KR20110064996A - Proteomics biomarker for identification of exposure to phthalate compounds as environmental toxic materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 환경 유해물질 프탈레이트류 노출 여부 확인용 단백체 생체지표에 관한 것으로, 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 노출된 간세포, 또는 혈액 등에서 프로테옴 분석을 통해 특이적으로 단백질 발현이 증가 또는 감소하는 단백체 생체지표를 발굴하여 프탈레이트류 노출의 정량적 평가뿐만 아니라 프탈레이트류 노출로 인한 질병 발생을 예방 또는 치료할 수 있는 환경 유해물질 프탈레이트류 노출 여부 확인용 단백체 생체지표에 관한 것이다.The present invention relates to a protein biomarker for confirming the exposure to environmentally harmful substances phthalates, protein proteins that specifically increase or decrease the expression of protein through proteome analysis in hepatocytes or blood exposed to di-2-ethylhexyl phthalate The present invention relates to protein biomarkers for identifying exposure to phthalates, as well as quantitative assessment of phthalate exposure by identifying indicators, as well as preventing or treating diseases caused by phthalate exposure.
최근 환경문제에 대한 국민들의 관심이 높아지고 있는데, 환경 유해물질이 낮은 농도로 노출되는 수준에서의 건강문제에 관련되어 많은 논란이 있는 실정이며, 현재까지는 통계적 모델링에 의한 위해도 평가(risk assessment) 방법에 의존하고 있는 실정이다. Recently, the public's interest in environmental problems is increasing, and there are many controversies related to health problems at low levels of exposure to environmental hazardous substances, and until now, risk assessment methods using statistical modeling It depends on the situation.
현재 세계적으로 추구되고 있는 분자수준의 생물지표를 기반으로 하는 차세대 독성평가의 주요 토픽은 단백체학(Proteomics)과 전사체학(Transcriptomics)의 유전체학(Genomics)과 대사체학(Metabolomics)을 기반으로 하는 독성 유전체학(Toxicogenomics) 연구들이다.Key topics in next-generation toxicity assessments based on the molecular-level biomarkers currently being pursued worldwide are toxic genomics based on the genomics and metabolomics of proteomics and transcriptomics. Toxicogenomics studies.
독성 단백체 연구는 환경 유해물질의 특이 생체지표 발굴을 통하여 인간 건강 위해성 평가를 정량적으로 평가할 수 있으므로 환경 유해물질 노출의 위해성 평가와 더불어 환경 유해물질로 인한 향후 질환 발생의 예방조치를 취할 수가 있다. Toxic proteomics research can quantitatively evaluate human health risks by identifying specific biomarkers of environmentally hazardous substances, and thus can take measures to prevent the occurrence of future diseases due to environmentally harmful substances.
독성 단백체학을 기반으로 한 단백체 지표 발굴연구 및 진단 키트개발을 통한 환경 유해물질의 노출 및 위해성 평가기법 개발은 연구의 체계화 및 표준화를 확립하여 분자 수준의 단백체 생체지표를 이용한 진보된 차세대 환경 유해물질 노출 및 위해성 평가기법을 정립하여 국가차원의 전략기술로 활용될 수 있다.The development of exposure and risk assessment techniques for environmentally harmful substances through the discovery of protein markers based on toxic proteomics and the development of diagnostic kits has established systematization and standardization of research to advance the next generation of environmentally harmful substances using molecular protein biomarkers at the molecular level. Exposure and risk assessment techniques can be established and used as strategic skills at the national level.
그러나, 아직까지 프탈레이트류의 노출 여부를 확인할 수 있는 단백체 지표는 보고된 바 없다.However, no protein index has been reported to confirm the exposure of phthalates.
본 발명의 목적은 환경 유해물질인 프탈레이트류의 생체 내 노출 여부를 확인할 수 있는 단백체 생체지표를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a protein biomarker that can determine whether the environmental toxic substances phthalates exposed in vivo.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Cystatin C, Rho-GDIα, Retinol Binding Protein, Gelsolin, DEK, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1 및 Haptoglobin으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백체 생체지표(biomarker)를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a phthalate containing at least one selected from the group consisting of Cystatin C, Rho-GDIα, Retinol Binding Protein, Gelsolin, DEK, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1 and Haptoglobin It provides a protein biomarker to confirm exposure.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 단백체 생체지표를 포함하는 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백질 어레이를 제공한다.The present invention also provides a protein array for confirming exposure of a phthalate comprising a protein biomarker according to the present invention.
본 발명은 또한 본 발명의 단백질 어레이를 포함하는 프탈레이트 노출 여부 확인용 키트를 제공한다.The present invention also provides a kit for confirming exposure of a phthalate comprising the protein array of the present invention.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 단백체 생체지표를 이용한 프탈레이트 노출 여부 확인방법을 제공한다.The present invention also provides a method for identifying phthalate exposure using the protein biomarker according to the present invention.
본 발명은 환경 유해물질인 프탈레이트류의 생체 내 노출 여부를 정량적으로 검출할 수 있고, 나아가 환경 유해물질 관련 질환의 예방 또는 치료에 중요 정보로 활용될 수 있다. The present invention can quantitatively detect whether or not phthalates, which are environmentally harmful substances, are exposed in vivo, and furthermore, can be utilized as important information in the prevention or treatment of diseases related to environmentally hazardous substances.
이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated concretely.
본 발명은 Cystatin C, Rho-GDIα, Retinol Binding Protein, Gelsolin, DEK, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1 및 Haptoglobin으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백체 생체지표(biomarker)에 관한 것이다.The present invention provides a protein biomarker for phthalate exposure including at least one selected from the group consisting of Cystatin C, Rho-GDIα, Retinol Binding Protein, Gelsolin, DEK, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1, and Haptoglobin. (biomarker).
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백체 생체지표는 프탈레이트류 화합물에 노출된 인간 체세포, 또는 혈액 등에서 발현 빈도에 차이를 보이는 단백질인 것을 특징으로 한다. 상기 단백체의 발현 빈도의 차이는 프탈레이트류 화합물에 노출된 생체에서의 발현 증가 또는 저하로 이해될 수 있다. Protein biomarker for confirming whether or not phthalate exposure of the present invention is characterized in that the protein showing a difference in expression frequency in human somatic cells, blood or the like exposed to phthalate compounds. The difference in the expression frequency of the protein can be understood as an increase or decrease in expression in a living body exposed to phthalate compounds.
상기 프탈레이트류 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:The phthalate compound may be a compound represented by Formula 1 below:
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서, Where
R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 12의 아릴로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬, 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴을 나타낸다.R 1 and R 2 each independently represent an alkyl having 1 to 24 carbon atoms or an aryl having 6 to 12 carbon atoms unsubstituted or substituted with aryl having 6 to 12 carbon atoms.
본 발명의 화학식 1의 화합물의 치환체의 정의에 사용된 용어는 하기와 같다.The terms used in the definition of the substituents of the compound of
"알킬"은 다른 기재가 없는 한, 탄소수 1 내지 24의 직쇄 또는 분지쇄의 포화 탄화수소를 가리킨다. C1-24 알킬기의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸 및 tert-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 이소헥실, 이소헵틸, 이소옥틸, 이소노닐 및 이소데실이 포함되나, 이들에 제한되지 않는다"Alkyl" refers to a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 24 carbon atoms unless otherwise specified. Examples of C 1-24 alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, isopropyl, isobutyl, sec-butyl and tert-butyl, isopentyl, neopentyl, isohexyl , Isoheptyl, isooctyl, isononyl and isodecyl, but are not limited to these
"아릴"은 다른 기재가 없는 한, 6 내지 12-원의 방향족 고리화합물을 가리킨다. 아릴기의 예로는 페닐, 비페닐, 나프틸 및 안트라세닐을 포함하나, 이들에 제한되지 않는다."Aryl" refers to a 6-12 membered aromatic cyclic compound unless otherwise stated. Examples of aryl groups include, but are not limited to, phenyl, biphenyl, naphthyl and anthracenyl.
화학식 1의 화합물은 구체적으로는, Specifically, the compound of Formula 1,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬일 수 있다.R 1 and R 2 may be each independently alkyl having 1 to 12 carbon atoms.
가장 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 디-2-에틸헥실 프탈레이트(di-2-ethylhexyl phthalate)일 수 있다. Most specifically, the compound of
상기 단백체 생체지표는 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 대한 생체 노출 시 발현이 증가 또는 저하하는 단백질로, The protein biomarker is a protein that increases or decreases expression in vivo when exposed to di-2-ethylhexyl phthalate,
구체적으로, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, 또는 Cofilin-1는 프탈레이트 노출 시 발현이 증가되는 단백질로, 가장 구체적으로는, 상기 Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein 및 Triose Phosphate Inhibitor는 프탈레이트 노출 농도 의존적으로 발현이 증가하는 단백질이고, Cofilin-1은 프탈레이트 노출 시간 의존적으로 발현이 증가하는 단백질이다.Specifically, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, or Cofilin-1 is a protein whose expression is increased upon phthalate exposure, most specifically, the Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein and Triose Phosphate Inhibitor is a protein that increases expression depending on phthalate exposure concentration and Cofilin-1 is a protein that increases expression depending on phthalate exposure time.
상기 Rho-GDIα는 공지된 인간 유래의 Rho-GDIα 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00003815에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.The Rho-GDIα is not particularly limited as long as it is a known human-derived Rho-GDIα amino acid sequence, and is registered in http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00003815 can be used.
상기 Gelsolin는 공지된 인간 유래의 Gelsolin 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00026314에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.Gelsolin is not particularly limited as long as it is a known human-derived Gelsolin amino acid sequence, accession no. Registered at http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00026314 can be used.
상기 Raf Kinase Inhibitor Protein는 공지된 인간 유래의 Raf Kinase Inhibitor Protein 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00219446에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.The Raf Kinase Inhibitor Protein is not particularly limited as long as it is a known human-derived Raf Kinase Inhibitor Protein amino acid sequence, and is registered in http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00219446 can be used.
상기 Triose Phosphate Inhibitor는 공지된 인간 유래의 Triose Phosphate Inhibitor 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00451401에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.The Triose Phosphate Inhibitor is not particularly limited as long as it is a known human-derived Triose Phosphate Inhibitor amino acid sequence, but accession no. Registered at http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00451401 can be used.
상기 Cofilin-1는 공지된 인간 유래의 Cofilin-1 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00012011.6에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.The Cofilin-1 is not particularly limited as long as it is a known human-derived Cofilin-1 amino acid sequence, but accession no. Registered at http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00012011.6 can be used.
또한, Cystatin C, Retinol Binding Protein, DEK, 또는 Haptoglobin는 프탈레이트 노출 시 발현이 저하되는 단백질로, 보다 구체적으로는 Cystatin C, Retinol Binding Protein, 또는 DEK는 프탈레이트 노출 농도 의존적으로 발현이 감소하고, Haptoglobin는 프탈레이트 노출 시간 의존적으로 발현이 감소하는 단백질이다.In addition, Cystatin C, Retinol Binding Protein, DEK, or Haptoglobin is a protein whose expression is decreased upon phthalate exposure. More specifically, Cystatin C, Retinol Binding Protein, or DEK is decreased in phthalate exposure concentration. Phthalate exposure time is a protein whose expression decreases.
상기 Cystatin C는 공지된 인간 유래의 Cystatin C 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00032293에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.The Cystatin C is not particularly limited as long as it is a known human-derived Cystatin C amino acid sequence, and is registered in http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00032293 can be used.
상기 Retinol Binding Protein는 공지된 인간 유래의 Retinol Binding Protein 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00022420에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다.The Retinol Binding Protein is not particularly limited as long as it is a known human-derived Retinol Binding Protein amino acid sequence, accession no. Registered at http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00022420 can be used.
상기 DEK는 공지된 인간 유래의 DEK 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00020021.3에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다. The DEK is not particularly limited as long as it is a known human-derived DEK amino acid sequence, but accession no. Registered at http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00020021.3 can be used.
상기 Haptoglobin는 공지된 인간 유래의 Haptoglobin 아미노산 서열이라면 특별히 제한하지는 않으나, http://www.uniprot.org/에 등록된 accession no. IPI00477597.1에 기재된 아미노산 서열을 사용할 수 있다. Haptoglobin is not particularly limited as long as it is a known human-derived Haptoglobin amino acid sequence, accession no. Registered at http://www.uniprot.org/ . The amino acid sequence described in IPI00477597.1 can be used.
본 발명은 또한 본 발명의 단백체 생체지표를 포함하는 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백질 어레이에 관한 것이다.The present invention also relates to a protein array for confirming exposure of a phthalate comprising the protein biomarker of the present invention.
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백질 어레이에 포함된 단백체 생체지표는 시료에 존재하는 단백질의 양을 정량하기 위해 유사 또는 동일한 유사체에 대한 비교로 사용되는, 양을 알고 있는 절대량의 비교물질인 것으로 이해할 수 있다.The protein biomarker included in the protein array for phthalate exposure check of the present invention is understood to be an absolute amount of a comparative substance that is used in comparison to similar or identical analogs to quantify the amount of protein present in the sample. Can be.
상기 시료의 단백질은 피검체의 체세포, 또는 혈액으로부터 얻을 것일 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The protein of the sample may be obtained from somatic cells or blood of the subject, but is not particularly limited thereto.
상기 체세포는 간세포 등을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. The somatic cells may be hepatocytes, but are not particularly limited thereto.
본 명세서에 사용된 "어레이"는 고형 지지체 상 및/또는 용기 배열중에 존재하는 원소배열(예컨대 폴리펩티드)이다. 어레이는 가장 흔히 특정 공간-물리적 관계를 갖는 물리적 원소로 생각되며, 본 발명은 직선 공간 조직을 갖지 않는 "로지칼" 어레이를 사용할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템을 이용하여 물리적으로 상이한 성분 중 또는 물리적으로 상이한 성분 상에 존재하는 하나 또는 몇 개의 해당 성분의 위치를 추적하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 어레이 구성원의 물리적 위치의 "색인" 표를 제공하는 것에 의해 로지칼 어레이를 창제한다. 따라서, 이동중인 성분도 어레이의 구성원이 특정되고 위치가 확인될 수 있는 한, 로지칼 어레이의 일부일 수 있다. 이것은 본 발명의 어레이가 유동 마이크로스케일 시스템으로 존재하는 경우 또는 하나 이상의 미소적정 트레이로 존재할 때 적절하다.As used herein, an “array” is an elemental arrangement (such as a polypeptide) present on a solid support and / or in a container arrangement. Arrays are most often thought of as physical elements having a specific space-physical relationship, and the present invention may use "logical" arrays that do not have linear spatial organization. For example, a computer system may be used to track the location of one or several of those components that are present on or among physically different components. The computer system creates a logical array by providing a "index" table of the physical location of the array members. Thus, the moving component may also be part of the logical array, as long as the members of the array are specified and located. This is appropriate when the array of the present invention is present in a flow microscale system or when present in one or more microtiter trays.
특정 어레이 포맷은 때때로 "칩" 또는 "바이오칩"으로도 불린다. 어레이는 예컨대 2 내지 약 10개의 번지지정 위치(addressable location)인 저밀도, 약 100개 이상의 위치인 중밀도, 또는 예컨대 1000개 이상의 고밀도 수를 포함할 수 있다. 전형적으로, 칩 어레이 포맷은 용이한 조립, 취급, 배치, 스택, 시약 도입, 검출 및 저장을 허용하는 기하학적으로 일정한 형상이다. 그러나 불규칙적일 수도 있다. 하나의 전형적인 포맷으로서, 어레이는 종횡 포맷으로 구조화되며, 어레이 상의 구성원 세트의 각각의 위치 사이에는 규칙적인 간극이 존재한다. 다르게는, 상기 위치는 균등한 처리 또는 샘플링을 위해 번들화, 혼합화 또는 균질 배합될 수 있다. 어레이는 각 위치가 시약의 고처리량 취급, 자동적 전달, 마스킹 또는 샘플링이 공간적으로 번지지정되도록 구조화된 복수의 번지지정 위치를 포함할 수 있 다. 어레이는 레이저 조사에 의한 주사, 공초점 또는 편향 광 수집, CCD 검출 및 화학 발광을 비롯한 특정 수단에 의한 검출 또는 정량을 용이하게 할 수 있으며, 상기 예로 든 것에 한정되지 않는다. 본 명세서에 기재한 바와 같은 "어레이" 포맷은 어레이(즉, 복수 칩의 어레이), 마이크로칩, 마이크로어레이, 단일 칩상에 조립된 마이크로어레이, 마이크로웰 플레이트에 부착된 유생분자의 어레이 또는 해당 시스템과 사용하기 위한 다른 적합한 포맷을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.Certain array formats are sometimes referred to as "chips" or "biochips." The array may include, for example, a low density of 2 to about 10 addressable locations, a medium density of about 100 or more locations, or a number of high density, for example 1000 or more. Typically, chip array formats are geometrically consistent shapes that allow for easy assembly, handling, placement, stacking, reagent introduction, detection, and storage. However, it may be irregular. As one typical format, the array is structured in a landscape format, with regular gaps between each location of the set of members on the array. Alternatively, the locations can be bundled, blended or homogenized for even processing or sampling. The array may include a plurality of addressing locations, each structured such that high throughput handling, automatic delivery, masking, or sampling of reagents is spatially addressed. The array can facilitate detection or quantification by specific means, including scanning by laser irradiation, confocal or deflected light collection, CCD detection, and chemiluminescence, and is not limited to the above examples. An "array" format as described herein may be used in conjunction with arrays (ie, arrays of multiple chips), microchips, microarrays, microarrays assembled on a single chip, arrays of biomolecules attached to microwell plates, or such systems. Other suitable formats for use include, but are not limited to these.
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인용 단백질 어레이는 당업자에게 알려진 방법에 의해 제작할 수 있다. Phthalate exposure protein array of the present invention can be produced by methods known to those skilled in the art.
구체적으로, 상기 탐색된 단백체 생체지표를 탐침 분자(프로브)로 이용하여 단백질 어레이의 기판상에 고정화시키기 위해 파이조일렉트릭(piezoelectric) 방식을 이용한 마이크로피펫팅(micropipetting)법 또는 핀(pin) 형태의 스폿터(spotter)를 이용한 방법 등을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 단백질 어레이의 기판은 아미노-실란(amino-silane), 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 또는 알데히드(aldehyde) 등에서 선택되는 하나의 활성기가 코팅된 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 기판은 슬라이드 글래스, 플라스틱, 금속, 실리콘, 나일론 막, 또는 니트로셀룰로스 막 등을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. Specifically, in order to immobilize the detected protein biomarker as a probe molecule (probe) on the substrate of the protein array, a micropipetting method or a pin type using a piezoelectric method It is preferable to use a method using a spotter or the like, but is not limited thereto. The substrate of the protein array is preferably coated with one active group selected from amino-silane, poly-L-lysine, aldehyde, and the like, but is not limited thereto. . In addition, the substrate may be a slide glass, plastic, metal, silicon, nylon film, or nitrocellulose film, but is not particularly limited thereto.
상기 탐침 분자로 사용하기 위한 단백체 생체지표는 동위원소, 또는 Cy3, Cy5, FITC(poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate), RITC(rhodamine-B-isothiocyanate), 또는 로다민 등의 형광물질로 표지되어 있을 수 있다. The protein biomarker for use as the probe molecule may be labeled with isotopes or fluorescent materials such as Cy3, Cy5, poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate (FITC), rhodamine-B-isothiocyanate (RITC), or rhodamine. Can be.
본 발명은 또한 본 발명의 단백질 어레이를 포함하는 프탈레이트 노출 여부 확인용 키트에 관한 것이다.The present invention also relates to a kit for confirming exposure of a phthalate comprising the protein array of the present invention.
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인용 키트는 하나 이상의 단백체 생체지표를 포함하여 시료의 단백질을 정량 분석함으로써 프탈레이트류 화합물에 대한 노출 여부를 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.The phthalate exposure check kit of the present invention is characterized by being able to confirm the exposure to the phthalate compounds by quantitatively analyzing the protein of the sample including one or more protein biomarkers.
본 발명의 키트는 결합된 포장 물질(어레이를 포장하기 위한 물질), 지시자료(예컨대 어레이와 상호작용하는 하나 이상의 시약 또는 샘플을 검출하기 위해 어레이를 사용하는 지시사항), 대조 시약(어레이에 도포된 공지 활성의 시약), 샘플 등과 같은 부가적인 키트 특징과 함께 본 발명의 어레이를 포함한다.Kits of the present invention may be incorporated into a combined packaging material (material for packaging an array), instructions (e.g., instructions for using the array to detect one or more reagents or samples interacting with the array), control reagents (applied to the array) Known kit's active agents), samples, and the like, together with additional kit features.
본 발명은 또한 본 발명의 단백체 생체지표를 이용한 프탈레이트 노출 여부 확인방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for identifying phthalate exposure using the protein biomarker of the present invention.
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인방법은Phthalate exposure check method of the present invention is
피검체의 단백질 시료 및 표지된 단백체 생체지표를 접촉시키는 단계; 및Contacting the subject's protein sample with a labeled protein biomarker; And
상기 접촉에 따른 단백체 생체지표의 발현 정도를 대조군과 비교하여 확인하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include the step of confirming the expression level of the protein biomarker according to the contact compared with the control.
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인방법에 있어서, 제1단계는 피검체의 단 백질 시료와 표지된 단백체 생체지표를 접촉시키는 단계이다.In the method for confirming exposure of phthalate of the present invention, the first step is a step of contacting a protein sample of a subject with a labeled protein biomarker.
상기 피검체의 단백질 시료는 피검체의 체세포, 또는 혈액 등에서 분리한 것일 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The protein sample of the subject may be isolated from somatic cells or blood of the subject, but is not particularly limited thereto.
상기 체세포는 간세포 등일 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. The somatic cells may be hepatocytes, but are not particularly limited thereto.
상기 혈액은 구체적으로 혈장일 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The blood may be specifically plasma, but is not particularly limited thereto.
상기 피검체의 체세포, 또는 혈액에서 단백질을 분리하는 방법은 통상의 단백질 추출법을 사용할 수 있어, 특별히 제한하지는 않는다.The method of separating proteins from the somatic cells or blood of the subject can use a conventional protein extraction method, and is not particularly limited.
상기 단백질 시료와 표지된 단백체 생체지표의 접촉은 동위원소; 또는, Cy3, Cy5, FITC(poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate), RITC(rhodamine-B-isothiocyanate), 또는 로다민 등의 하나 이상의 형광물질로 표지된 본 발명의 단백체 생체지표를 포함하는 마이크로타이터 플레이트 내에서 이루어질 수 있다.The contact between the protein sample and the labeled protein biomarker isotope; Or a microtiter comprising a protein biomarker of the present invention labeled with at least one fluorescent substance such as Cy3, Cy5, poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate (FITC), rhodamine-B-isothiocyanate (RITC), or rhodamine It can be made in the plate.
본 발명의 프탈레이트 노출 여부 확인방법에 있어서, 제2단계는 상기 접촉에 따른 단백체 생체지표의 발현 정도를 대조군과 비교하여 확인하는 단계이다. In the method for confirming the exposure of the phthalate of the present invention, the second step is a step of confirming the expression level of the protein biomarker according to the contact with the control.
단백체 생체지표의 발현 정도를 확인하는 방법을 당업자에게 알려진 방법을 사용할 수 있어 특별히 제한하지는 않는다.The method for confirming the expression level of the protein biomarker can be used by methods known to those skilled in the art, and is not particularly limited.
일 구체예로, 표적 단백체의 농도를 계산하기 위하여 적절한 단백체 생체지표와 함께 수득되는 이온 세기를 사용할 수 있다. 단백체 생체지표는 특징적인 하 나의 이온 쌍(또는 수개의 이온 쌍)을 이용하여 식별되며, 수득되는 이온 세기는 단백체 생체지표의 알고 있는 농도와 관련 있어 상응하는 표적 단백체의 정량화가 가능하다. 표적 단백체는 사전에 공지되어 있으며, 미리-주석을 달아둘 수 있다. 따라서, 검출 및 정량된 단백체에는 이미 주석이 달려, 빠르고 직접적인 해석이 가능하다. In one embodiment, the ionic strength obtained with the appropriate protein biomarker can be used to calculate the concentration of the target protein. Protein biomarkers are identified using a single characteristic ion pair (or several ion pairs), and the ionic strength obtained is related to the known concentration of the protein biomarker, allowing the quantification of the corresponding target protein. Target proteins are known in advance and can be pre-tinned. Thus, the detected and quantified protein is already annotated, allowing fast and direct interpretation.
표적 단백체의 질량 측정은 이온 종들을 구별하기 위해 MSMS 분석이 가능한 질량 측정기를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. Mass measurement of the target protein may use a mass spectrometer capable of MSMS analysis to distinguish ionic species, but is not particularly limited thereto.
상기 결과로부터 단백체의 정량분석에 의한 이온 세기의 증가를 비교하여 프탈레이트류 화합물의 생체 노출 여부를 확인할 수 있는 것이다.From the above results, the increase in ionic strength by quantitative analysis of the protein can confirm whether the phthalate compounds are exposed in vivo.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 시료에서 Cystatin C, Rho-GDIα, Retinol Binding Protein, Gelsolin, DEK, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1, 또는 Haptoglobin의 이온 세기 증가 또는 감소가 관찰된다면, 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 노출되었음을 판정할 수 있는 것이다.According to one embodiment of the invention, if an increase or decrease in ionic strength of Cystatin C, Rho-GDIα, Retinol Binding Protein, Gelsolin, DEK, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1, or Haptoglobin is observed in a sample And di-2-ethylhexyl phthalate.
이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples according to the present invention and comparative examples not according to the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the examples given below.
<실시예 1> 인간 간세포주에서의 환경 유해물질에 대한 세포, 유전 독성 연구Example 1 Cell and Genetic Toxicity Studies on Environmentally Harmful Substances in Human Hepatocyte Cell Lines
디-2-에틸헥실 프탈레이트의 인간 간세포주에서의 유전독성 및 세포독성을 측정함으로써 유전체 독성 지표 발굴을 위한 DEHP의 독성 농도를 설정하였다. Toxicity concentrations of DEHP for genotoxicity indicators were established by measuring genotoxicity and cytotoxicity of di-2-ethylhexyl phthalate in human hepatocytes.
인간 간세포주로 HepG2 세포(ATCC)를 사용하였으며, MEM(WelGENE Inc., Korea) 배지에서 배양하였다.HepG2 cells (ATCC) were used as human hepatocytes and cultured in MEM (WelGENE Inc., Korea) medium.
인간 간세포주의 디-2-에틸헥실 프탈레이트 노출은 0.1% DMSO (sigma)에 녹인 0μM ~ 250μM 디-2-에틸헥실 프탈레이트(sigma)를 포함하는 배지에서 37℃에서 24시간 또는 48시간 실시하였다.Di-2-ethylhexyl phthalate exposure to human hepatocytes was performed at 37 ° C. for 24 or 48 hours in a medium containing 0 μM to 250 μM di-2-ethylhexyl phthalate (sigma) dissolved in 0.1% DMSO (sigma).
상기 노출 후 배양 상등액을 수집하고 Microcon YM3 Column(Milipore Co. MA, USA)에서 시료를 정제하였다.After the exposure, the culture supernatant was collected and purified from the Microcon YM3 Column (Milipore Co. MA, USA).
MTT 및 Comet 분석을 이용하여 간세포주에서의 유전독성 및 세포독성을 실시하였다.Genotoxicity and cytotoxicity in hepatocytes was performed using MTT and Comet assays.
도 1은 Comet 분석을 이용한 디-2-에틸헥실 프탈레이트의 인간 간세포주에서의 유전독성 결과를 도시한 것으로 2.5μM 이상의 농도에서부터 유의하게 유전 독성을 일으킴을 알 수 있었다.Figure 1 shows the results of genotoxicity in human hepatocytes of di-2-ethylhexyl phthalate using Comet analysis, it can be seen that significantly causes genotoxicity from a concentration of 2.5μM or more.
도 2는 MTT 분석을 이용한 디-2-에틸헥실 프탈레이트의 인간 간세포주에서의 세포독성 결과를 도시한 것으로 25μM 이상의 농도에서부터 유의하게 세포 독성을 일으킴을 알 수 있었다.Figure 2 shows the cytotoxicity results of di-2-ethylhexyl phthalate in human hepatocyte cell line using MTT assay, it can be seen that it causes significant cytotoxicity from the concentration of 25μM or more.
상기 결과로부터, 디-2-에틸헥실 프탈레이트 농도 및 노출 시간이 증가할수록 유전독성 및 세포독성이 증가함을 알 수 있었으며 유전 독성을 일으키지만 세포 독성을 일으키지 않는 최대 농도인 5, 10μM을 선택하여 다음 실험을 실시하였다.From the above results, it was found that as the concentration of di-2-ethylhexyl phthalate and the exposure time increased, genotoxicity and cytotoxicity increased, and 5, 10 μM, which is the maximum concentration that causes genotoxicity but does not cause cytotoxicity, was selected. The experiment was conducted.
<실시예 2> 인간 간세포주에서의 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 대한 단백체 지표 발굴Example 2 Discovery of Protein Indicators for Di-2-ethylhexyl Phthalate in Human Hepatocyte Cell Lines
인간 간세포주에서의 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 대한 단백체 지표 발굴을 위해, 상기 단백질 시료를 고정된 pH에서 narrow range immobiline dry strips(pH 4-7, pH 6-9, 24cm)을 이용하여 1차원 전기영동을 실시하였다. For protein index detection of di-2-ethylhexyl phthalate in human hepatocytes, the protein samples were prepared using narrow range immobiline dry strips (pH 4-7, pH 6-9, 24 cm) at fixed pH. Dimensional electrophoresis was performed.
다음으로, 2-DE 분석(12% SDS-PAGE, 34×45cm, OWL)을 통하여 인간 간세포주에서 단백체를 분리하고, 은 염색 후 이미지 분석(Progenesis Discovery(Nonlinear))을 통하여 DEHP에 대한 단백체 생체지표를 발굴하였다(도 3).Next, the protein was separated from human hepatocytes by 2-DE analysis (12% SDS-PAGE, 34 × 45 cm, OWL), and the protein biomarker for DEHP was analyzed by silver staining followed by image analysis (Progenesis Discovery (Nonlinear)). Indicators were excavated (FIG. 3).
다음으로, ESI-MS/MS(LCQ Deca XP-Plus, Thermo Finnigan, USA) 및 웨스턴 블랏을 사용하여 European Bioinformatics Institute(EBI)의 IPI 휴먼 데이터베이스를 통해 정확한 단백체 동정을 수행하였다.Next, accurate protein identification was performed through the European Bioinformatics Institute (EBI) 's IPI human database using ESI-MS / MS (LCQ Deca XP-Plus, Thermo Finnigan, USA) and Western blot.
표 1 및 도 4에 나타난 바와 같이, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, 또는 Cofilin-1는 프탈레이트 노출 시 발현이 증가되었으며, 특히, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein 및 Triose Phosphate Inhibitor는 프탈레이트 노출 농도 의존적으로 발현이 증가하였고, Cofilin-1은 프탈레이트 노출 시간 의존적으로 발현이 증가하였다.As shown in Table 1 and Figure 4, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, or Cofilin-1 increased expression upon phthalate exposure, in particular, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein And Triose Phosphate Inhibitor increased the expression of phthalate exposure concentration and Cofilin-1 increased the expression of phthalate exposure time.
Cystatin C, Retinol Binding Protein, DEK, 또는 Haptoglobin는 프탈레이트 노출 시 발현이 저하되는 단백질로, 특히 Cystatin C, Retinol Binding Protein, 또는 DEK는 프탈레이트 노출 농도 의존적으로 발현이 감소하였고, Haptoglobin는 프탈레이트 노출 시간 의존적으로 발현이 감소하였다.Cystatin C, Retinol Binding Protein, DEK, or Haptoglobin is a protein that is degraded upon phthalate exposure, especially Cystatin C, Retinol Binding Protein, or DEK decreases in phthalate exposure concentration-dependent manner, while Haptoglobin is phthalate exposure time dependent. Expression decreased.
따라서, 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 대한 인간 노출 평가를 위한 단백체 생체 지표로 Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1, Cystatin C, Retinol Binding Protein, DEK, Haptoglobin을 사용할 수 있는 것으로 확인하였다. Therefore, Rho-GDIα, Gelsolin, Raf Kinase Inhibitor Protein, Triose Phosphate Inhibitor, Cofilin-1, Cystatin C, Retinol Binding Protein, DEK, Haptoglobin as proteomic indicators for human exposure assessment to di-2-ethylhexyl phthalate. It was confirmed that it could be used.
도 1은 Comet 분석을 이용한 디-2-에틸헥실 프탈레이트의 인간 간세포주에서의 유전독성 결과를 도시한 것이다.Figure 1 shows the genotoxicity results of di-2-ethylhexyl phthalate in human hepatocytes using Comet assay.
도 2는 MTT 분석을 이용한 디-2-에틸헥실 프탈레이트의 인간 간세포주에서의 세포독성 결과를 도시한 것이다.Figure 2 shows the cytotoxicity results of di-2-ethylhexyl phthalate in human hepatocytes using MTT assay.
도 3은 다양한 IEF 스트립 및 라지 젤 시스템을 이용하여 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 노출된 인간 간세포주의 단백질의 2차원 전기영동 패턴을 도시한 것이다.3 shows two-dimensional electrophoresis patterns of proteins of human hepatocytes exposed to di-2-ethylhexyl phthalate using various IEF strips and large gel systems.
도 4는 웨스턴 블랏 분석에 의한 디-2-에틸헥실 프탈레이트에 노출된 인간 간세포주의 단백질의 발현 패턴을 도시한 것이다.Figure 4 shows the expression pattern of proteins of human hepatocytes exposed to di-2-ethylhexyl phthalate by Western blot analysis.
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