집하고, 각 20㎕를 펩티다제 검정 및 면역블롯에 사용하였다. 기타 26S 프로테아솜 소단위체(ATPase p42, S4.p45 및 20S 코어 복합 소단위체 p31)가 또한, 면역블롯 분석에 의해 TBP1과 동일한 분획에서 발견되었다(데이터 는 제시되지 않음).29A-29C show that p62 is not associated with proteasomes. (A) 26S proteasome enhanced fractions were separated by differential centrifugation of total lysates from HeLa cells. 5 μg of each fraction was used for the peptidase assay and TBP1. (B) 26S proteasomes were purified from P100-2h fractions on DEAE Affi-gel blue column. 20 μl each was used for peptidase assay and Western blot. (C) The 26S proteasome was further purified using a 15% -40% continuous glycerol gradient. Fractions (500 μl) were collected from the top of this gradient and 20 μl each was used for peptidase assay and immunoblot. Other 26S proteasome subunits (ATPase p42, S4.p45 and 20S core complex subunit p31) were also found in the same fraction as TBP1 by immunoblot analysis (data not shown).

도 30은 HEK 293 세포에서 LLnL로의 처리 후 멀티-유비퀴틴 쇄와의 p62의 동시 국재를 도시한 것이다. HEK 293 세포를, 수거하기 전 16시간 동안 지시된 증가 농도의 LLnL로 처리하였다. 세포를 용해시키고, 항-p62 및 항-유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다.FIG. 30 depicts co-localization of p62 with multi-ubiquitin chains after treatment with LLnL in HEK 293 cells. HEK 293 cells were treated with indicated increasing concentrations of LLnL for 16 hours prior to harvesting. Cells are lysed and immunostained with anti-p62 and anti-ubiquitin antibodies.

도 31은 각종 프로테아솜 억제제가 세퀘스토솜의 형성을 유도할 수 있다는 것을 보여준다. COS7 세포를 12시간 동안 몇 가지 프로테아솜 억제제(20mM ALLN, 5mM 락타시스틴, 10mM MG132 및 50nM 에폭소미신)로 처리하고, 항-p62 항체로 면역염색시킨다.FIG. 31 shows that various proteasome inhibitors can induce the formation of sequestosomes. COS7 cells are treated with several proteasome inhibitors (20 mM ALLN, 5 mM lactacystin, 10 mM MG132 and 50 nM epoxmycin) for 12 hours and immunostained with anti-p62 antibody.

도 32A-32B는 p62가 프로테아솜 억제제 LLnL에 의해 세퀘스토솜으로 명명된 시토졸성 봉입 구조물을 형성한다는 것을 보여준다. (A) p62는 LLnL로 처리함으로써 세퀘스토솜 내에 축적된다. COS7 세포를 20mM LLnL의 존재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 면역형광성 현미경 검사를 위해 p62에 대한 항체로 처리한다. (B) p62의 수준은 LLnL에 대한 노출에 의해 세정제-불용성 분획에서 증가한다. COS7 세포를 수거하기 전 12시간 동안 담체(DMSO) 또는 20mM LLnL의 존재 하에 항온 배양하였다. 세포를 용해시키고, 트리톤 X-100 가용성 및 불용성 분획으로 분리시킨다. 블롯을 항-b-악틴 항체로 재프로빙함으로써, 등가 부하량의 샘플을 확인하였다.32A-32B show that p62 forms a cytosolic inclusion construct named sequestosome by the proteasome inhibitor LLnL. (A) p62 accumulates in sequetosomes by treatment with LLnL. COS7 cells are incubated for 12 hours in the presence of 20 mM LLnL and treated with antibodies to p62 for immunofluorescence microscopy. (B) The level of p62 is increased in the detergent-insoluble fraction by exposure to LLnL. COS7 cells were incubated in the presence of carrier (DMSO) or 20 mM LLnL for 12 hours before harvesting. Cells are lysed and separated into Triton X-100 soluble and insoluble fractions. By reprobing the blot with an anti-b-actin antibody, an equivalent load sample was confirmed.

도 33A-33B는 시간-의존성 p62-세퀘스토솜 형성을 도시한 것이다. (A) COS7 세포를 지시된 시간 동안 20mM LLnL의 존재 하에 항온 배양하고, p62에 대한 항체 로 면역염색시킨다. (B) 시간에 따른 세정제-불용성 분획에서의 p62 상승을 도시한 것이다. 지시된 시간 동안 20mM LLnL로 처리한 후, COS7 세포를 수거하고, 용해시킨 다음, 세정제-가용성 및 -불용성 분획으로 분리시킨다. 블롯을 항-b-악틴 항체로 재프로빙함으로써, 등가 부하량의 샘플을 확인하였다.33A-33B depict time-dependent p62-Sequestosome formation. (A) COS7 cells are incubated in the presence of 20 mM LLnL for the indicated times and immunostained with an antibody against p62. (B) shows rise of p62 in detergent-insoluble fraction over time. After treatment with 20 mM LLnL for the indicated times, COS7 cells are harvested, lysed and separated into detergent-soluble and -insoluble fractions. By reprobing the blot with an anti-b-actin antibody, an equivalent load sample was confirmed.

도 34는 마우스 배아 섬유아세포(MEFs)에서의 유비퀴틴 양성 p62 봉입체 형성을 도시한 것이다. MEF 세포를 20mM LLnL의 존재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-p62 및 유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다.FIG. 34 depicts ubiquitin positive p62 inclusion body formation in mouse embryonic fibroblasts (MEFs). MEF cells are incubated for 12 hours in the presence of 20 mM LLnL and immunostained with anti-p62 and ubiquitin antibodies.

도 35는 p62 유전자 투여량-의존성 UB-봉입체 형성을 도시한 것이다. p62 야생형, 이형 접합성 또는 기능없는 배아로부터의 MEFs를 LLnL(20mM)의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다.35 depicts p62 gene dose-dependent UB-inclusion formation. MEFs from p62 wild type, heterozygous or nonfunctional embryos are incubated for 12 hours with or without LLnL (20 mM) and immunostained with anti-ubiquitin antibody.

도 36은 프로테아솜 억제제에 의한 p62 -/- MEF 구제 유비퀴틴 봉입체 형성에서의 p62 과발현을 도시한 것이다. p62 기능없는 배아로부터의 MEFs를 p62 발현 벡터로 형질감염시킨다. 24시간 후, 이들 세포를 LLnL(20mM)의 존재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-p62 및 항-유비퀴틴 항체로 면역염색시킨다.FIG. 36 depicts p62 overexpression in p62 − / − MEF rescue ubiquitin inclusion bodies formed by proteasome inhibitors. MEFs from embryos without p62 function are transfected with p62 expression vectors. After 24 hours, these cells are incubated for 12 hours in the presence of LLnL (20 mM) and immunostained with anti-p62 and anti-ubiquitin antibodies.

도 37A-37B는 GSH-고갈제(depletor)의 존재 하에 MEF에서 형성된 p62 응집체를 도시한 것이다. MEFs를 DEM의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 항온 배양한다. p62 wt(A) 및 p62 null(B) MEFs를 p62 및 유비퀴틴에 대한 항체로 면역표지시킨다. 바 = 10㎛.37A-37B depict p62 aggregates formed in MEFs in the presence of a GSH-depletor. MEFs are incubated for 12 hours in the presence or absence of DEM. p62 wt (A) and p62 null (B) MEFs are immunolabeled with antibodies against p62 and ubiquitin. Bar = 10 μm.

도 38A-38B는 프로테아솜 억제제 LLnL에 반응한 p62 유전자의 활성화를 도시한 것이다. (A) COS7 세포를 지시된 시간 동안 20mM LLnL로 처리하고, 항-p62 항 체를 사용하여 면역블롯팅함으로써 세포 용해물을 분석한다. 항-베타-악틴 면역블롯팅에 의해 등가 부하량이 확인되었다. (B) COS7 세포를 악티노마이신 D의 부재하(좌측 상단 패널) 또는 존재하(중앙 및 우측 상단 패널)에 20mM LLnL로 처리한다. 총 RNA를 처리되지 않은 세포와 처리된 세포로부터 추출하고, 등가량(10mg)의 RNA를 분석한다. 28S 및 18S 리보솜성 RNA를 에티듐 브로마이드로 염색함으로써 등가 부하량의 RNA를 확인하였다(하단 패널).38A-38B depict activation of the p62 gene in response to proteasome inhibitor LLnL. (A) Analyze cell lysates by treating COS7 cells with 20 mM LLnL for the indicated times and immunoblotting using anti-p62 antibodies. Equivalent load was confirmed by anti-beta-actin immunoblotting. (B) COS7 cells are treated with 20 mM LLnL in the absence (left upper panel) or presence (actual and upper right panel) of actinomycin D. Total RNA is extracted from untreated and treated cells and analyzed for equivalent amounts (10 mg) of RNA. Equivalent loads of RNA were identified by staining 28S and 18S ribosomal RNA with ethidium bromide (bottom panel).

도 39A-39B는 세퀘스토솜을 형성하기 위해서는 p62 활성화가 필요하다는 것을 보여준다. (A) COS7 세포를 사이클로헥시미드의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 20mM LLnL로 처리하고, p62에 대한 항체로 면역염색시킨다. (B) COS7 세포를 사이클로헥시미드의 존재하(상부 패널) 또는 부재하(하부 패널)에 지시된 시간 동안 20mM LLnL에 노출시킨다. 이와 같이 처리된 세포를 수거하고, 용해시키며, 0.5% 트리톤 X-100 가용성 및 불용성 분획으로 분리시킨다. 이들 용해물을 항-p62 항체를 사용하여 면역블롯팅한다.39A-39B show that p62 activation is required to form sequestosomes. (A) COS7 cells are treated with 20 mM LLnL for 12 hours in the presence or absence of cycloheximide and immunostained with an antibody against p62. (B) COS7 cells are exposed to 20 mM LLnL for the time indicated in the presence (top panel) or absence (cyclopanel) of cycloheximide. Cells so treated are harvested, lysed and separated into 0.5% Triton X-100 soluble and insoluble fractions. These lysates are immunoblotted using anti-p62 antibodies.

도 40A-40B는 이들의 요추 척수 내의 p62 봉입체를 나타내는 ALS 모델 마우스를 도시한 것이다. (A) 야생형 사람 SOD1 또는 (B) ALS-관련 돌연변이체 사람 SOD1(G93A) 유전자를 발현하는 형질전환성 마우스를 16주생때 희생시키고, 이들의 요추 척수 영역을 헤마톡실린 및 항-p62 항체로 염색시킨다. p62는 돌연변이체 형질전환성 마우스 척수 절편의 복각(ventral horn) 영역의 운동 신경원에서 주로 탐지되었다. 이와는 달리, 야생형 형질전환성 마우스 절편의 복각 영역에서는 상기 항체로의 염색이 거의 또는 전혀 관찰되지 않았다.40A-40B depict ALS model mice showing p62 inclusion bodies in their lumbar spinal cord. Transgenic mice expressing (A) wild type human SOD1 or (B) ALS-related mutant human SOD1 (G93A) genes were sacrificed at 16 weeks of age, and their lumbar spinal cord regions were stained with hematoxylin and anti-p62 antibodies. Let's do it. p62 was mainly detected in motor neurons in the ventral horn region of mutant transgenic mouse spinal cord slices. In contrast, little or no staining with the antibody was observed in the reprinted regions of wild-type transgenic mouse sections.

도 41은 ALS 마우스의 요추 척수에서의 p62 봉입체를 도시한 것이다. 야생형 사람 SOD1 또는 ALS-관련 돌연변이체 사람 SOD1(G93A) 유전자를 발현하는 형질전환성 마우스를 16주생때 희생시키고, 이들의 요추 척수 영역을 헤마톡실린 및 항-p62 항체로 염색시킨다. p62 면역염색을 이용하여 p62의 핵주위 봉입체를 탐지하였다.Figure 41 depicts p62 inclusion bodies in the lumbar spinal cord of ALS mice. Transgenic mice expressing wild-type human SOD1 or ALS-related mutant human SOD1 (G93A) genes are sacrificed at age 16 and their lumbar spinal cord regions are stained with hematoxylin and anti-p62 antibodies. p62 immunostaining was used to detect the nucleus inclusions of p62.

도 42A-42B는 ALS에서의 p62 봉입체가 유비퀴틴 양성이라는 것을 보여준다. 야생형 사람 SOD1 또는 ALS-관련 돌연변이체 사람 SOD1(G93A) 유전자를 발현하는 형질전환성 마우스를 16주생때 희생시키고, 이들의 요추 척수 영역을 (A) 항-p62 항체로 염색시키고, (B) 항-p62 항체 및 항-유비퀴틴 항체로 공동-염색시킨다.42A-42B show that p62 inclusion bodies in ALS are ubiquitin positive. Transgenic mice expressing wild-type human SOD1 or ALS-related mutant human SOD1 (G93A) genes were sacrificed at 16 weeks of age, and their lumbar spinal cord regions were stained with (A) anti-p62 antibody and (B) anti- Co-staining with p62 antibody and anti-ubiquitin antibody.

도 43A-43B는 p62가 돌연변이체 SOD1(G93A)와 동시에 국재하고 공동 침전한다는 것을 보여준다. (A) COS7 세포를 플래그 태그된 SOD1 또는 SOD1G93A 돌연변이체 발현성 플라스미드로 형질감염시킨다. 24시간 후, 이들 세포를 20μM LLnL로 12시간 동안 처리하거나 처리하지 않고, 항-플래그 항체 및 항-p62 항체로 면역염색시킨다. (B) 플래그 태그된 SOD1 또는 SOD1G93A 돌연변이체 발현성 플라스미드를 T7 태그된 p62 발현성 플라스미드로 공동-형질감염시킨다. 이들 세포를 프로테아솜 억제제 LLnL(20mM)의 존재 또는 부재 하에 12시간 동안 항온 배양하고, 항-T7 항체로 면역침전시킨다. 항-플래그 항체를 사용하여 면역블롯팅함으로써, 침전된 단백질을 분석한다.43A-43B show that p62 localizes and co-precipitates simultaneously with mutant SOD1 (G93A). (A) COS7 cells are transfected with flag tagged SOD1 or SOD1G93A mutant expressing plasmids. After 24 hours, these cells are immunostained with anti-flag antibody and anti-p62 antibody with or without treatment with 20 μΜ LLnL for 12 hours. (B) The flag tagged SOD1 or SOD1G93A mutant expressing plasmids are co-transfected with T7 tagged p62 expressing plasmids. These cells are incubated for 12 hours with or without the proteasome inhibitor LLnL (20 mM) and immunoprecipitated with anti-T7 antibody. Precipitated proteins are analyzed by immunoblotting using anti-flag antibodies.

도 44A-44B는 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서 세포 생육성에 대한 글루타치온 고갈의 효과를 도시한 것이다. 세포 생육성은 살아있는 세 포의 미토콘드리아성 데하이드로게나제 활성을 분광광도 측정법으로 측정하는 메틸티아졸륨(MTT) 검정을 이용하여 평가한다. 96-웰 판 중의 MEF(3 x 103개 세포/웰)를 상이한 농도의 DEM(A) 또는 BSO(B)로 처리하고, PBS로 세척한 다음, PBS 중의 0.5mg/ml MTT와 함께 4시간 동안 항온 배양한다. 포르마잔 생성물을 가용화하기 위해, 100ml DMSO를 가한다. 570nm에서의 흡광도를 결정한다.44A-44B depict the effect of glutathion depletion on cell viability in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cell viability is assessed using the methylthiazolium (MTT) assay, which measures the mitochondrial dehydrogenase activity of living cells by spectrophotometry. MEFs (3 × 10 3 cells / well) in 96-well plates were treated with different concentrations of DEM (A) or BSO (B), washed with PBS and then 4 hours with 0.5 mg / ml MTT in PBS. Incubate for a while. To solubilize the formazan product, 100 ml DMSO is added. The absorbance at 570 nm is determined.

도 45는 DCF 형광에 의해 측정된 바와 같이 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서의 ROS 탐지를 도시한 것이다. 배양물을 디에틸말레에이트(DEM, 50mM) 또는 부티오닌설폭시민(BSO, 1mM)로 처리하거나 처리하지 않는다. 12시간 후에 세포를 수거하고, 37℃에서 30분 동안 10mM의 산화-민감성 프로브 DCFH-DA의 존재 하에 항온 배양한 다음, 유동 세포계수법을 수행한다. DCF 형광 세기의 필적하는 유동 세포계수 분포도를 보여준다. 히스토그램은 채널 수로서 표현된 형광 세기의 함수로서의 세포 수를 나타낸다.45 depicts ROS detection in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs) as measured by DCF fluorescence. Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM, 50 mM) or butionine sulfoximine (BSO, 1 mM). Cells were harvested after 12 hours, incubated at 37 ° C. for 30 minutes in the presence of 10 mM oxidation-sensitive probe DCFH-DA, followed by flow cytometry. Comparable flow cytometry distributions of DCF fluorescence intensity are shown. The histogram represents the number of cells as a function of fluorescence intensity expressed as the number of channels.

도 46은 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF) 중의 총 글루타치온 농도를 도시한 것이다. 배양물을 12시간 동안 디에틸말레에이트(DEM, 50mM)으로 처리하거나 처리하지 않는다. MEF 중의 GSH의 농도(5% 메타인산 중의 4 x 105개 세포)를 제조업자의 지시에 따라서 비색정량 검정용 키트에 의해 결정하였다. 공지된 양의 GSH를 사용하여 표준 곡선을 생성시켰다.FIG. 46 depicts total glutathione concentrations in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM, 50 mM) for 12 hours. The concentration of GSH in MEF (4 × 10 5 cells in 5% metaphosphate) was determined by the colorimetric assay kit according to the manufacturer's instructions. Known amounts of GSH were used to generate standard curves.

도 47은 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF) 중의 산화된 단백질을 도시한 것이다. 배양물을 12시간 동안 디에틸말레에이트(DEM)으로 처리하거나 처리하지 않는다. p62-wt 및 p62-null로부터의 시토졸성 단백질 추출물 5mg을 사용하여 옥시블롯을 달성하였다. 추출물을 2,4-디니트로페닐하이드라진으로 처리한 다음, 10%(w/v) 폴리아크릴아미드 겔 상의 SDS-PAGE에 제출하고, 니트로셀룰로즈 필터 상으로 옮긴다. 제조업자에 의해 기재된 바와 같이 상기 블롯을 항-DNP 항체로 처리한다.FIG. 47 depicts oxidized proteins in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM) for 12 hours. Oxyblot was achieved using 5 mg of cytosolic protein extracts from p62-wt and p62-null. The extract is treated with 2,4-dinitrophenylhydrazine and then submitted to SDS-PAGE on a 10% (w / v) polyacrylamide gel and transferred onto a nitrocellulose filter. The blot is treated with anti-DNP antibody as described by the manufacturer.

도 48A-48B는 DEM에 노출시킨 후 6시간째 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서의 아넥신 V-결합 검정을 도시한 것이다. 아넥신 V Cy3을 사용하여 포스파티딜세린 막 전좌를 평가하였다. 포스파티딜세린의 전좌를 나타내기도 하는 괴사성 세포와 세포소멸성 세포를 식별하기 위해, 6-카복시플루오레세인 디아세테이트(6-CFDA)를 Ann V-Cy3과 조합하여 사용하였다. 비-형광성 6-CFDA가 세포 내로 유입되어, 형광성 화합물인 6-카복시플루오레세인(6-CF)로 전환된다. 이러한 전환은 살아있는 세포에만 존재하는 에스테라제의 기능이다. 따라서, 괴사성 세포에서는 형광이 전혀 생성될 수 없다. 형광 현미경 검사에 의하면, 6-CF가 그린 형광으로서 관찰되고, Ann V-Cy3이 레드 형광으로서 관찰된다. p62 wt(A) 및 p62 null(B) MEF를 폴리-L-리신-피복된 슬라이드 상에서 항온 배양하고, 6시간 동안 디에틸말레에이트(DEM, 50mM)로 처리하고, 칼슘의 존재 하에 Ann Vcy3/6-CFDA 용액으로 염색시키며, 암실에서 10분 동안 항온 배양한다. 과량의 형광성 화합물을 세척한 후, 슬라이드에 뚜껑을 덮은 다음, 형광 현미경으로 즉시 검사한다.48A-48B depict annexin V-binding assays in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs) 6 hours after exposure to DEM. Annexin V Cy3 was used to assess phosphatidylserine membrane translocation. To identify necrotic and apoptotic cells that also exhibit the translocation of phosphatidylserine, 6-carboxyfluorescein diacetate (6-CFDA) was used in combination with Ann V-Cy3. Non-fluorescent 6-CFDA enters the cell and is converted to the fluorescent compound 6-carboxyfluorescein (6-CF). This conversion is a function of esterases that exist only in living cells. Thus, no fluorescence can be produced in necrotic cells. According to fluorescence microscopy, 6-CF is observed as green fluorescence and Ann V-Cy3 is observed as red fluorescence. p62 wt (A) and p62 null (B) MEFs were incubated on poly-L-lysine-coated slides, treated with diethylmaleate (DEM, 50 mM) for 6 hours and in the presence of calcium Ann Vcy3 / Stain with 6-CFDA solution and incubate for 10 min in the dark. After excess fluorescent compound is washed, the slide is capped and immediately examined with a fluorescence microscope.

도 49A-49B는 p62+/+ 및 p62-/- 마우스 배아 섬유아세포(MEF)에서의 프로테아솜 펩티다제 활성을 도시한 것이다. 배양물을 디에틸말레에이트(DEM, 50mM)으로 처리하거나 처리하지 않는다. 세포를 수거하고, 추출용 완충액에서 균질화시킨다. 막과 세포성 부스러기를 10,000g으로 원심분리시킴으로써 검사하고, 가용성 추출물을 회수한다. 키모트립신-유사 활성을 알아보기 위해 형광발생성 펩티다제 LLVY-AMC를 사용하여, 프로테아솜의 펩티다제 활성을 검정하였다.49A-49B depict proteasome peptidase activity in p62 + / + and p62 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEFs). Cultures are treated with or without diethylmaleate (DEM, 50 mM). Cells are harvested and homogenized in extraction buffer. The membrane and cellular debris are examined by centrifugation at 10,000 g and the soluble extract is recovered. The peptidase activity of the proteasome was assayed using the fluorogenic peptidase LLVY-AMC to determine chymotrypsin-like activity.

<110> SHIN, Jaekyoon LEE, Hanwoong OH, Gootaek <120> A transgenic mouse for diagnosis or treatment of age-related disorder or disease comprising a konck-out p62 gene and a method of screening for a compound that counters age-related disorder or disease using the same <150> US60/378159 <151> 2002-05-14 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 77 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Pro Ser Ser Leu Asp Pro Ser Gln Glu Gly Pro Thr Gly Leu Lys Glu 1 5 10 15 Ala Ala Leu Tyr Pro His Leu Pro Pro Glu Ala Asp Pro Arg Leu Ile 20 25 30 Glu Ser Leu Ser Gln Met Leu Ser Met Gly Phe Ser Asp Glu Gly Gly 35 40 45 Trp Leu Thr Arg Leu Leu Gln Thr Lys Asn Tyr Asp Ile Gly Ala Ala 50 55 60 Leu Asp Thr Ile Gln Tyr Ser Lys His Pro Pro Pro Leu 65 70 75 <210> 2 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Fluorogenic peptides <400> 2 Leu Leu Val Tyr 1 <110> SHIN, Jaekyoon          LEE, Hanwoong          OH, Gootaek <120> A transgenic mouse for diagnosis or treatment of age-related          disorder or disease comprising a konck-out p62 gene and a method          of screening for a compound that counters age-related disorder or          disease using the same <150> US60 / 378159 <151> 2002-05-14 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 77 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Pro Ser Ser Leu Asp Pro Ser Gln Glu Gly Pro Thr Gly Leu Lys Glu   1 5 10 15 Ala Ala Leu Tyr Pro His Leu Pro Pro Glu Ala Asp Pro Arg Leu Ile              20 25 30 Glu Ser Leu Ser Gln Met Leu Ser Met Gly Phe Ser Asp Glu Gly Gly          35 40 45 Trp Leu Thr Arg Leu Leu Gln Thr Lys Asn Tyr Asp Ile Gly Ala Ala      50 55 60 Leu Asp Thr Ile Gln Tyr Ser Lys His Pro Pro Pro Leu  65 70 75 <210> 2 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Fluorogenic peptides <400> 2 Leu Leu Val Tyr   One  

Claims (7)

체 세포 및 생식 세포가 녹아웃(knock-out)된 p62 유전자를 포함하되, 상기 녹아웃된 유전자는 마우스 또는 배아기에의 마우스 원종(ancestor) 내로 도입된 것이며, 상기 녹아웃된 유전자에 대해 동형접합성인 경우, 비만, 당뇨병, 지방간, 뼈의 파제트 병(PDB) 및 수컷의 조기사망에서 선택되는 질환을 나타내는 형질전환 마우스.Somatic cells and germ cells include the knocked-out p62 gene, wherein the knocked-out gene is introduced into a mouse ancestor into a mouse or embryo, and is homozygous for the knocked out gene, Transgenic mice showing diseases selected from obesity, diabetes, fatty liver, Paget's disease of bone (PDB) and premature death of males. 제1항에 있어서, 상기 녹아웃된 p62 유전자는 도 1의 표적화 벡터에 의해 녹아웃된 형질전환 마우스.The transgenic mouse of claim 1, wherein the knocked out p62 gene is knocked out by the targeting vector of FIG. 1. 이형 접합성 또는 동형 접합성 녹아웃 p62 유전자를 포함하는 게놈을 가지며, 제1항의 형질전환 마우스가 될 수 있는 마우스 배아 줄기 세포.A mouse embryonic stem cell having a genome comprising a heterozygous or homozygous knockout p62 gene, which can be a transgenic mouse of claim 1. 제2항에 있어서, 상기 녹아웃 p62 유전자는 도 1의 표적화 벡터에 의해 녹아웃된 마우스 배아 줄기 세포.The mouse embryonic stem cell of claim 2, wherein the knockout p62 gene is knocked out by the targeting vector of FIG. 1. 제1항의 형질전환 마우스로부터 분리되며 이형 접합성 또는 동형 접합성 녹아웃 p62 유전자를 포함하는 게놈을 갖는 마우스 체 세포.A mouse somatic cell isolated from the transgenic mouse of claim 1 and having a genome comprising a heterozygous or homozygous knockout p62 gene. 제5항에 있어서, 상기 녹아웃 p62 유전자는 도 1의 p62 표적화 벡터인 마우스 체 세포.The mouse somatic cell of claim 5, wherein the knockout p62 gene is the p62 targeting vector of FIG. 1. (a) 스크리닝할 시험 화합물을, 제5항에 따른 마우스 체 세포(처리군 체 세포)에 처리하는 단계;(a) treating a mouse somatic cell (treatment somatic cell) according to claim 5 with the test compound to be screened; (b) 상기 화합물을 처리한 후 장애 수준을 측정하는 단계; 및(b) measuring the level of disorder after treating the compound; And (c) (b)에서 측정된 장애 수준을 대조군으로 시험 화합물을 처리하지 않은 (비처리군 체 세포)에서의 장애 수준과 비교하는 단계를 포함하되,(c) comparing the disorder level measured in (b) with the disorder level in untreated (untreated somatic cells) without the test compound as a control, 상기 대조군과 비교된 (b)에서의 노화 관련 장애 수준의 감소는 상기 화합물이 노화 관련 장애에 대항한다는 것을 지시하는 것인, 포유류의 노화 관련 장애 또는 질환에 대응하는 화합물에 대한 스크리닝 방법.A method of screening for a compound corresponding to an aging-related disorder or disease in a mammal, wherein the reduction in aging-related disorder level in (b) compared to the control indicates that the compound is against aging-related disorder.
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