KR20110115298A - Anticancer supplement composition comprising opa3 protein or polynucleotide encoding opa3 as an effective ingredient - Google Patents

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Abstract

본 발명은 OPA3 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 항암 보조용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로, 본 발명의 OPA3 단백질은 세포 내 미토콘드리아의 분열과 결합 기작을 조절하고, 이를 통해, OPA3가 과발현된 암 세포에서 아폽토틱 자극에 의한 암 세포의 사멸이 더욱 민감하게 일어나게 하여 항암제를 단독 사용하는 경우에 비하여 아폽토시스 유발로 인한 항암치료에 현저한 상승효과를 가져오므로, OPA3 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암 보조용 조성물로 하여 항암제와 병용 투여함으로써 항암 치료에 있어 매우 효과적으로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 항암제의 투여량을 최소화하여 항암제의 과다 투여로 인한 부작용을 줄일 수 있다.The present invention relates to an anticancer adjuvant composition containing an OPA3 protein or a polynucleotide encoding the protein as an active ingredient. Specifically, the OPA3 protein of the present invention regulates the cleavage and binding mechanism of mitochondria in a cell. , OPA3 protein or apoptosis in cancer cells overexpressed OPA3 is more sensitive to apoptotic stimulation of cancer cell death, which has a significant synergistic effect on chemotherapy caused by apoptosis induction compared to the use of anticancer drugs alone. By using the polynucleotide encoding the composition as an anticancer adjuvant in combination with an anticancer agent, not only can be very effectively used in anticancer treatment, but also the side effect of overdose of the anticancer agent can be reduced by minimizing the dose of the anticancer agent.

Description

OPA3 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 항암 보조용 조성물{Anticancer supplement composition comprising OPA3 protein or polynucleotide encoding OPA3 as an effective ingredient} Anti-cancer supplement composition comprising OPA3 protein or polynucleotide encoding OPA3 as an effective ingredient}

본 발명은 OPA3 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 이용한 항암 보조용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to an anticancer adjuvant composition using an OPA3 protein or a polynucleotide encoding the same.

현대 과학기술의 발달과 더불어 의학기술, 생명공학 및 유전공학이 발전함에 따라 암을 치료하기 위한 다양한 연구 및 방법들이 개발되고 있음에도 불구하고, 암은 아직 완치될 수 없는 중대한 질환으로 인식되고 있다. 이러한 암을 치료하기 위한 방법으로 절개술, 화학요법, 방사선요법, 절개술 등의 많은 방법이 개발되었지만 방사선 요법이나 절개술등은 주로 암의 초기진단이 이루어졌을 때에만 효과가 있을 뿐 말기암으로 진행된 상태에서는 소용이 없으며 화학요법을 주로 사용하여 치료할 수 밖에 없다. 1940년대부터 암치료에 도입된 화학요법은 암의 시기와 관계없이 비교적 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있어서 현재 많은 관심이 집중되고 있으며, 여러 가지 항암 화학요법제가 개발되고 있다. Despite the development of modern science and technology along with the development of medical technology, biotechnology and genetic engineering, cancer has been recognized as a serious disease that cannot be cured yet. Many methods such as incision, chemotherapy, radiotherapy, and incision have been developed to treat these cancers, but radiation therapy and incisions are only effective when the initial diagnosis is made. It is of no use and can only be treated with chemotherapy. Since chemotherapy introduced in cancer treatment since the 1940s has the advantage of being relatively easy to apply regardless of the timing of cancer, a lot of attention is now focused, and various anti-cancer chemotherapy agents are being developed.

그러나, 상기 항암제들은 반복적으로 장기간 투여되거나 암이 재발된 경우에는 암세포가 항암제에 대한 내성을 획득함으로써 치료 효과를 상실하는 단점이 있다. 또한, 대부분의 항암제는 세포 내 핵산의 합성을 억제하거나 핵산에 직접 결합하여 그 기능을 손상시킴으로 효과를 나타내는데, 이들 항암제는 암세포에만 선택적으로 작용하는 것이 아니라 정상세포, 특히 세포분열이 활발한 조직 세포에도 손상을 입히기 때문에 골수 기능 저하, 위장관 점막 손상, 탈모등 여러 부작용이 나타나는 단점이 있다. 상기와 같은 암세포의 항암제에 대한 내성을 억제하고자, 단일 제제의 항암제를 사용하기보다는 교체 내성(cross-resistance)이 없고, 작용 기전이 서로 다른 약제를 사용하는 병용 요법(combined chemotherapy)이 사용되고 있다. 또한, 항암제의 부작용을 억제하기 위한 방법으로는, 부작용이 없는 새로운 항암제를 개발하거나 종래의 항암제를 최소 유효 농도로 사용하는 방법 등이 제시되고 있다.
However, the anticancer agents have a disadvantage in that when repeated long-term administration or cancer recurs, cancer cells lose the therapeutic effect by obtaining resistance to the anticancer agent. In addition, most anticancer drugs are effective by inhibiting the synthesis of nucleic acid in the cell or by directly binding to the nucleic acid and impairing its function. These anticancer drugs not only act selectively on cancer cells but also on normal cells, especially tissue cells with active cell division. Because of the damage, there are many side effects such as decreased bone marrow function, damage to the gastrointestinal tract mucosa, and hair loss. In order to suppress such cancer cell resistance to anticancer drugs, combined chemotherapy using drugs that have no cross-resistance and different mechanisms of action is used, rather than using a single drug anticancer agent. In addition, as a method for suppressing side effects of an anticancer agent, a method of developing a new anticancer agent having no side effects or using a conventional anticancer agent at a minimum effective concentration has been proposed.

최근 이러한 화학요법을 위한 항암제의 표적으로 아폽토시스(apoptosis)에 관여하는 여러 유전자 및 단백질의 차단에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구들은 지난 수 년동안 화학요법에 이용되었던 항암제들이 암세포의 유전자를 손상시켜 아폽토시스, 즉 계획된 세포 사멸(programmed cell death)을 유발시킨다는 것에 대한 발견에서부터 시작하여 사멸되지 않은 세포를 분화시키기 위한 세포분화 신호전달 조절 분자들을 발견하기에 이르렀다. Recently, studies on the blocking of various genes and proteins involved in apoptosis as targets of anticancer drugs for chemotherapy have been conducted. These studies began with the discovery that chemotherapy drugs used in chemotherapy over the past few years damage cancer cell genes and cause apoptosis, or programmed cell death, to differentiate the cells that are not killed. The discovery led to the discovery of signaling regulatory molecules.

아폽토시스(programed cell death, apoptosis)는 세포의 다양한 생명활동에 매우 중요한 역할을 하는 메커니즘으로, 아폽토시스의 과잉 또는 불충분은 허혈(ischemia), 신경퇴행(neurodegeneration), 자가면역(autoimmunity), 바이러스 감염(viral infection), 종양(tumor) 등 여러 질병과 깊은 관련을 가진다. 세포사멸의 신호전달은 크게 세포내부(intrinsic)와 외부(extrinsic)의 경로로 나뉜다. 세포내부 경로의 경우 Bcl-2 패밀리 단백질군이 주요 조절자로 작용하며, 미토콘드리아(mitochondria)가 신호전달 및 조절의 허브(hub) 역할을 담당하고 있다. Apoptosis (programmed cell death, apoptosis) is a mechanism that plays a very important role in the various life activities of the cell, the excess or insufficient apoptosis ischemia, neurodegeneration, autoimmunity, viral infection It is closely related to various diseases such as infection and tumor. Signaling of apoptosis is largely divided into intrinsic and extrinsic pathways. In the intracellular pathway, the Bcl-2 family protein family acts as a major regulator, and mitochondria play a role as a hub for signaling and regulation.

미토콘드리아는 1990년대 이후부터 주요 성분이 세포사멸에 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀져 세포사멸에서 매우 중요한 위치를 차지하게 되었다. 미토콘드리아는 외막(outer membrane)과 내막(inner membrane)으로 구성되어 있으며, 끊임없이 움직(move)이고, 결합(fusion)하며, 분열(fission)하는 역동적인 세포소기관이다. 미토콘드리아는 서로 연결된 관상의 네트워크(tubular network)를 형성하고 있으며, 미토콘드리아 결합-분열 기작(mitochondrial fusion-fission machinery)에 의해 그 모양(morphology)과 숫자가 정교하게 조절되고 있다. 세포사멸이 유도되면, 여러 가지 세포사멸 조절 단백질과 소포체(ER) 및 세포질에 존재하는 칼슘 이온 및 이와 관련된 단백질이 미토콘드리아로 이동하고, 미토콘드리아 형태 단백질(mitochondria-shaping protein)에 의해 미토콘드리아의 단편화(fragmentation)가 일어나게 된다. 이후 미토콘드리아 막 전위의 상실 및 미토콘드리아 외막 투과(mitochondria outer membrane permeabilization; 미토콘드리아 외막P)가 촉발됨으로써 미토콘드리아 내의 여러 단백질이 세포질로 빠져나와 핵의 응집 및 DNA 단편화 등이 일어나 마침내 세포가 죽게 된다.Mitochondria have been found to play an important role in apoptosis since the major components have been found to play an important role in cell death since the 1990s. Mitochondria are composed of outer and inner membranes and are dynamic organelles that constantly move, fusion, and divide. Mitochondria form a tubular network connected to each other, and their morphology and number are precisely controlled by the mitochondrial fusion-fission machinery. When apoptosis is induced, various apoptosis-regulating proteins, ERs, calcium ions and related proteins in the cytoplasm move to mitochondria, and mitochondria form fragments by mitochondria-shaping proteins. ) Will happen. Thereafter, the loss of the mitochondrial membrane potential and mitochondria outer membrane permeabilization (mitochondrial outer membrane P) is triggered by the release of various proteins in the mitochondria into the cytoplasm, nucleus aggregation and DNA fragmentation, and finally the cells die.

미토콘드리아 결합에 관여하는 단백질로는 미토퓨신 1(mitofusin 1; Mfn1), 미토퓨신 2(mitofusin 2; Mfn2), Opa1이 밝혀져 있으며, 미토콘드리아 분열에 관여하는 단백질로는 Drp1, Fis1의 단백질이 밝혀져 있다. 최근, 미토콘드리아의 기능 장애가 샤르코-마리-투스병 2형(Charcot-Marie-Tooth 2A; CMT2A), 파킨스씨 병 및 유전적 시신경 병증과 같은 다양한 퇴행성 신경 질환의 발병에 중심적인 역할을 하는 것이 밝혀지고 있다. CMA2A는 근육 약화와 미토콘드리아 결합에 관여하는 미토퓨신(mitofusin)2(Mfn2)의 돌연변이로 인해 발생하는 감각 신경 및 운동 신경의 축돌기 변성에 의해 특징지어지고, 유전적 상염색체 우성 시신경 위축(autosomal dominant optic atrophy; ADOA)은 시신경 및 망막 신경절 세포의 퇴화로 인한 시력 상실과 관련되어 있다. ADOA는 주로 미토콘드리아 결합에 필수적 단백질인 옵틱 아트로피 1(optic atrophy 1; OPA1)의 돌연변이에 의해 일어난다.
As proteins involved in mitochondrial binding, mitofusin 1 (mitofusin 1; Mfn1), mitofusin 2 (mitofusin 2; Mfn2), and Opa1 have been identified, and proteins involved in mitochondrial cleavage have been identified as Drp1 and Fis1. Recently, dysfunction of mitochondria has been found to play a central role in the development of various degenerative neurological diseases such as Charcot-Marie-Tooth 2A (CMT2A), Parkinson's disease and hereditary optic neuropathy. ought. CMA2A is characterized by dendritic degeneration of sensory and motor neurons caused by mutations in mitofusin2 (Mfn2) that are involved in muscle weakness and mitochondrial binding, and genetic autosomal dominant atrophy Optic atrophy (ADOA) is associated with vision loss due to degeneration of optic nerve and retinal ganglion cells. ADOA is mainly caused by mutations in optic atrophy 1 (OPA1), an essential protein for mitochondrial binding.

OPA3 유전자는 상염색체, 우성 유전적 시신경 위축 및 백내장뿐 아니라, 3-메틸글루타코닉 산혈증 3형[3-methylglutaconic aciduria(MGA) type III]으로 알려진 코쉐프 시신경 위축 증후군(Coseff's optic neutropy syndrome)을 가진 환자에서도 돌연변이가 일어난 형태로 발견된다. 현재까지 OPA3 단백질은 미토콘드리아 내막(미토콘드리아 내막) 프로테오믹스와 시퀀스 분석 결과를 토대로 미토콘드리아 내막에 위치하고 있을 것으로 예측되었다. 동질적 ENU로 유도된 OPA3 돌연변이 마우스(OPA3 L122P)는 시작 기능 감소, 망막 신경절 세포의 손실 및 시신경의 퇴화를 보이는 3-메틸그루타코닉 산혈증 3형의 특징을 나타낸다. 이렇듯 OPA3가 시신경 위축 및 신경 퇴화에 중요한 기능을 수행하는 것이 예상되고 있지만, OPA3 단백질의 기능 및 조절에서 OPA3가 연계된 발병의 기초적 과정은 제대로 설명되어 지지 못하고 있는 실정이며, OPA3의 항암 효과에 대한 연구는 이루어지지 않고 있는 실정이다.
The OPA3 gene is responsible for autosomal, dominant genetic optic atrophy and cataracts, as well as Coseff's optic neutropy syndrome, also known as 3-methylglutaconic aciduria (MGA) type III. Patients with the disease are found in the form of mutations. To date, the OPA3 protein is expected to be located in the mitochondrial lining based on mitochondrial lining (mitochondrial lining) proteomics and sequence analysis. OPA3 mutant mice induced with homogenous ENU (OPA3 L122P) are characterized by 3-methylglutaconic acidemia type 3, which shows decreased initiation function, loss of retinal ganglion cells, and optic nerve degeneration. Although OPA3 is expected to play an important role in optic nerve atrophy and neurodegeneration, the basic process of OPA3-linked development in the function and regulation of OPA3 protein has not been well described, and the effect of OPA3 on anticancer effects Research is not being done.

이에 본 발명자들은 OPA3 단백질이 미토콘드리아 외막의 결합 단백질이고, 세포 내 미토콘드리아의 분열과 결합 기작을 조절하는 중요한 역할을 수행할 뿐 아니라, 이러한 미토콘드리아 조절 기작을 통해, OPA3가 과발현된 암 세포에서 아폽토틱 자극에 의한 암 세포의 사멸이 더욱 민감하게 일어나 항암제를 단독 사용하는 경우에 비하여 아폽토시스 유발로 인한 항암치료에 현저한 상승효과를 가져옴을 확인함으로써, OPA3 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암치료 보조용 조성물의 유효성분으로 유용하게 이용할 수 있음을 밝힘으로써, 본 발명을 완성하였다.
In this regard, the present inventors found that OPA3 protein is a binding protein of the mitochondrial outer membrane and plays an important role in regulating the division and binding mechanisms of mitochondria in cells, and through this mitochondrial regulation mechanism, apoptotic stimulation in OPA3 overexpressed cancer cells. OPA3 protein or polynucleotide encoding the anti-cancer therapy supplement composition of the anticancer therapy composition by confirming that the killing of cancer cells by the more sensitive to have a significant synergistic effect on chemotherapy due to apoptosis induction compared to the case of using an anticancer agent alone The present invention has been completed by revealing that it can be usefully used as an active ingredient.

본 발명의 목적은 항암 치료에 대한 보조용 조성물, 또는 상기 보조용 조성물을 이용한 항암제의 암세포에 대한 세포 사멸 증진 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide an adjuvant composition for anticancer treatment, or a method for enhancing cell death of cancer cells of an anticancer agent using the adjuvant composition.

본 발명은 OPA3(optic atrophy 3) 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 항암 보조용 조성물을 제공한다.The present invention provides an anticancer adjuvant composition comprising an OPA3 (optic atrophy 3) protein or a polynucleotide encoding the protein as an active ingredient.

또한, 본 발명은 OPA3 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암제와 함께 개체 내에 투여하는 단계를 포함하는, 항암제의 암세포에 대한 세포사멸 증진 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method for enhancing apoptosis of cancer cells of an anticancer agent, comprising administering an OPA3 protein or a polynucleotide encoding the protein together with an anticancer agent in a subject.

본 발명은 OPA3 단백질이 세포 내 미토콘드리아의 분열과 결합 기작을 조절하고, 이를 통해, OPA3가 과발현된 암 세포에서 아폽토틱 자극에 의한 암 세포의 사멸이 더욱 민감하게 일어나게 하여 항암제를 단독 사용하는 경우에 비하여 아폽토시스 유발로 인한 항암치료에 현저한 상승효과를 가져오므로, OPA3 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암 보조용 조성물로 하여 항암제와 병용 투여함으로써 항암 치료에 있어 매우 효과적으로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 항암제의 투여량을 최소화하여 항암제의 과다 투여로 인한 부작용을 줄일 수 있다.
In the present invention, the OPA3 protein regulates the division and binding mechanism of the intracellular mitochondria, thereby making the death of cancer cells by apoptotic stimulation more sensitive to the OPA3 overexpressed cancer cells, when using an anticancer agent alone. Compared with the anticancer agent, OPA3 protein or polynucleotide encoding the same can be used in combination with an anticancer agent. By minimizing the dose, side effects from overdose of anticancer drugs can be reduced.

도 1은 미토콘드리아 형태에서 OPA3의 효과를 자궁 경부암 세포(HeLa 세포)에서 확인한 결과를 나타낸 그림이다:
A: 미토콘드리아 내 OPA3-myc과 Tom 20을 면역염색하여 나타낸 그림;
B: 대조군 세포와 OPA3-myc이 형질전환된 세포에서 미토콘드리아 형태의 분포를 나타낸 그래프;
C: FRAP 실험에서 대조군 세포와 OPA3-myc이 형질전환된 세포의 블리치 전 후 및 시간별 미토콘드리아 형광성 회복 효과를 나타낸 그림;
D: FRAP 실험에서 대조군 세포와 OPA3-myc이 형질전환된 세포의 미토콘드리아 형광성 회복 효과를 나타낸 그래프;
E: OPA3 siRNA 처리에 의해 OPA3 단백질의 발현 저해를 나타낸 웨스턴 블랏 결과 그림;
F: OPA3 siRNA 처리에 의한 미토콘드리아 형태의 분포를 나타낸 그래프;
G: OPA3 siRNA 처리에 의한 미토콘드리아 형태를 나타낸 그림; 및
H: FRAP 실험에서 대조군 siRNA와 OPA3 siRNA 세포의 미토콘드리아 형광성 회복 효과를 나타낸 그래프.
도 2는 미토콘드리아 절단화에서 미토콘드리아 분열 인자(DRP1 및 FIS1OPA3)와 OPA3의 상관관계를 확인한 결과를 나타낸 그림이다:
A: DRP1 K38A와 OPA3 단백질의 공동발현을 통한 미토콘드리아 형태 변화를 나타낸 그림;
B: DRP1 K38A와 OPA3 단백질의 공동발현을 통한 세포에서 미토콘드리아 형태의 분포를 나타낸 그래프;
C: Drp1 shRNA 및 Fis1 shRNA에 의해 세포 내 Drp1 및 Fis1 단백질의 발현 저해를 나타낸 웨스턴 블랏 결과 그림;
D: Drp1 shRNA 및 Fis1 shRNA에 의해 세포 내 미토콘드리아 형태 변화를 나타낸 그림;
E: 대조군 siRNA 처리에 의해 세포내 미토콘드리아 형태 변화를 나타낸 그림; 및
F: OPA3 siRNA 처리에 의해 세포내 미토콘드리아 형태 변화를 나타낸 그림.
도 3은 OPA3의 Staurosporin 자극에 대한 세포 사멸 민감도 증강 효과를 자궁 경부암 세포에서 확인한 결과를 나타낸 그림이다:
A: Staurosporine 자극이 없는 상태에서 OPA3, OPA3(G93S)를 형질전환한 세포의 미토콘드리아 내 cytochrome c 방출을 나타낸 그림;
B: Staurosporine 자극 상태에서 OPA3, OPA3(G93S)를 형질전환한 세포의 미토콘드리아 내 cytochrome c 방출을 나타낸 그림; 및
C: Staurosporine 자극 유무 상태에서 OPA3, OPA3(G93S)를 형질전환한 세포의 미토콘드리아 내 cytochrome c 방출을 나타낸 그래프.
도 4는 OPA3의 TRAIL 자극에 대한 세포 사멸의 민감도 증강 효과 및 OPA3 siRNA 처리에 의한 세포 사멸 억제효과를 자궁 경부암 세포에서 확인한 결과를 나타낸 그림이다:
A: OPA3에 TRAIL 자극 상태에서 미토콘드리아 형태 변화 및 cytochrome c 방출을 나타낸 그림;
B: OPA3에 TRAIL 자극 상태에서 cytochrome c 방출을 비교하여 나타낸 그래프;
C: OPA3에 TRAIL 자극 상태에서 미토콘드리아 형태 변화 및 Bax의 위치 변화를 나타낸 그림;
D: OPA3에 TRAIL 자극 상태에서 Bax의 위치 변화를 비교하여 나타낸 그래프;
E: OPA3에 TRAIL 자극 상태에서 Caspase 3, PARP1 및 actin의 단백질 절단화를 웨스턴 블랏 분석으로 확인한 그림; 및
F: OPA3 siRNA 처리에 의한 시간별 cytochrome c 방출 저해 효과를 나타낸 그래프.
도 5는 OPA3의 미토콘드리아 내 위치를 확인한 결과를 나타낸 그림이다.
A: 세포질과 미토콘드리아 내 OPA3, Tom20, OPA1 및 PLC-γ의 위치를 확인한 웨스턴 블랏 분석 결과 그림;
B: 세포질과 미토콘드리아 내 FLAG-OPA3, Tom20, OPA1 및 Drp1의 위치를 확인한 웨스턴 블랏 분석 결과 그림;
C: HeLa 세포 및 Cos7 세포 내 OPA3-myc와 cytochrome c의 위치를 확인한 그림;
D: HeLa 세포 내 프로티네이즈 K 처리에 의한 OPA3, Tom 20, OPA1 단백질 분해를 웨스턴 블랏 분석으로 확인한 그림;
E: OPA3-YFP 형질전환 세포 내 프로티네이즈 K 처리에 의한 OPA3-YFP, Tom 20, OPA1 단백질 분해를 웨스턴 블랏 분석으로 확인한 그림;
F: [35S]가 표지된 OPA3와 반응된 미토콘드리아에 트립신 처리 후, 상등액과 펠렛을 분리하여 35S가 표지된 OPA3를 웨스턴 블랏 분석으로 확인한 그림;
G: 0.1M 탄산나트륨 처리에 의한 막 분획물에서 내재성 OPA3, FLAG-OPA3 및 Drp1의 위치를 웨스턴 블랏 분석으로 확인한 그림; 및
H: 미토콘드리아 외막 내 OPA3 위치 확인을 위한 차등 투과 시험 결과를 나타낸 그림.
도 6은 OPA3 단백질의 소수성 부분에 의한 미토콘드리아 절단화를 확인한 결과를 나타낸 그림이다.
A: OPA3 단백질의 결실 돌연변이 종류 및 구조를 나타낸 표;
B: OPA3 단백질의 결실 돌연변이의 미토콘드리아 형태 변화를 나타낸 그림;
C: OPA3 단백질 아미노산의 소수성 부분을 나타낸 그래프;
D: 정상 OPA3 및 OPA3 소수성 부분 결실 돌연변이체의 미토콘드리아 형태의 분포를 비교하여 나타낸 그래프;
E: 정상 OPA3 및 OPA3 소수성 부분 결실 돌연변이체의 미토콘드리아 형태를 나타낸 그림; 및
F: 정상 OPA3 및 OPA3 소수성 부분 결실 돌연변이체에 프로티네이즈 K 처리에 의한 결과를 웨스턴 블랏 분석으로 확인한 그림.
도 7은 OPA3 스플라이싱 변이체간 미토콘드리아의 형태 변화를 비교한 결과를 나타낸 그림이다.
Figure 1 shows the results of confirming the effect of OPA3 in cervical cancer cells (HeLa cells) in the mitochondrial form:
A: Immunostaining of OPA3-myc and Tom 20 in mitochondria;
B: graph showing the distribution of mitochondrial morphology in control cells and cells transformed with OPA3-myc;
C: Figure showing mitochondrial fluorescent recovery effect before and after bleaching of control cells and OPA3-myc transformed cells in FRAP experiment;
D: Graph showing mitochondrial fluorescent recovery effect of control cells and OPA3-myc transformed cells in FRAP experiment;
E: Western blot results showing inhibition of expression of OPA3 protein by OPA3 siRNA treatment;
F: graph showing distribution of mitochondrial morphology by OPA3 siRNA treatment;
G: mitochondrial morphology by OPA3 siRNA treatment; And
H: Graph showing mitochondrial fluorescent recovery effect of control siRNA and OPA3 siRNA cells in FRAP experiment.
Figure 2 shows the results of correlation between mitochondrial cleavage factors (DRP1 and FIS1OPA3) and OPA3 in mitochondrial cleavage:
A: mitochondrial morphological changes through co-expression of DRP1 K38A and OPA3 protein;
B: graph showing the distribution of mitochondrial morphology in cells via co-expression of DRP1 K38A and OPA3 protein;
C: Western blot results showing inhibition of expression of Drp1 and Fis1 proteins intracellularly by Drp1 shRNA and Fis1 shRNA;
D: Figure showing changes in mitochondrial morphology in cells by Drp1 shRNA and Fis1 shRNA;
E: Figure showing intracellular mitochondrial morphology by control siRNA treatment; And
F: Figure showing changes in intracellular mitochondrial morphology by OPA3 siRNA treatment.
3 is a diagram showing the results of confirming the effect of apoptosis sensitivity on the staurosporin stimulation of OPA3 in cervical cancer cells:
A: A diagram showing cytochrome c release in mitochondria of cells transformed with OPA3 and OPA3 (G93S) without Staurosporine stimulation;
B: Figure showing cytochrome c release in mitochondria of cells transformed with OPA3 and OPA3 (G93S) under Staurosporine stimulation; And
C: Graph showing cytochrome c release in mitochondria of cells transformed with OPA3 and OPA3 (G93S) with and without Staurosporine stimulation.
Figure 4 shows the results of confirming the effect of enhancing the sensitivity of apoptosis to TRAIL stimulation of OPA3 and the effect of inhibiting cell death by OPA3 siRNA treatment in cervical cancer cells:
A: Figure showing mitochondrial morphology and cytochrome c release in TRAIL-stimulated state on OPA3;
B: graph comparing cytochrome c release in TRAIL stimulated state to OPA3;
C: Figure showing mitochondrial morphology change and Bax position change in TRAIL stimulated state in OPA3;
D: Graph showing the change in position of Bax in TRAIL stimulus state to OPA3;
E: Western blot analysis of protein cleavage of Caspase 3, PARP1 and actin in TRAIL-stimulated state on OPA3; And
F: Graph showing the effect of inhibition of cytochrome c release over time by OPA3 siRNA treatment.
5 is a diagram showing the results of confirming the position in the mitochondria of OPA3.
A: Western blot analysis showing the location of OPA3, Tom20, OPA1 and PLC-γ in the cytoplasm and mitochondria;
B: Western blot analysis showing the location of FLAG-OPA3, Tom20, OPA1 and Drp1 in the cytoplasm and mitochondria;
C: Figure showing the location of OPA3-myc and cytochrome c in HeLa cells and Cos7 cells;
D: Figure confirming OPA3, Tom 20, OPA1 protein degradation by Protease K treatment in HeLa cells by Western blot analysis;
E: OPA3-YFP, Tom 20, OPA1 protein degradation by proteinase K treatment in OPA3-YFP transformed cells was confirmed by Western blot analysis;
F: After trypsin treatment of mitochondria reacted with [ 35 S] -labeled OPA3, the supernatant and pellets were separated and confirmed by Western blot analysis of 35S-labeled OPA3;
G: Western blot analysis of the locations of endogenous OPA3, FLAG-OPA3 and Drp1 in membrane fractions treated with 0.1 M sodium carbonate; And
H: Figure showing the results of the differential permeation test to confirm the position of OPA3 in the mitochondrial envelope.
Figure 6 shows the results of confirming mitochondrial cleavage by the hydrophobic portion of the OPA3 protein.
A: table showing the type and structure of deletion mutations of the OPA3 protein;
B: mitochondrial morphology change of deletion mutation of OPA3 protein;
C: graph showing hydrophobic portion of OPA3 protein amino acid;
D: graph comparing the distribution of mitochondrial forms of normal OPA3 and OPA3 hydrophobic partial deletion mutants;
E: mitochondrial morphology of normal OPA3 and OPA3 hydrophobic partial deletion mutants; And
F: Figure confirmed by Western blot analysis of the results of proteinase K treatment on normal OPA3 and OPA3 hydrophobic partial deletion mutants.
Figure 7 shows the results of comparing the morphological changes of mitochondria between OPA3 splicing variants.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 OPA3(optic atrophy 3) 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 항암 보조용 조성물을 제공한다.The present invention provides an anticancer adjuvant composition comprising an OPA3 (optic atrophy 3) protein or a polynucleotide encoding the protein as an active ingredient.

상기 OPA3 단백질은 포유동물, 바람직하게는 사람으로부터 기원하는 단백질일 수 있으며, 가장 바람직하게는 서열 번호 1로 기재되는 특징을 가지는 단백질일 수 있고, 본 발명에 사용된 OPA3 단백질은 상기 서열로부터 유전공학적 방법으로 제조할 수 있다(Park et al., J. Biol. Chem. 274: 16673-16676, 1999). The OPA3 protein may be a protein originating from a mammal, preferably a human, most preferably a protein having the characteristics set forth in SEQ ID NO: 1, and the OPA3 protein used in the present invention may be genetically engineered from the sequence. (Park et al., J. Biol. Chem. 274: 16673-16676, 1999).

상기 OPA3 단백질은 스타우로스포린(Staurosporine) 또는 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)과 함께 투여되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 일반적으로 세포 사멸로 인한 항암 효과를 지니는 항암제라면 어느 것이든 사용 가능하다.The OPA3 protein is preferably characterized in that it is administered with Staurosporine (Staurosporine) or TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), but is not limited thereto, and in general, it is an anticancer agent having an anticancer effect due to cell death Either can be used.

상기 암은 폐암, 위암, 대장암, 간암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 피부 또는 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 항문부근암, 결장암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병, 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관 암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, CNS 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간신경교종 및 뇌하수체 선종과 같은 고형암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 더 바람직하게는 위암, 폐암, 자궁암, 피부암, 간암, 유방암, 난소암 및 방광암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있으며, 가장 바람직하게는 자궁암일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
The cancer may include lung cancer, stomach cancer, colon cancer, liver cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, head or neck cancer, skin or intraocular melanoma, uterine cancer, ovarian cancer, rectal cancer, anal muscle cancer, colon cancer, breast cancer, fallopian tube carcinoma, endometrial carcinoma Cervical carcinoma, vaginal carcinoma, vulvar carcinoma, Hodgkin's disease, esophageal cancer, small intestine cancer, endocrine gland cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, soft tissue sarcoma, urethral cancer, penis cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma And bladder cancer, kidney or ureter cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, CNS tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, solid cancer, such as brainstem glioma and pituitary adenoma, and more preferably May be any one selected from the group consisting of gastric cancer, lung cancer, uterine cancer, skin cancer, liver cancer, breast cancer, ovarian cancer and bladder cancer, and most preferably may be uterine cancer. Not limited.

본 발명의 실시예에서, 서열 번호 1의 아미노산 서열로 기재되는 OPA3 cDNA(NP-079412)를 PCR로 증폭하여 벡터내로 삽입함으로써 OPA3 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터를 제조하고, 이를 세포 내로 형질전환하여 세포 내에서 OPA3 단백질이 미토콘드리아 형태에 변화를 주는지 확인하기 위하여, 면역염색을 수행하여 관찰하였고, 그 결과, HeLa 세포에서 발현된 C-말단에 myc-태깅된 OPA3(OPA3-myc)는 미토콘드리아 마커 단백질인 Tom 20과 함께 위치해 있고(도 1의 A 참조), OPA3-myc이 형질전환된 HeLa 세포는 광범위한 미토콘드리아 절단화에 따른 비정상적 미토콘드리아 형태를 자주 보여주는 반면(도 1의 Aii 참조), 대조군으로 myc-벡터를 형질전환한 세포의 대부분은 정상 형태의 미토콘드리아를 띄어 각 세포에 짧거나 긴 형태의 미토콘드리아가 있음을 확인하여(도 1의 B 참조), OPA3 단백질이 미토콘드리아의 절단화를 유도한다는 것을 확인하였다.In an embodiment of the present invention, a recombinant expression vector comprising the OPA3 gene is prepared by transforming OPA3 cDNA (NP-079412) described by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 into a vector by PCR, and transforming the same into a cell. In order to confirm whether the OPA3 protein changes the mitochondrial morphology in cells, immunostaining was performed, and as a result, OPA3 (OPA3-myc), which was myc-tagged at the C-terminus expressed in HeLa cells, was a mitochondrial marker protein. HeLa cells, which were co-located with Tom 20 (see FIG. 1A) and transformed with OPA3-myc, frequently showed abnormal mitochondrial morphology following extensive mitochondrial cleavage (see Aii in FIG. 1), while myc- as a control. Most of the cells transformed with the vector had a mitochondria of normal form, confirming that each cell had a short or long form of mitochondria (FIG. 1B). It was confirmed that OPA3 protein induces cleavage of mitochondria.

또한, HeLa 세포에서 OPA3로 유도된 미토콘드리아 절단화를 정량화하고, 미토콘드리아 결합을 측정하기 위하여 FRAP(fluorescence recovery after photobleaching)을 수행하였고, 그 결과, 대조군 세포에서 단백질(mito-YFP)의 형광성은 미토콘드리아의 블리치된 부분에서 빠르게 회복된 반면, OPA3-myc이 형질전환된 세포에서 블리치된 부분의 형광성 회복은 현저히 저해되었고(도 1의 C 및 D 참조), 이를 통해, OPA3 단백질의 다량발현은 미토콘드리아의 절단화를 유도한다는 것을 재확인하였다.In addition, fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) was performed to quantify OPA3-induced mitochondrial cleavage in HeLa cells and to measure mitochondrial binding. As a result, the fluorescence of the mitochondrial protein (mito-YFP) in control cells was determined. Fast recovery in the bleached portion, while fluorescence recovery of the bleached portion in cells transformed with OPA3-myc was significantly inhibited (see C and D in FIG. 1), whereby the high expression of OPA3 protein resulted in cleavage of mitochondria. It reaffirmed that it induces anger.

또한, 미토콘드리아 형태에서 OPA3의 효과를 더 확실히 알아보기 위하여, 특이적 작은 간섭 RNA(small interfering RNA; siRNA; 156i, 157i 및 158i)를 고안하고, 이를 형질전환하여 OPA3 단백질의 양이 현저히 감소하여 OPA3 siRNA로 인해 내재성 OPA3 단백질의 발현이 저해되었음을 확인하였고(도 1의 E 참조), 대조군 siRNA가 형질전환된 HeLa 세포에서 미토콘드리아의 ~40%에서 길어진 미토콘드리아의 형태를 보였고, 작은 분획물(6.5±2.2%)은 짧은 형태를 나타낸 반면(도 1의 F 및 G 참조), 대부분의 OPA3가 녹다운(knockdown)된 HeLa 세포가 더욱 길어진 관상형 미토콘드리아를 가지고 있음을 확인하여, OPA3 단백질의 녹다운(knockdown)은 미토콘드리아의 형태를 길게 변화시키는 것을 확인하였다.In addition, to more clearly determine the effect of OPA3 on mitochondrial morphology, a specific small interfering RNA (siRNA; 156i, 157i and 158i) was devised and transformed to significantly reduce the amount of OPA3 protein resulting in OPA3. It was confirmed that siRNA inhibited the expression of endogenous OPA3 protein (see E in FIG. 1), and control siRNA showed a mitochondrial morphology elongated at ˜40% of mitochondria in transformed HeLa cells, and a small fraction (6.5 ± 2.2 %) Shows a short morphology (see F and G in FIG. 1), while knocking down the OPA3 protein confirms that most of the HeLa cells knocked down OPA3 have longer coronary mitochondria. It was confirmed that the morphology of the mitochondria was changed long.

본 발명의 또 다른 실시예에서, OPA3로 유도되는 미토콘드리아 절단화가 미토콘드리아 분열 인자로 알려진 다이나민-연관 단백질(dynamin-related protein; DRP) 1의 활성에 의존적인지를 확인하기 위하여, OPA3(OPA3-YFP)와 DRP1 K38A(myc-DRP1 K38A)를 함께 공동형질전환한 후, 면역 염색을 통하여 미토콘드리아의 형태를 관찰하였고, 그 결과, 대조군인 mito-YFP가 형질전환된 세포는 절단화된 미토콘드리아에 비해 상호 연결된 미토콘드리아가 높게 관찰되고, myc-DRP1 k38A가 형질전환된 세포는 미토콘드리아의 절단화를 유도하지 못한 반면, OPA3-YFP가 형질전환된 세포는 myc-DRP1 k38A의 유무에 관계없이, 미토콘드리아의 절단화를 유도함을 확인하였다(도 2의 A 및 B 참조). In another embodiment of the present invention, to determine whether OPA3 induced mitochondrial cleavage is dependent on the activity of dynamin-related protein (DRP) 1, known as mitochondrial cleavage factor, OPA3 (OPA3-YFP). ) And DRP1 K38A (myc-DRP1 K38A) were co-transformed together, and the mitochondrial morphology was observed by immunostaining. As a result, mito-YFP transformed cells were compared with the mitochondria. High levels of linked mitochondria were observed and cells transformed with myc-DRP1 k38A did not induce mitochondrial cleavage, whereas cells transfected with OPA3-YFP had or without myc-DRP1 k38A. It was confirmed to induce (see A and B of Figure 2).

또한, RNA 간섭을 이용하여 DRP1 또는 피션(fission; FIS) 1을 녹다운(knockdown)시켰을 때, OPA3에 의한 미토콘드리아 절단화에 영향이 있는지 확인하기 위하여, 단백질 발현 정도와 미토콘드리아의 형태 변화를 관찰하였고, 그 결과, Drp1 shRNA/Fis1 shRNA를 세포 내로 도입시켰을 때, 각 단백질의 발현이 저해됨을 웨스턴 블랏을 통해 확인하였고(도 2의 C), DRP1/Fis1 shRNA와 OPA3-YFP가 공동형질전환시켰을 때, OPA3에 의해 유도되는 미토콘드리아의 절단화에 영향을 주지 않음을 확인하였다(도 2의 D 참조). In addition, when knocking down DRP1 or Fission (FIS) 1 using RNA interference, the degree of protein expression and mitochondrial morphological changes were observed to determine whether there was an effect on mitochondrial cleavage by OPA3. As a result, when the Drp1 shRNA / Fis1 shRNA was introduced into the cells, it was confirmed by Western blot that the expression of each protein was inhibited (Fig. 2C), when DRP1 / Fis1 shRNA and OPA3-YFP cotransformed, It was confirmed that it did not affect the cleavage of mitochondria induced by OPA3 (see D in FIG. 2).

또한, DRP1/FIS1으로 매개되는 미토콘드리아 절단화에서 OPA3 녹다운(knockdown)으로 인한 효과를 확인하기 위해, HeLa 세포에 OPA3 siRNA와 YFP-DRP1 또는 YFP-FIS1을 함께 공동형질전환시킨 후, 미토콘드리아의 형태 변화를 관찰하였고, 그 결과, 대조군 siRNA와 DRP1/FIS1을 공동 형질전환한 경우, 미토콘드리아의 절단화 부위에서 큰 반점 형태의 YFP-DRP1이 증가되어 있고, YFP-FIS1의 과발현에 의해 광대한 미토콘드리아 절단화가 일어나 있음을 관찰하였다(도 2의 E). 이와 반대로, OPA3 siRNA와 DRP1/FIS1을 공동형질전환하여 OPA3를 녹다운(knockdown)시킨 경우, 아주 작은 반점 형태의 YFP-DRP1의 세포질 분포를 현저히 유도하였고, FIS1으로 유도된 미토콘드리아 절단화를 감소시킴을 확인하여(도 2의 F 참조), OPA3 단백질이 DRP1/FIS1 비의존적으로 미토콘드리아 분열에 관계하는 분열 인자임을 알 수 있다.In addition, to confirm the effect of OPA3 knockdown on mitochondrial cleavage mediated by DRP1 / FIS1, cotransformation of OPA3 siRNA with YFP-DRP1 or YFP-FIS1 in HeLa cells, followed by morphological changes in mitochondria. As a result, when co-transformation of the control siRNA and DRP1 / FIS1, large spot-like YFP-DRP1 was increased at the cleavage site of mitochondria, and extensive mitochondrial cleavage was caused by overexpression of YFP-FIS1. Was observed (E of FIG. 2). In contrast, knocking down OPA3 by cotransforming OPA3 siRNA and DRP1 / FIS1 significantly induced cytoplasmic distribution of very small spot YFP-DRP1 and reduced mitochondrial cleavage induced by FIS1. It can be seen (see F of FIG. 2) that the OPA3 protein is a cleavage factor related to mitochondrial cleavage independently of DRP1 / FIS1.

또한, OPA3의 외래 발현이 아폽토틱 자극의 유무에 따라 세포 사멸에 이르게 할 수 있는지 확인하기 위해, OPA3-YFP 또는 mito-YFP를 HeLa 세포에 형질전환하고, 사이토크롬 c 방출 및 미토콘드리아의 이중 내막의 막간 포텐셜(potential)을 확인하였고, 그 결과, OPA3 과발현에 기인하여 절단화된 미토콘드리아를 가지고 있는 세포는 정상 사이토크롬 c 분포(도 3의 A 참조)를 나타내고, TMRE 형광 강도가 농축되어 있어, OPA3 과발현만으로는 자발적 아폽토틱 세포 사멸을 유도하는데 충분하지 못함을 확인하였다. In addition, in order to confirm that exogenous expression of OPA3 can lead to cell death with or without apoptotic stimulation, OPA3-YFP or mito-YFP were transformed into HeLa cells, and cytochrome c release and mitochondrial double lining The intercalation potential was confirmed, and as a result, cells with mitochondria cleaved due to OPA3 overexpression showed normal cytochrome c distribution (see FIG. 3A), and TMRE fluorescence intensity was concentrated, resulting in OPA3 Overexpression alone was not sufficient to induce spontaneous apoptotic cell death.

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서 아폽토틱 자극이 있는 상태에서 OPA3의 아폽토틱 효과를 확인하기 위하여, 스타우로스포린(staurosporine)으로 아폽토시스를 유도한 상태에서 OPA3를 처리하여 아폽토틱 세포 사멸 변화 정도를 확인하였고, 그 결과, OPA3의 외래 발현에서 스타우로스포린(staurosporine; STS)을 함께 처리했을 때, Mito-YFP(22.6±2.1%, 도 3의 B 및 C)가 형질전환된 세포에 비해, OPA3-YFP(41.0±1.2%)가 형질전환된 세포에서 미토콘드리아로부터 세포질로 사이토크롬 c의 재분배가 현저히 증가하였고, 이를 통해, OPA3로 유도된 미토콘드리아 절단화는 STS로 아폽토틱 자극을 가할 경우, 그 민감도가 증가됨을 확인하였다. 하지만, 환자의 OPA3 돌연변이, OPA3(G93S)가 형질전환된 HeLa 세포의 세포질에서는 외부의 아폽토틱 자극을 주지 않았음에도 사이토크롬 c가 확인되었고(도 3의 A 내지 C 참조), 야생형 OPA3의 과발현에 의해 유도되는 미토콘드리아 절단화와 비교해 볼 때, OPA3(G93S)-YFP가 형질전환된 세포는 광범위한 미토콘드리아 절단화를 유도하였다.In addition, in a specific embodiment of the present invention, in order to confirm the apoptotic effect of OPA3 in the presence of apoptotic stimulation, the degree of apoptotic cell death was changed by treating OPA3 in the state of inducing apoptosis with staurosporine. As a result, when treated with staurosporine (STS) in the outpatient expression of OPA3, OPA3 compared to cells transfected with Mito-YFP (22.6 ± 2.1%, B and C in Fig. 3) In the cells transformed with -YFP (41.0 ± 1.2%), the redistribution of cytochrome c from the mitochondria to the cytoplasm was remarkably increased, indicating that the sensitivity of OPA3-induced mitochondrial cleavage when subjected to apoptotic stimulation with STS It was confirmed that is increased. However, cytochrome c was identified in the cytoplasm of HeLa cells transfected with OPA3 mutation, OPA3 (G93S) of the patient, even without external apoptotic stimulation (see A to C in FIG. 3), and overexpression of wild type OPA3. Compared to mitochondrial cleavage induced by, OPA3 (G93S) -YFP transformed cells induced a wide range of mitochondrial cleavage.

또한, TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)로 아폽토시스를 유도한 상태에서 OPA3를 처리하여 아폽토틱 세포 사멸 변화 정도를 확인하였고, 그 결과, OPA3의 외래 발현에서 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)을 함께 처리했을 때, OPA3-YFP가 형질전환된 세포에서 mito-YFP가 형질전환된 세포(43.2±1.2%; 도 4의 A 및 B)와 비교하여, 미토콘드리아에서 세포질로 사이토크롬 c의 재분배가 더 많이 유도되었다(85.8±1.2%; 도 4의 A 및 B 참조). 미토콘드리아의 아폽토시스 조절 단백질인 Bax 단백질의 이동(도 4의 C 및 D 참조), 카스페아제-3 활성 및 PARP의 절단(도 4의 E 참조)을 확인한 실험에서도 일관된 결과를 얻었다. In addition, OPA3 was treated with TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand) to induce apoptosis and confirmed the degree of change in apoptotic cell death. ), The redistribution of cytochrome c into the cytoplasm in the mitochondria compared to mito-YFP-transformed cells (43.2 ± 1.2%; A and B in FIG. 4) in OPA3-YFP-transformed cells More was induced (85.8 ± 1.2%; see A and B in FIG. 4). Consistent results were also obtained from experiments confirming the migration of Bax protein (see C and D in FIG. 4), caspase-3 activity and cleavage of PARP (see E in FIG. 4), an apoptosis regulatory protein of mitochondria.

또한, 아폽토시스 민감도에서 OPA3의 확실한 역할을 증명하기 위해서, OPA3-knockdown HeLa 세포에서 STS 처리에 의해 방출되는 사이토크롬 c를 측정하였다. OPA3 knockdown은 STS에 의한 사이토크롬 c의 방출을 현저히 감소시켰고, 이를 통해 OPA3가 파괴되면 아폽토틱 세포 사멸이 저해됨을 확인하였다(도 4의 F 참조).In addition, cytochrome c released by STS treatment in OPA3-knockdown HeLa cells was measured to demonstrate a clear role of OPA3 in apoptosis sensitivity. OPA3 knockdown significantly reduced the release of cytochrome c by STS, confirming that the destruction of OPA3 inhibited apoptotic cell death (see FIG. 4F).

따라서, OPA3 과발현만으로는 자발적 아폽토틱 세포 사멸을 유도하는데 충분하지 못하지만, OPA3는 STS 또는 TRAIL과 같은 아폽토틱 자극에 의한 아폽토시스의 민감도는 현저하게 증가시키는 것을 확인하였다.Thus, OPA3 overexpression alone was not sufficient to induce spontaneous apoptotic cell death, but OPA3 was found to significantly increase the sensitivity of apoptosis by apoptotic stimulation such as STS or TRAIL.

또한, OPA3의 미토콘드리아 내 위치를 확인하기 위하여, 세포 기관을 분리하고 그 결과, 내재성 OPA3 또는 외적으로 도입된 OPA3 모두가 미토콘드리아 분획물에서는 확인되었으나, 세포질 분획물에서는 확인되지 않았다. 또한, HeLa 세포(도 5의 C, 윗 그림 참조) 및 COS 7 세포(도 5의 C, 아래 그림 참조)에서 OPA3-myc 및 FLAG-OPA3가 사이토크롬 c 및 Tom 20과 같은 미토콘드리아 단백질과 같은 위치에 있음을 확인하였다.In addition, in order to confirm the position of the OPA3 in the mitochondria, the organelles were separated, and as a result, both endogenous OPA3 or externally introduced OPA3 were identified in the mitochondrial fraction, but not in the cytoplasmic fraction. In addition, the position of OPA3-myc and FLAG-OPA3 in HeLa cells (C of FIG. 5, see above) and COS 7 cells (FIG. 5, see below) are mitochondrial proteins such as cytochrome c and Tom 20. It was confirmed that the.

또한, OPA3가 미토콘드리아 외막 또는 미토콘드리아 내막 중 어느 막에 위치하는지 알아보기 위하여, 미토콘드리아 분획물에 프로티네이즈 K를 처리하여 확인하였고, 그 결과, 미토콘드리아 내막 단백질인 OPA1은 삼투압 충격을 가했을 때만, 프로티네이즈 K에 의해 분해된 반면, 내재성 OPA3 및 미토콘드리아 외막 단백질인 Tom 20은 삼투압 충격을 가하지 않은 상태에서도 프로티네이즈 K에 의해 분해되었으며, 이를 통해 OPA3가 미토콘드리아 외막에 위치하고 있음을 확인하였다(도 5의 D 참조). In addition, in order to determine whether OPA3 is located in the mitochondrial outer membrane or the mitochondrial inner membrane, the mitochondrial fractions were identified by treatment with Protease K. As a result, the mitochondrial inner membrane protein OPA1 was produced only when osmotic shock was applied. While degraded by K, Tom 20, an endogenous OPA3 and mitochondrial outer membrane protein, was degraded by proteinase K even without osmotic shock, thereby confirming that OPA3 is located in the mitochondrial outer membrane (FIG. 5). See D).

또한, ATP 재생 시스템에서 미토콘드리아의 수송을 확인하기 위하여 미토콘드리아 수송 실험을 수행하였고, 그 결과, [35S]가 표지된 OPA3와 반응된 미토콘드리아에 트립신(trypsin)을 처리하면 [35S]가 표지된 OPA3가 검출되지 않음을 확인하였으며, OPA3-YFP(도 5의 E 참조), FLAG-OPA3 및 OPA3-myc을 이용한 실험에서도 유사한 결과를 얻을 수 있었다(도 5의 F 참조). In addition, mitochondrial transport experiments were performed to confirm the transport of mitochondria in the ATP regeneration system. As a result, [ 35 S] was labeled when trypsin was treated to mitochondria reacted with OPA3 labeled [ 35 S]. It was confirmed that OPA3 was not detected, and similar results were obtained in experiments using OPA3-YFP (see FIG. 5E), FLAG-OPA3 and OPA3-myc (see FIG. 5F).

또한, 프로티네이즈(Proteinase) K(Sigma)에 의해 분해된 OPA3가 미토콘드리아 외막의 주변부에 위치하는지, 끼어들어가 있는지 확인하기 위하여, 미토콘드리아 주변에 부착된 단백질까지 추출할 수 있는 높은 pH의 탄산나트륨을 이용하였고, 그 결과, 미토콘드리아 외막 표면에 존재하는 주변부 단백질로 알려진 DRP1은 알칼리를 처리하여 얻어졌지만, 내재성 OPA3 및 FLAG-OPA3는 대조군 완충 용액과 0.1 M 탄산나트륨(Na2CO3)을 함께 처리한 막 분획물에서 침전되었고(도 5의 G 참조), 이를 통해, OPA3가 미토콘드리아 외막에 위치한 막내 단백질임을 확인하였다.In addition, in order to check whether OPA3 decomposed by Proteinase K (Sigma) is located at the periphery of the mitochondrial outer membrane and is interrupted, a high pH sodium carbonate that can extract proteins attached to the mitochondria is used. As a result, DRP1, known as a peripheral protein present on the surface of the mitochondrial outer membrane, was obtained by treating with alkali, while endogenous OPA3 and FLAG-OPA3 were treated with a control buffer solution and 0.1 M sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) together. Precipitated in the fractions (see G in Figure 5), through which it was confirmed that OPA3 is an intramembrane protein located in the mitochondrial outer membrane.

또한, 미토콘드리아 내 기능에서 OPA3의 역할을 설명하기 위해서는 미토콘드리아 외막에서 OPA3의 토폴로지(topology)를 이해하는 것이 중요하기 때문에, 이를 위해 다양한 농도의 원형질 막 및 미토콘드리아 외막을 선택적으로 파괴하는 디지토닌(digitonin; Calbiochem)을 이용한 차등 투과 시험(differential permeabilization technique)을 수행하였고, 그 결과, 5 ug/ml의 디지토닌을 처리한 HeLa 세포에서(도 5의 H), 세포질에 노출된 Tom 20은 면역염색되었지만, 미토콘드리아 막간 공간에 위치한 시토크롬 c는 검출되지 않았다. HeLa 세포에 12 ug/ml의 디지토닌을 처리한 경우에는 시토크롬 c 및 Tom 20이 모두 검출되었다. 5 ug/ml의 디지토닌을 처리한 후, 미토콘드리아에서 OPA3-myc 단백질은 C-말단에 결합된 myc 태그에 대한 항체를 이용했을 때 검출되었지만, 같은 조건하에서 세포질에 노출된 OPA3의 C-말단에서 확인되는 시토크롬 c는 검출되지 않았다. N-말단에 결합된 FLAG에 대한 항체에 의한 FLAG-OPA3 면역염색과 시토크롬 c의 면역염색은 12 ug/ml의 디지토닌을 처리했을 때만 양성으로 나타났다. In addition, it is important to understand the topology of OPA3 in the mitochondrial envelope to explain the role of OPA3 in its function in the mitochondria, for this purpose, digitonin, which selectively destroys various concentrations of plasma membrane and mitochondrial envelope, Differential permeabilization techniques were performed using Calbiochem, and as a result, in HeLa cells treated with 5 ug / ml of digittonin (FIG. 5H), Tom 20 exposed to the cytoplasm was immunostained, Cytochrome c located in the mitochondrial interstitial space was not detected. When HeLa cells were treated with 12 ug / ml of digitone, both cytochrome c and Tom 20 were detected. After treatment with 5 ug / ml of Digitonin, OPA3-myc protein in mitochondria was detected when using an antibody against a myc tag bound to the C-terminus, but at the C-terminus of OPA3 exposed to the cytoplasm under the same conditions. Identified cytochrome c was not detected. FLAG-OPA3 immunostaining and cytochrome c immunostaining by antibodies to FLAG bound to the N-terminus were positive only when treated with 12 ug / ml of digitotonin.

따라서, 이러한 결과를 통하여 OPA3의 N-말단 및 C-말단이 각각 막 사이 공간 및 세포질에 노출되어 미토콘드리아 외막에 끼어들어가 있음을 확인하였다.Thus, these results confirm that the N-terminus and C-terminus of OPA3 are intercalated into the mitochondrial outer membrane due to exposure to the intercellular space and cytoplasm.

또한, OPA3의 미토콘드리아 표적 서열을 확인하기 위하여, N-말단에 YFP가 결합된 OPA3의 NRIK 결실 돌연변이의 위치 확인을 위한 실험을 수행하였고, 그 결과, 전장의 OPA3-YFP가 미토콘드리아 대조군으로 DsRed-Mito를 사용한 HeLa 세포 내 미토콘드리아에 위치하고 있음을 확인하였고, OPA3(△NRIK)-YFP 또한예상과 달리 미토콘드리아에 위치하고 있음을 확인하여, 이를 통해, N-말단의 NRIKE 서열은 OPA3의 미토콘드리아 표적에 중요하지 않음을 확인하였다. In addition, in order to confirm the mitochondrial target sequence of OPA3, an experiment was performed to locate the NRIK deletion mutation of OPA3 in which YFP was bound to the N-terminus. It was confirmed that located in the mitochondria in HeLa cells using, OPA3 (△ NRIK) -YFP also was found to be located in the mitochondria unlike expected, through which, N-terminal NRIKE sequence is not important to the mitochondrial target of OPA3 It was confirmed.

또한, OPA3 단백질에서 미토콘드리아를 표적화하는 도메인을 확인하기 위하여, TMHMM 서버(www.cbs.dtu.dk), DAS 막전위 예상 서버(www.sbc.su.se) 및 Kyte-Doolittle hydropathy plot 서버에 따른 예상되는 막-스패닝 조각으로 대표되는 아미노산 83-102와 일치하는 소수성 부분으로 추정되는 부분이 부족한 돌연변이를 포함한 몇 가지 결실 돌연변이를 제작하였고, 이를 세포에 형질전환하고 상기 세포에 대한 면역 염색을 수행하였다. 그 결과, OPA3(△83-102), OPA3(1-30) 및OPA3(1-105)를 포함한 C-말단이 줄어든 OPA3-YFP 돌연변이체들은 미토콘드리아에 위치하고 있지만, PA3, OPA3(20-179) 및OPA3(31-179)의 N-말달 결실 돌연변이는 세포질 내에서 확인되었다(도 6의 A 및 B). 따라서, OPA3의 N-말단의 30개의 잔기(residue)가 미토콘드리아 표적화를 위해 필요한 부분임을 확인하였다.In addition, to identify domains that target mitochondria in OPA3 proteins, the predictions according to TMHMM server (www.cbs.dtu.dk), DAS membrane potential prediction server (www.sbc.su.se) and Kyte-Doolittle hydropathy plot server Several deletion mutations were made, including mutations lacking a portion estimated to be hydrophobic, consistent with amino acids 83-102 represented by the resulting membrane-spanning fragments, which were transformed into cells and immunostained for the cells. As a result, C-terminally reduced OPA3-YFP mutants, including OPA3 (Δ83-102), OPA3 (1-30) and OPA3 (1-105), are located in the mitochondria, but PA3, OPA3 (20-179) And N-terminal deletion mutations in OPA3 (31-179) were identified in the cytoplasm (A and B in Figure 6). Thus, it was confirmed that 30 residues at the N-terminus of OPA3 are necessary parts for mitochondrial targeting.

또한, 미토콘드리아 형태에서 OPA3의 기능적 도메인을 확인하기 위하여 상기 제작된 돌연변이를 세포에 형질전환하고 상기 세포에 대한 면역 염색을 수행하였다. 그 결과, OPA3-YFP의 과발현은 미토콘드리아 절단화를 현저히 유도시키고, OPA3-YFP가 낮게 발현될 때도 미토콘드리아의 절단화가 유도되고, 소수성 부분(잔기 83-102)이 그대로 유지되는 OPA3의 C-말단이 결실된 돌연변이가 형질전환된 세포 또한 과도한 미토콘드리아 절단화를 나타내었다. 반대로, 소수성 부분이 부족한 OPA3 결실 돌연변이체인 OPA3(△83-102)가 형질전환된 세포는 미토콘드리아의 형태적 변화가 나타나지 않았다(도 6의 D 및 E 참조). OPA3(△83-102)-YFP가 미토콘드리아에 위치하고 있음에도 불구하고, 프로티네이즈 K 분석 결과에서 OPA3(△83-102)-YFP가 미토콘드리아 외막에 위치하는데 실패했음을 확인하였다. In addition, in order to identify the functional domain of OPA3 in the mitochondrial form, the prepared mutations were transformed into cells and immunostaining was performed on the cells. As a result, overexpression of OPA3-YFP significantly induces mitochondrial cleavage, induces mitochondrial cleavage even when OPA3-YFP is expressed low, and the C-terminus of OPA3 in which the hydrophobic moiety (residues 83-102) remains intact Cells transformed with deleted mutants also exhibited excessive mitochondrial cleavage. In contrast, cells transformed with OPA3 (Δ83-102), an OPA3 deletion mutant lacking hydrophobic moieties, did not show morphological changes in mitochondria (see FIGS. 6D and 6E). Although OPA3 (Δ83-102) -YFP was located in the mitochondria, the protease K analysis revealed that OPA3 (Δ83-102) -YFP failed to be located in the mitochondrial outer membrane.

따라서, 상기 결과를 통해, OPA3의 83-102 잔기가 OPA3의 미토콘드리아 절단화 및 미토콘드리아 외막 위치화에 필요한 부분이라는 것을 확인할 수 있다.Thus, the results indicate that 83-102 residues of OPA3 are necessary for mitochondrial cleavage and mitochondrial outer membrane localization of OPA3.

또한, 인간 OPA3는 81.7%의 아미노산 동일성을 가지고 있는 두 개의 스플라이싱 변이체(splicing variant; v1, NP_001017989 및 v2, NP_079412)가 있고, 본 발명에서 이용한 OPA3 변이체 2(NP_079412)의 93 잔기(G93)는 ADOA 환자의 OPA3에서는 돌연변이되어 있지만, OPA3 변이체 1(NP_001017989)에서는 변이되어 있지 않아 변이체 2(OPA3-v2)의 발현이 OPA3 변이체 1(OPA3-v1)의 발현과 같은 표현형을 나타내는지 확인하기 위하여 면역염색을 수행하였다. 그 결과, OPA3-v1-YFP는 미토콘드리아에서 Tom 20과 함께 위치하는 것으로 보이고, 과도한 미토콘드리아 절단화를 나타내었다(도 7 참조). In addition, human OPA3 has two splicing variants (v1, NP_001017989 and v2, NP_079412) having an amino acid identity of 81.7%, and the 93 residues (G93) of OPA3 variant 2 (NP_079412) used in the present invention. Is mutated in OPA3 of ADOA patients but not in OPA3 variant 1 (NP_001017989), so that expression of variant 2 (OPA3-v2) shows the same phenotype as that of OPA3 variant 1 (OPA3-v1). Immunostaining was performed. As a result, OPA3-v1-YFP appeared to be colocated with Tom 20 in the mitochondria and showed excessive mitochondrial cleavage (see FIG. 7).

따라서, 상기 결과를 통해 OPA3의 93번째 잔기의 돌연변이는 미토콘드리아 절단화에 필수적이지 않다는 것을 확인하였다.
Thus, the results confirm that mutation of the 93rd residue of OPA3 is not essential for mitochondrial cleavage.

본 발명에 따른 조성물은 항암제와 OPA3 단백질이 단일 조성물(single composition)의 형태로 제제화되거나 또는 개별적인 조성물(separate composition)의 형태로 제제화될 수 있고, 바람직하게는, 개별적인 조성물의 형태로 제제화될 수 있다. 본 발명에 따른 OPA3 단백질을 포함하는 조성물에 있어서, 항암제와 본 발명의 OPA3 단백질은 동시에(simultaneous), 개별적(separate) 또는 순차적(sequent ial)으로 투여될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물에 포함된 성분이 단일 조성물(single composition)로 되어 있는 경우에는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 조성물로 되어 있지 않을 경우에는 한 성분을, 다른 성분이 투여되기 전, 후 및/또는 다른 성분과 함께 동시에 투여될 수 있다. 상기 본 발명에 따른 조성물의 투여 순서 즉, 어떤 것을 어느 시점에서, 동시에, 개별적 또는 순차적으로 투여할 것 인지의 여부는 의사나 전문가에 의해 결정될 수 있다. 이러한 투여 순서는 많은 인자에 따라 달라질 수 있다. 바람직하게는, 단일 투여 단위로 제제화되지 않은 본 발명의 조성물의 경우, 본 발명의 조성물인 OPA3 단백질을 먼저 투여하고 항암제를 시간적 간격을 두고 투여한다. 보다 바람직하게는, OPA3 단백질은 투여 개시일부터 매일 투여하고, 항암제는 투여 개시일에 투여한 후 투여 개시일로부터 2일 내지 3일 간격으로 투여한다. 예를 들면, OPA3 단백질은 투여 개시부터 매일 1회 투여하고, 항암제를 투여 개시일, 투여 후 2일, 5일, 8일 및 11일에 5회 투여한다.The composition according to the invention may be formulated in the form of a single composition or the anticancer agent and the OPA3 protein in the form of a separate composition, preferably in the form of a separate composition. . In the composition comprising the OPA3 protein according to the present invention, the anticancer agent and the OPA3 protein of the present invention may be administered simultaneously, separately or sequentially. For example, if the components included in the composition of the present invention are in a single composition, they may be administered simultaneously. If the components are not in a single composition, one component may be administered before or after the other component is administered. And / or together with other ingredients. The order of administration of the composition according to the present invention, i.e., at which point in time, at the same time, individually or sequentially, may be determined by the physician or expert. This order of administration can vary depending on many factors. Preferably, for compositions of the invention that are not formulated in a single dosage unit, OPA3 protein, a composition of the invention, is administered first and the anticancer agent is administered at timed intervals. More preferably, the OPA3 protein is administered daily from the start of the administration, and the anticancer agent is administered at the start of the administration every two to three days after the start of administration. For example, OPA3 protein is administered once daily from the start of administration, and the anticancer agent is administered 5 times on the start of administration, 2 days, 5 days, 8 days and 11 days after administration.

본 발명에 따른 조성물은 상기와 같은 투여 순서로 전신계 또는 국소적으로 투여될 수 있으며, 투여 경로로는 비경구 투여가 될 수 있으며, 비경구 투여는 예를 들면, 정맥 내, 복강 내, 피하, 협측, 직장, 피부, 비강, 기관 및 기관지에 투여되거나 폐에 흡입될 수 있다. 바람직한 투여방식은 비경구 투여이며, 더욱 바람직하게는 정맥 내, 복강 주사 및 피하 투여이다. 또한, 본 발명에 따른 조성물이 상기와 같은 방법으로 투여되기 위해 약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함함으로써 적합한 형태로 제제화될 수 있다. 약학적으로 허용되는 담체로는 불활성 희석액 또는 충전제, 물 및 다양한 유기 용매가 포함된다. 상기 조성물은 필요한 경우 추가의 성분, 예를 들면 풍미제, 결합제 및 부형제 등을 함유할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 경구 투여용 담체, 예를 들면 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등을 포함할 수 있다. 추가로 비경구 투여용 담체로는 안정화제 및 보존제를 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton,PA, 1995). 바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물은 비경구 투여 형태로 예를 들면, 주사용 제제의 형태로 제제화 될 수 있다. 주사용 제제는 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁화제를 사용하여 당업계에 공지된 기술에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 식염수 또는 완충액에 용해시켜 주사용으로 제제화될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 OPA3 단백질은 미국특허 제5,478,860호에 개시된 바와 같은 올리브 오일 또는 해바라기 오일과 PEG가 결합된 지질을 혼합하여 미세 유상액으로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 OPA3 단백질은 일반적인 단백질 제제의 형태로 제형화될 수 있다. 예를 들면, OPA3 단백질 용액을 동결 건조 후 완충액으로 용해시킨 액상 형태의 제형 및 상기에 기재한 바와 같은 안정화제를 포함하는 액상 형태로 제형화 할 수 있다. 그러나, 본 발명의 효과를 보이는 한 그 제형, 투여 경로 및 투여 방법에 특별히 제한되지 아니한다 .The composition according to the present invention may be administered systemically or locally in the above-described order of administration, the route of administration may be parenteral administration, parenteral administration, for example, intravenous, intraperitoneal, subcutaneous It may be administered to the buccal, rectal, skin, nasal, tracheal and bronchus or inhaled into the lungs. Preferred modes of administration are parenteral administration, more preferably intravenous, intraperitoneal injection and subcutaneous administration. In addition, the compositions according to the invention can be formulated in a suitable form by further comprising a pharmaceutically acceptable carrier for administration in such a manner. Pharmaceutically acceptable carriers include inert diluents or fillers, water and various organic solvents. The composition may, if necessary, contain additional ingredients such as flavoring agents, binders, excipients, and the like. The composition according to the invention may comprise a carrier for oral administration, for example lactose, starch, cellulose derivatives, magnesium stearate, stearic acid and the like. Additionally, carriers for parenteral administration may include stabilizers and preservatives. Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite or ascorbic acid. Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-paraben and chlorobutanol. Other pharmaceutical carriers may be referred to those described in the following literature (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995). Preferably, the compositions according to the invention may be formulated in parenteral dosage forms, for example in the form of injectable preparations. Injectable formulations may be prepared according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents and suspending agents. For example, it may be formulated for injection by dissolution in saline or buffer. In particular, the OPA3 protein included in the composition according to the present invention may be prepared as a fine emulsion by mixing lipids with PEG or olive oil or sunflower oil as disclosed in US Pat. No. 5,478,860. In addition, the OPA3 protein included in the composition according to the present invention may be formulated in the form of a general protein preparation. For example, the OPA3 protein solution may be formulated in a liquid form comprising freeze-dried and dissolved in a buffer solution and a stabilizer as described above. However, the formulation, route of administration, and method of administration are not particularly limited as long as the effects of the present invention are shown.

본 발명에 따른 조성물에 포함되는 OPA3 단백질은 약 10mg/kg 내지 50mg/kg 용량으로 1일 1회 또는 수회 분할 투여될 수 있으며, 투여 개시일에 1회 또는 수회 분할 투여된 후 투여 개시일로부터 2일 내지 3일 간격으로 1회 또는 수회 분할 투여될 수 있다. 바람직하게는, 상기 OPA3 단백질은 약 25 mg/kg/일 내지 50mg/kg/일 용량으로 1일 1회 투여될 수 있으며, 투여된 후 투여 개시일로부터 2일 내지 3일 간격으로 1일 1회 투여될 수 있다. 그러나, 최종 투여량 및 투여 횟수는 약제의 특성, 그 투여 방식 및 경로, 환자의 상태, 연령, 체중, 성별, 증상의 본질 및 중증도 등을 고려하여 임상의 판단에 따라 필요한 범위에서 따라 조정될 수 있다. 한편, 항암제와 본 발명의 조성물인 OPA3 단백질, 두 종류의 화합물이 병용 투여될 때, 각 성분의 투여량은 상승 효과를 고려하여 암의 치료를 위해 단독으로 투여되는 경우의 통상적인 투여량의 약 70 내지 80%로 감소된 양일 수 있다.
The OPA3 protein included in the composition according to the present invention may be administered once or several times a day at a dose of about 10 mg / kg to 50 mg / kg, and may be administered once or several times at the start of administration, and then from 2 days to the start of administration. It may be administered once or in divided doses every three days. Preferably, the OPA3 protein may be administered once daily at a dose of about 25 mg / kg / day to 50 mg / kg / day, and once daily at intervals of two to three days from the start of administration. Can be. However, the final dose and frequency of administration may be adjusted as necessary to the clinical judgment, taking into account the characteristics of the drug, its mode and route of administration, the patient's condition, age, weight, sex, the nature and severity of the symptoms, and the like. . On the other hand, when an anticancer agent and OPA3 protein, which is a composition of the present invention, are administered in combination, the dosage of each component is about the usual dosage when administered alone for the treatment of cancer in consideration of the synergistic effect. The amount can be reduced to 70 to 80%.

또한, 본 발명은 OPA3 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암제와 함께 개체 내에 투여하는 단계를 포함하는, 항암제의 암세포에 대한 세포사멸 증진 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for enhancing apoptosis of cancer cells of an anticancer agent, comprising administering an OPA3 protein or a polynucleotide encoding the protein together with an anticancer agent in a subject.

상기 OPA3 단백질은 포유동물, 바람직하게는 사람으로부터 기원하는 단백질일 수 있으며, 가장 바람직하게는 서열 번호 1로 기재되는 특징을 가지는 단백질일 수 있고, 본 발명에 사용된 OPA3 단백질은 상기 서열로부터 유전공학적 방법으로 제조할 수 있다(Park et al., J. Biol. Chem. 274: 166673-166676, 1999). The OPA3 protein may be a protein originating from a mammal, preferably a human, most preferably a protein having the characteristics set forth in SEQ ID NO: 1, and the OPA3 protein used in the present invention may be genetically engineered from the sequence. It can be prepared by the method (Park et al., J. Biol. Chem. 274: 166673-166676, 1999).

상기 항암제는 스타우로스포린(Staurosporine) 또는 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 일반적으로 세포 사멸로 인한 항암 효과를 지니는 항암제라면 어느 것이든 사용 가능하다.The anticancer agent is preferably staurosporine or TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), but is not limited thereto. In general, any anticancer agent having an anticancer effect due to cell death may be used.

상기 암세포는 폐암, 위암, 대장암, 간암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 피부 또는 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 항문부근암, 결장암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병, 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관 암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, CNS 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간신경교종 및 뇌하수체 선종과 같은 고형암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 더 바람직하게는 위암, 폐암, 자궁암, 피부암, 간암, 유방암, 난소암 및 방광암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있으며, 가장 바람직하게는 자궁암일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
The cancer cells are lung cancer, stomach cancer, colon cancer, liver cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, head or neck cancer, skin or intraocular melanoma, uterine cancer, ovarian cancer, rectal cancer, anal muscle cancer, colon cancer, breast cancer, fallopian tube carcinoma, endometrial carcinoma Cervical carcinoma, vaginal carcinoma, vulvar carcinoma, Hodgkin's disease, esophageal cancer, small intestine cancer, endocrine gland cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, soft tissue sarcoma, urethral cancer, penis cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma And bladder cancer, kidney or ureter cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, CNS tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, solid cancer, such as brainstem glioma and pituitary adenoma, and more preferably May be any one selected from the group consisting of gastric cancer, lung cancer, uterine cancer, skin cancer, liver cancer, breast cancer, ovarian cancer and bladder cancer, and most preferably may be uterine cancer It is not limited to this.

본 발명자들은 OPA3 단백질이 미토콘드리아 외막(미토콘드리아 외막)의 결합 단백질이고, 세포 내 미토콘드리아의 분열과 결합 기작을 조절하는 중요한 역할을 수행할 뿐 아니라, 이러한 미토콘드리아 조절 기작을 통해, OPA3가 과발현된 암 세포에서 아폽토틱 자극에 의한 암 세포의 사멸이 더욱 민감하게 일어나 각 성분을 단독 사용하는 경우에 비하여 아폽토시스 유발로 인한 항암치료에 현저한 상승효과를 가져옴을 확인하였다.The present inventors found that OPA3 protein is a binding protein of the mitochondrial outer membrane (the mitochondrial outer membrane), and plays an important role in regulating the division and binding mechanisms of mitochondria in cells, and through these mitochondrial regulatory mechanisms, OPA3 is expressed in cancer cells overexpressed. It was confirmed that the death of cancer cells by apoptotic stimulation was more sensitive, resulting in a significant synergistic effect on chemotherapy due to apoptosis induction compared to the case of using each component alone.

따라서, 본 발명의 OPA3 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암제와 함께 개체 내에 투여하여 항암제의 암세포에 대한 세포 사멸을 증진할 수 있다.
Therefore, the OPA3 protein of the present invention or a polynucleotide encoding the protein can be administered together with an anticancer agent in an individual to enhance cell death of the anticancer agent against cancer cells.

이하, 본 발명을 실시예, 실험예 및 제조예에 의해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, Experimental Examples and Preparation Examples.

단, 하기 실시예, 실험예 및 제조예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예, 실험예 및 제조예에 한정되는 것은 아니다.
However, the following Examples, Experimental Examples and Preparation Examples are merely illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following Examples, Experimental Examples, and Preparation Examples.

<< 실시예Example 1>  1> OPA3OPA3 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터의 제조 Preparation of Recombinant Expression Vector Containing Genes

서열 번호 1의 아미노산 서열로 기재되는 OPA3 cDNA(NP-079412)를 PCR을 통하여 증폭한 후, EcoR1 및 Sal1 제한효소로 절단한 다음, pFLAG-CMV-6A 플라스미드(Sigma로부터 구입; 이후 FLAG-OPA3로 기재됨) 및 pCMV 3Taq4B 플라스미드(Stratagene으로부터 구입; 이후 OPA3-myc으로 기재됨)에 라이게이션(ligation)하였다. 야생형 OPA3, OPA3 결실 돌연변이체 및 OPA3 변이체 1(NP_001017989; 이후 OPA3-v1으로 기재됨)은 특이적 프라이머를 이용하여 증폭하였고, 제한효소로 절단한 후, pEYFP-N1 플라스미드(Clontech으로부터 구입; 이후 OPA3-YFP 및 OPA3-YFP 돌연변이체로 기재됨)에 라이게이션(ligation)한 다음, 이를 통해 OPA3 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터를 제조하였다. 벡터내로 삽입된 야생형 및 돌연변이 OPA3 핵산 서열은 DNA 시퀀싱(sequencing)에 의해 확인하였고, Mito-YFP 및 mito-DsRed(Clontech으로부터 구입)는 미토콘드리아 대조군으로 사용하였다.
OPA3 cDNA (NP-079412), described as amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, was amplified by PCR, digested with Eco R1 and Sal 1 restriction enzymes, and then pFLAG-CMV-6A plasmid (purchased from Sigma; then FLAG- Ligation was performed on OPA3) and pCMV 3 Taq4B plasmid (purchased from Stratagene; then described as OPA3-myc). Wild type OPA3, OPA3 deletion mutant and OPA3 variant 1 (NP_001017989; hereinafter described as OPA3-v1) were amplified using specific primers, digested with restriction enzymes, and then digested with pEYFP-N1 plasmid (purchased from Clontech; then OPA3 -LFP and OPA3-YFP mutants) were then used to prepare recombinant expression vectors comprising the OPA3 gene. Wild-type and mutant OPA3 nucleic acid sequences inserted into the vectors were confirmed by DNA sequencing, and Mito-YFP and mito-DsRed (purchased from Clontech) were used as mitochondrial controls.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> OPA3OPA3 에 의한 미토콘드리아 형태 변화 Mitochondrial morphology induced by

<1-1> <1-1> OPA3OPA3 의 과발현 유도에 의한 미토콘드리아 세포의 형태 변화Changes in Mitochondrial Cells Induced by Overexpression of

OPA3가 세포 내 미토콘드리아 형태에 변화를 주는지 확인하기 위하여, HeLa, COS 7 및 293 세포에 OPA3 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터를 형질전환한 후, 미토콘드리아의 형태를 면역염색을 수행하여 관찰하였다. 구체적으로, HeLa 세포와 COS-7 세포는 10% 열불활성화된 태아 소 혈청, 100 u/ml의 페니실린 및 100 ug/ml의 스트렙토마이신(Streptomycin; Invitrogen에서 구입)이 첨가된 DMEM 배지에서 배양하였고, 재조합 벡터의 세포내 형질 전환은 Effectene reagent(Qiagen으로부터 구입) 및 FuGene 6(Roche로부터 구입)을 이용하여 수행하였고, 면역 염색은 2-웰 챔버 슬라이드(chamber slide)에서 배양된 세포를 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 상온에서 15 분동안 고정하고, PBS에 0.15% 트라이톤(Triton) X-100이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 15분 동안 투과시킨 다음, PBS에 3% 소 혈청 알부민이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 45분 동안 블락킹하였다. 상기 슬라이드에 항-Tom20(BD science로부터 구입) 또는 항-myc 항체(Sigma로부터 구입)를 일차 항체로 반응시킨 후, PBS 완충 용액으로 세척하고, Alexa Fluor 488 또는 594가 접합된 염소 항-마우스 IgG 항체(Molecular probe로부터 구입) 또는 Alexa Fluor 488이 접합된 염소 항-토끼 IgG 항체를 이차 항체(Molecular probe로부터 구입)로 반응시켰다. 이후, 슬라이드는 Zeiss LSM 510 공초점 현미경(confocal microscope)을 이용하여 관찰하였고, YFP, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 488의 여기 파장(excitation wavelength)은 각각 514, 594 및 488nm로 하여 측정하였다.In order to confirm that OPA3 changes the intracellular mitochondrial morphology, HeLa, COS 7 and 293 cells were transformed with recombinant expression vectors containing the OPA3 gene, and then mitochondrial morphology was observed by immunostaining. Specifically, HeLa cells and COS-7 cells were cultured in DMEM medium added with 10% heat-inactivated fetal bovine serum, 100 u / ml penicillin and 100 ug / ml Streptomycin (purchased from Invitrogen), Intracellular transformation of the recombinant vector was performed using Effectene reagent (purchased from Qiagen) and FuGene 6 (purchased from Roche), and immunostaining was performed using 4% paraform of cells cultured on a 2-well chamber slide. Fix with aldehyde (paraformaldehyde) at room temperature for 15 minutes, permeate for 15 minutes at room temperature with buffer solution added 0.15% Triton X-100 to PBS, and then add 3% bovine serum albumin to PBS The solution was blocked for 45 minutes at room temperature. The slides were reacted with anti-Tom20 (purchased from BD science) or anti-myc antibody (purchased from Sigma) with the primary antibody, washed with PBS buffer solution, and goat anti-mouse IgG conjugated with Alexa Fluor 488 or 594. Antibody (purchased from Molecular probe) or goat anti-rabbit IgG antibody conjugated with Alexa Fluor 488 was reacted with secondary antibody (purchased from Molecular probe). The slides were then observed using a Zeiss LSM 510 confocal microscope, and the excitation wavelengths of YFP, Alexa Fluor 594 and Alexa Fluor 488 were measured at 514, 594 and 488 nm, respectively.

그 결과, HeLa 세포에서 발현된 C-말단에 myc-태깅된 OPA3(OPA3-myc)는 미토콘드리아 마커 단백질인 Tom 20과 함께 위치해 있음을 확인하였다(도 1의 A). 또한, OPA3-myc이 형질전환된 HeLa 세포는 광범위한 미토콘드리아 절단화에 따른 비정상적 미토콘드리아 형태를 자주 보여주는 반면(도 1의 Aii), 대조군으로 myc-벡터를 형질전환한 세포의 대부분은 정상 형태의 미토콘드리아를 띄어 각 세포에 짧거나 긴 형태의 미토콘드리아가 있음을 확인하였다(도 1의 B). 또한 대조군인 myc-벡터로 형질전환한 세포에서는 미토콘드리아의 절단화가 5% 미만으로 확인되는 반면, OPA3-myc 벡터로 형질전환한 세포는 대부분이 미토콘드리아가 절단화되어 있음을 확인하였다.
As a result, it was confirmed that myc-tagged OPA3 (OPA3-myc) at the C-terminus expressed in HeLa cells was co-located with the mitochondrial marker protein Tom 20 (FIG. 1A). In addition, HeLa cells transformed with OPA3-myc frequently showed abnormal mitochondrial morphology following extensive mitochondrial cleavage (FIG. 1Aii), while most of the cells transformed with myc-vector as a control showed normal mitochondria. It was confirmed that each cell had a short or long form of mitochondria (Fig. 1B). In addition, in the cells transformed with the control myc-vector, the cleavage of the mitochondria was confirmed to be less than 5%, whereas the cells transformed with the OPA3-myc vector were mostly cleaved mitochondria.

<1-2> <1-2> OPA3OPA3 에 의해 유도된 Induced by 절단화된Truncated 미토콘드리아의 결합 회복 효과 Mitochondria's Combined Recovery Effect

HeLa 세포에서 OPA3로 유도된 미토콘드리아 절단화를 정량화하고, 미토콘드리아 결합을 측정하기 위하여 FRAP(fluorescence recovery after photobleaching)를 수행하였다. 구체적으로, 2 웰 챔버 슬라이드(chamber slide; Nunc)에 배양된 세포에 myc-결합벡터 또는 OPA3-myc 벡터 각각을 mito-YFP와 함께 형질전환하였다. 15시간 후, 각 세포는 LSM510 Meta imaging station(Carl Zeiss MicroImaging, Inc.)을 이용하여 이미지화하였다. 동일한 크기(흰 동그라미, ROI)의 작은 부분을 그 부위에 나타나는 형광 강도가 없어질 때까지 mito-YFP가 발현된 세포에 30.0 mV 아르곤 레이저 세트를 이용하여 포토블리치(photobleach)하였고, 그 부위를 통해 YFP 형광 회복도를 모니터링하였다. 형광 강도는 그 시리즈의 첫번째 이미지에서 ROI의 강도를 조정하고, 형광 강도 회복 속도를 측정하였다. 결과는 하나의 처리군 당 70개 세포를 이용한 실험의 평균±표준편차로 나타내었다.OPA3-induced mitochondrial cleavage was quantified in HeLa cells, and fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) was performed to measure mitochondrial binding. Specifically, each of myc-binding vectors or OPA3-myc vectors was transformed with mito-YFP in cells cultured on a two well chamber slide (Nunc). After 15 hours, each cell was imaged using an LSM510 Meta imaging station (Carl Zeiss Micro Imaging, Inc.). A small portion of the same size (white circle, ROI) was photobleached using a 30.0 mV argon laser set to mito-YFP-expressing cells until the fluorescence intensity disappeared at that site. YFP fluorescence recovery was monitored. Fluorescence intensity adjusted the intensity of the ROI in the first image of the series and measured the fluorescence intensity recovery rate. The results are expressed as the mean ± standard deviation of the experiment with 70 cells per treatment group.

그 결과, 대조군 세포에서 미토콘드리아 매트릭스가 표적된 노란색 형광 단백질(mito-YFP)의 형광성은 미토콘드리아의 블리치된 부분에서 빠르게 회복된 반면, 블리치된 부분의 형광성 회복은 OPA3-myc 형질전환된 세포에서 현저히 저해되었다(도 1의 C 및 D). As a result, the fluorescence of the yellow fluorescent protein (mito-YFP) targeted to the mitochondrial matrix in the control cells rapidly recovered in the bleached portion of the mitochondria, whereas the fluorescent recovery of the bleached portion was significantly inhibited in OPA3-myc transformed cells. (C and D in FIG. 1).

따라서, OPA3 단백질의 다량발현은 미토콘드리아의 절단화를 유도한다는 것을 확인하였다.
Therefore, it was confirmed that large expression of OPA3 protein induces cleavage of mitochondria.

<1-3> <1-3> OPA3OPA3 작은 간섭  Small interference RNARNA (( smallsmall interferinginterfering RNARNA )에 의한 미토콘드리아 형태 변화Change in mitochondrial morphology

미토콘드리아 형태에서 OPA3의 효과를 더 확실히 알아보기 위하여, 세 가지 특이적 작은 간섭 RNA(small interfering RNA; siRNA; 156i, 157i 및 158i)를 고안하고, 이를 이용하여 내재성 OPA3 단백질을 녹다운(knockdown)시킨 후, 미토콘드리아의 형태 변화를 관찰하였다. 구체적으로, OPA3 siRNA 및 음성 대조군 RNAi는 Invitrogen Stealth RNAi system을 이용하여 제작하였고, 이를 통해 제작한 OPA3 siRNA의 표적 서열은 각각 5'-AGCAAGCCGCTTGCCAACCGTATTA-3'(#156), 5'-GCCGAAGCGAGTTCTTCAAGACCTA-3'(#157) 및 5′-TCACTGGGTGGAGATGCGGACCAAG-3′(#158)로, 상기 siRNA를 세포에 형질전환하고 하루가 지난 후, 배지를 교환한 다음, 이후 실험을 하기 전에 추가로 2 일동안 배양하였다. 상기 siRNA로 인해 감소된 OPA3 단백질의 확인은 OPA3 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 형질전환한 세포의 용해물에 토끼 항-OPA3 다클론 항체를 이용한 웨스턴 블랏을 수행하여 분석하였으며, 웨스턴 블랏 분석을 위한 SDS-PAGE는 4-12% 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide) 그라디언트(gradient) 겔(NuPAGE, Invitrogen)을 이용하여 수행되었고, 분리된 단백질은 니트로셀룰로스(nitrocellulose) 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride; PVDF) 멤브레인에 이동시켰다.To more clearly identify the effect of OPA3 on mitochondrial morphology, three specific small interfering RNAs (siRNAs: 156i, 157i and 158i) were designed and knocked down on endogenous OPA3 protein. Later, morphological changes of mitochondria were observed. Specifically, the OPA3 siRNA and the negative control RNAi were prepared using the Invitrogen Stealth RNAi system, and the target sequences of the OPA3 siRNA prepared through the 5'-AGCAAGCCGCTTGCCAACCGTATTA-3 '(# 156) and 5'-GCCGAAGCGAGTTCTTCAAGACCTA-3' (# 157) and 5′-TCACTGGGTGGAGATGCGGACCAAG-3 ′ (# 158), the siRNAs were transformed into cells and after one day, the medium was exchanged and incubated for an additional 2 days before further experiments. Identification of the reduced OPA3 protein due to the siRNA was analyzed by Western blot using rabbit anti-OPA3 polyclonal antibody to the lysate of cells transformed with the recombinant vector containing the OPA3 gene, SDS for Western blot analysis -PAGE was carried out using a 4-12% polyacrylamide gradient gel (NuPAGE, Invitrogen), and the isolated protein was nitrocellulose or polyvinylidene fluoride (PVDF). Moved to the membrane.

그 결과, 대조군 siRNA 형질전환체와 비교하여 볼 때, OPA3 siRNA를 형질전환한 세포의 경우, 발현된 OPA3 단백질의 양이 현저히 감소하여 OPA3 siRNA로 인해 OPA3의 발현이 저해되었음을 확인하였다(도 1의 E). 대조군 siRNA가 형질전환된 HeLa 세포에서 미토콘드리아의 ~40%에서 길어진 미토콘드리아의 형태를 보였고, 작은 분획물(6.5±2.2%)은 짧은 형태를 나타낸 반면(도 1의 F 및 G), 대부분의 OPA3가 녹다운(knockdown)된 HeLa 세포는 더욱 길어진 관상형 미토콘드리아를 가지고 있었다. 또한, 블리치된 부분에서 형광성 회복은 대조군 siRNA 형질전환체보다 OPA3 RNAi 세포에서 더욱 두드러지고 빠르게 나타났다. As a result, compared with the control siRNA transformant, in the cells transformed with OPA3 siRNA, the amount of expressed OPA3 protein was significantly reduced, and it was confirmed that the expression of OPA3 was inhibited by OPA3 siRNA (Fig. 1). E). Control siRNA transformed HeLa cells showed a long mitochondrial morphology at ˜40% of the mitochondria, with a small fraction (6.5 ± 2.2%) showing a short morphology (F and G in FIG. 1), while most OPA3 knocked down. Knocked down HeLa cells had longer tubular mitochondria. In addition, fluorescence recovery in the bleached portion was more pronounced and faster in OPA3 RNAi cells than in the control siRNA transformants.

따라서, OPA3 단백질의 녹다운(knockdown)은 미토콘드리아의 형태를 길게 변화시키는 것을 확인하였다.
Therefore, knockdown of OPA3 protein was confirmed to change the morphology of mitochondria long.

<< 실험예Experimental Example 2> 미토콘드리아  2> mitochondria 절단화에서In truncated 미토콘드리아 분열 인자( Mitochondrial fission factor ( DRP1DRP1  And FIS1OPA3FIS1OPA3 )와 OPA3의 상관관계) And OPA3

<2-1> <2-1> DRP1DRP1 K38AK38A Wow OPA3OPA3 단백질의 공동발현을 통한 미토콘드리아 형태 변화 Mitochondrial Morphology Changes through Co-expression of Proteins

OPA3로 유도되는 미토콘드리아 절단화가 미토콘드리아 분열 인자로 알려진 다이나민-연관 단백질(dynamin-related protein; DRP) 1의 활성에 의존적인지를 확인하기 위하여, C-말단에 YFP가 태깅된 OPA3(OPA3-YFP)와 N-말단에 myc 태깅된 우성 음성 돌연변이(dominant negative mutant)인 DRP1 K38A(myc-DRP1 K38A)를 함께 공동형질전환한 후, 상기 실험예 <1-1>의 방법과 같이 면역염색을 수행하여, 미토콘드리아의 형태를 관찰하였다. To determine if mitochondrial cleavage induced by OPA3 is dependent on the activity of dynamin-related protein (DRP) 1, known as mitochondrial cleavage factor, OPA3 (OPA3-YFP) tagged with YFP at the C-terminus And co-transformed DRP1 K38A (myc-DRP1 K38A), a dominant negative mutant myc tagged at the N-terminus, and then immunostained as in the method of Experimental Example <1-1>. The mitochondria were observed.

그 결과, 대조군인 mito-YFP가 형질전환된 세포는 절단화된 미토콘드리아에 비해 상호 연결된 미토콘드리아가 높게 관찰되었고, 우성 음성 돌연변이인 myc-DRP1 k38A가 형질전환된 세포는 미토콘드리아의 절단화를 유도하지 못한 반면, OPA3-YFP가 형질전환된 세포는 myc-DRP1 k38A의 유무에 관계없이, 미토콘드리아의 절단화를 유도함을 확인하였다(도 2의 A 및 B).
As a result, the mito-YFP transformed cells showed higher levels of interconnected mitochondria than the cleaved mitochondria, and the cells transformed with the dominant negative mutant myc-DRP1 k38A did not induce mitochondrial cleavage. In contrast, OPA3-YFP-transformed cells were found to induce mitochondrial cleavage, with or without myc-DRP1 k38A (FIGS. 2A and 2B).

<2-2> <2-2> OPA3OPA3 in 매개되는Mediated 미토콘드리아  Mitochondria 절단화에서In truncated DRP1DRP1 /Of FIS1FIS1 녹다운( Knockdown knockdownknockdown )의 효과 ) Effect

RNA 간섭을 이용하여 DRP1 또는 피션(fissionn; FIS) 1을 녹다운(knockdown)시켰을 때, OPA3에 의한 미토콘드리아 절단화에 영향이 있는지 확인하기 위하여, OPA3-YFP와 DRP1/FIS1 shRNA를 공동형질전환시킨 후, 웨스턴 블랏 분석을 통해 단백질 발현 정도를 비교하고, 상기 실험예 <1-1>의 방법과 같이 면역염색을 수행하여, 미토콘드리아의 형태 변화를 관찰하였다. When knocking down DRP1 or Fissionn (FIS) 1 using RNA interference, co-transformation of OPA3-YFP and DRP1 / FIS1 shRNA was performed to determine whether it affected mitochondrial cleavage by OPA3. The degree of protein expression was compared by Western blot analysis, and immunostaining was performed in the same manner as in Experimental Example <1-1>, and the morphological changes of mitochondria were observed.

그 결과, Drp1 shRNA/Fis1 shRNA를 세포 내로 도입시켰을 때, 각 단백질의 발현이 저해됨을 웨스턴 블랏을 통해 확인하였고(도 2의 C), DRP1/Fis1 shRNA와 OPA3-YFP가 공동형질전환시켰을 때, OPA3에 의해 유도되는 미토콘드리아의 절단화에 영향을 주지 않음을 확인하였다(도 2의 D).
As a result, when the Drp1 shRNA / Fis1 shRNA was introduced into the cells, it was confirmed by Western blot that the expression of each protein was inhibited (Fig. 2C), when DRP1 / Fis1 shRNA and OPA3-YFP cotransformed, It was confirmed that it did not affect the cleavage of mitochondria induced by OPA3 (FIG. 2D).

<2-3> <2-3> DRP1DRP1 /Of FIS1FIS1 in 매개되는Mediated 미토콘드리아  Mitochondria 절단화에서In truncated OPA3OPA3 녹다운( Knockdown knockdownknockdown )의 효과 ) Effect

DRP1/FIS1으로 매개되는 미토콘드리아 절단화에서 OPA3 녹다운(knockdown)으로 인한 효과를 확인하기 위해, HeLa 세포에 OPA3 siRNA와 YFP-DRP1 또는 YFP-FIS1을 함께 공동형질전환시킨 후, 상기 실험예 <1-1>의 방법과 같이 면역염색을 수행하여, 미토콘드리아의 형태 변화를 관찰하였다.In order to confirm the effect of OPA3 knockdown on mitochondrial cleavage mediated by DRP1 / FIS1, co-transformation of OPA3 siRNA and YFP-DRP1 or YFP-FIS1 together in HeLa cells, the above Experimental Example <1- Immunostaining was performed as in the method of 1>, and the morphological changes of the mitochondria were observed.

그 결과, 대조군 siRNA와 DRP1/FIS1을 공동 형질전환한 경우, 미토콘드리아의 절단화 부위에서 크고 작은 반점 형태의 YFP-DRP1이 증가되어 있고, YFP-FIS1의 과발현에 의해 광대한 미토콘드리아 절단화가 일어나 있음을 관찰하였다(도 2의 E). 이와 반대로, OPA3 siRNA와 DRP1/FIS1을 공동형질전환하여 OPA3를 녹다운(knockdown)시킨 경우, 아주 작은 반점 형태의 YFP-DRP1의 세포질 분포를 현저히 유도하였고, FIS1으로 유도된 미토콘드리아 절단화를 감소시켰다(도 2의 F). As a result, when co-transforming the control siRNA with DRP1 / FIS1, YFP-DRP1 of large and small spots was increased at the cleavage site of mitochondria, and extensive mitochondrial cleavage occurred by overexpression of YFP-FIS1. Observation was made (E of FIG. 2). In contrast, knocking down OPA3 by cotransforming OPA3 siRNA and DRP1 / FIS1 significantly induced cytoplasmic distribution of very small spots of YFP-DRP1 and reduced mitochondrial cleavage induced by FIS1 ( 2 F).

따라서, OPA3 단백질은 DRP1/FIS1 비의존적으로 미토콘드리아 분열에 관계하는 분열 인자임을 알 수 있다.
Thus, it can be seen that OPA3 protein is a cleavage factor related to mitochondrial cleavage independently of DRP1 / FIS1.

<< 실험예Experimental Example 3>  3> OPA3OPA3 of 아폽토틱Apoptotic 자극에 대한 민감도 증강 효과 Sensitivity enhancement effect on stimuli

<3-1> <3-1> 아폽토틱Apoptotic 자극이 없는 상태에서  Without stimulation OPA3OPA3 of 아폽토틱Apoptotic 효과 effect

미토콘드리아의 형태 변화는 세포 사멸의 민감도와 밀접하게 연관되어 있음이 잘 알려져 있다. OPA3의 외래 발현이 아폽토틱 자극의 유무에 따라 세포 사멸에 이르게 할 수 있는지 확인하기 위해, OPA3-YFP 또는 mito-YFP를 HeLa 세포에 형질전환하고, 사이토크롬 c 방출 및 미토콘드리아의 이중 내막의 막간 포텐셜(potential)을 상기 실험예 <1-1>의 방법과 같이 면역염색을 수행하여 확인하였다. It is well known that morphological changes in mitochondria are closely associated with susceptibility to cell death. To confirm that extraneous expression of OPA3 can lead to cell death with or without apoptotic stimulation, OPA3-YFP or mito-YFP were transformed into HeLa cells, cytochrome c release and transmembrane intermembrane potential of mitochondria (potential) was confirmed by performing immunostaining in the same manner as in Experimental Example <1-1>.

그 결과, OPA3 과발현에 기인하여 절단화된 미토콘드리아를 가지고 있는 세포는 정상 사이토크롬 c 분포(도 3의 A)를 나타내고, TMRE 형광 강도가 농축되어 있어, OPA3 과발현만으로는 자발적 아폽토틱 세포 사멸을 유도하는데 충분하지 못함을 확인하였다.
As a result, cells with mitochondria cleaved due to OPA3 overexpression showed a normal cytochrome c distribution (A in FIG. 3), and TMRE fluorescence intensity was concentrated, and OPA3 overexpression alone induced spontaneous apoptotic cell death. It was confirmed that it was not enough.

<3-2> <3-2> 아폽토틱Apoptotic 자극이 있는 상태에서  With stimulus OPA3OPA3 of 아폽토틱Apoptotic 효과 effect

<3-2-1> <3-2-1> 스타우로스포린Staurosporin (( staurosporinestaurosporine ) 처리 효과Treatment effect

아폽토틱 자극이 있는 상태에서 OPA3의 아폽토틱 효과를 확인하기 위하여, 스타우로스포린(staurosporine)으로 아폽토시스를 유도한 상태에서 OPA3를 처리하여 아폽토틱 세포 사멸 변화 정도를 확인하였다. 구체적으로, 세포는 5 ug/ml의 싸이클로헥사마이드(cyclohexamide; CHX)를 처리하거나 또는 처리하지 않은 상태에서 3시간 동안 배양한 후, 1 uM의 Staurosporine을 처리하였다. 세포는 항-시토크롬 c(cytochrome c) 또는 항-벡스(Bax) 항체로 면역염색하였고, 공초점 현미경(confocal microscope)하에서 관찰하였다. 또한, 카스페아제-3(caspase-3) 활성 및 폴리(ADP-리보스) 폴리머라제[poly(ADP-ribose) polymerase; PARP] 절단을 확인하기 위해, 원심분리를 통해 얻어진 세포를 항-PARP 항체 및 항-활성 카스페아제-3 항체를 이용하여 웨스턴 블랏을 수행하였다. In order to confirm the apoptotic effect of OPA3 in the presence of apoptotic stimulation, OPA3 was treated in the state of inducing apoptosis with staurosporine to confirm the degree of apoptotic cell death. Specifically, the cells were treated with or without 5 ug / ml cyclohexamide (CHX) for 3 hours and then treated with 1 uM of Staurosporine. Cell anti-cytochrome c (cytochrome c) or anti-immune were stained with Bex (Bax) antibodies was observed under confocal microscopy (confocal microscope). In addition, caspase-3 activity and poly (ADP-ribose) polymerase; PARP] cleavage, cells obtained through centrifugation were subjected to Western blot using anti-PARP antibody and anti-active caspease-3 antibody.

그 결과, OPA3의 외래 발현에서 스타우로스포린(staurosporine; STS)을 함께 처리했을 때, Mito-YFP(22.6±2.1%, 도 3의 B 및 C)가 형질전환된 세포에 비해, OPA3-YFP(41.0±1.2%)가 형질전환된 세포에서 미토콘드리아로부터 세포질로 사이토크롬 c의 재분배가 현저히 증가하였고, 이를 통해, OPA3로 유도된 미토콘드리아 절단화는 STS로 아폽토틱 자극을 가할 경우, 그 민감도가 증가됨을 확인하였다. 하지만, 환자의 OPA3 돌연변이, OPA3(G93S)가 형질전환된 HeLa 세포의 세포질에서는 외부의 아폽토틱 자극을 주지 않았음에도 사이토크롬 c가 확인되었고(도 3의 A 내지C), 야생형 OPA3의 과발현에 의해 유도되는 미토콘드리아 절단화와 비교해 볼 때, OPA3(G93S)-YFP가 형질전환된 세포는 광범위한 미토콘드리아 절단화를 유도하였다.As a result, when treated with staurosporine (STS) in the outpatient expression of OPA3, Mito-YFP (22.6 ± 2.1%, B and C of Figure 3) compared to the cells transformed, OPA3-YFP ( 41.0 ± 1.2%) significantly increased the redistribution of cytochrome c from the mitochondria to the cytoplasm in cells transformed, indicating that the sensitivity of OPA3-induced mitochondrial cleavage increases with apoptotic stimulation with STS. Confirmed. However, cytochrome c was identified in the cytoplasm of HeLa cells transfected with OPA3 mutation, OPA3 (G93S) of the patient, even though no external apoptotic stimulation was performed (A to C in FIG. 3), and overexpression of wild type OPA3 was observed. Compared to the induced mitochondrial cleavage, cells transfected with OPA3 (G93S) -YFP induced a wide range of mitochondrial cleavage.

<3-2-2> <3-2-2> TRAILTRAIL (( TNFTNF -- relatedrelated apoptosisapoptosis -- inducinginducing ligandligand ) 처리 효과Treatment effect

아폽토틱 자극이 있는 상태에서 OPA3의 아폽토틱 효과를 확인하기 위하여, TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)로 아폽토시스를 유도한 상태에서 OPA3를 처리하여 아폽토틱 세포 사멸 변화 정도를 확인하였다. 구체적으로, 세포는 5 ug/ml의 싸이클로헥사마이드(cyclohexamide; CHX)를 처리하거나 또는 처리하지 않은 상태에서 3시간 동안 배양한 후, 300 ng/ml의 TRAIL을 처리하였다. 세포는 항-시토크롬 c(cytochrome c) 또는 항-벡스(Bax) 항체로 면역염색하였고, 공초점 현미경(confocal microscope)하에서 관찰하였다. 또한, 카스페아제-3(caspase-3) 활성 및 폴리(ADP-리보스) 폴리머라제[poly(ADP-ribose) polymerase; PARP] 절단을 확인하기 위해, 원심분리를 통해 얻어진 세포를 항-PARP 항체 및 항-활성 카스페아제-3 항체를 이용하여 웨스턴 블랏을 수행하였다. In order to confirm the apoptotic effect of OPA3 in the presence of apoptotic stimulation, OPA3 was treated with TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand) to determine the degree of apoptotic cell death. Specifically, the cells were treated with or without 5 ug / ml cyclohexamide (CHX) for 3 hours, and then treated with 300 ng / ml TRAIL. Cell anti-cytochrome c (cytochrome c) or anti-immune were stained with Bex (Bax) antibodies was observed under confocal microscopy (confocal microscope). In addition, caspase-3 activity and poly (ADP-ribose) polymerase; PARP] cleavage, cells obtained through centrifugation were subjected to Western blot using anti-PARP antibody and anti-active caspease-3 antibody.

그 결과, OPA3의 외래 발현에서 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)을 함께 처리했을 때, OPA3-YFP가 형질전환된 세포에서 mito-YFP가 형질전환된 세포(43.2±1.2%; 도 4의 A 및 B)와 비교하여, 미토콘드리아에서 세포질로 사이토크롬 c의 재분배가 더 많이 유도되었다(85.8±1.2%; 도 4의 A 및 B). 미토콘드리아의 아폽토시스 조절 단백질인 Bax 단백질의 이동(도 4의 C 및 D), 카스페아제-3 활성 및 PARP의 절단(도 4의 E)을 확인한 실험에서도 일관된 결과를 얻었다.
As a result, when treated with TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand) in foreign expression of OPA3, mito-YFP-transformed cells (43.2 ± 1.2%; Fig. 4 of OPA3-YFP-transformed cells) Compared with A and B), redistribution of cytochrome c to the cytoplasm in the mitochondria was induced more (85.8 ± 1.2%; A and B in FIG. 4). Consistent results were also obtained from experiments confirming the migration of Bax protein (C and D in FIG. 4), caspase-3 activity and cleavage of PARP (E in FIG. 4), the apoptosis regulatory protein of mitochondria.

<3-3> <3-3> 아폽토틱Apoptotic 자극이 있는 상태에서  With stimulus OPA3OPA3 siRNAsiRNA of 아폽토틱Apoptotic 저해효과 Inhibitory effect

아폽토시스 민감도에서 OPA3의 확실한 역할을 증명하기 위해서, OPA3-knockdown HeLa 세포에서 STS 처리에 의해 방출되는 사이토크롬 c를 상기 실험예 <1-1>의 방법과 같이 면역염색을 수행하여 측정하였다. OPA3 knockdown은 STS에 의한 사이토크롬 c의 방출을 현저히 감소시켰고, 이를 통해 OPA3가 파괴되면 아폽토틱 세포 사멸이 저해됨을 확인하였다(도 4의 F).To demonstrate the definite role of OPA3 in apoptosis sensitivity, cytochrome c released by STS treatment in OPA3-knockdown HeLa cells was measured by immunostaining in the same manner as in Experimental Example <1-1>. OPA3 knockdown significantly reduced the release of cytochrome c by STS, confirming that the destruction of OPA3 inhibited apoptotic cell death (FIG. 4F).

따라서, OPA3 과발현만으로는 자발적 아폽토틱 세포 사멸을 유도하는데 충분하지 못하지만, OPA3는 STS 또는 TRAIL과 같은 아폽토틱 자극에 의한 아폽토시스의 민감도는 현저하게 증가시키는 것을 확인하였다.
Thus, OPA3 overexpression alone was not sufficient to induce spontaneous apoptotic cell death, but OPA3 was found to significantly increase the sensitivity of apoptosis by apoptotic stimulation such as STS or TRAIL.

<< 실험예Experimental Example 4>  4> OPA3OPA3 의 미토콘드리아 내 위치 확인Your location in Mitochondria

<4-1> <4-1> OPA3OPA3 의 세포 내 위치 확인Intracellular placement of

OPA3의 미토콘드리아 내 위치를 확인하기 위하여, 세포 기관의 분리를 수행하였다. 구체적으로, 세포를 수획하고 차가운 상태의 PBS 완충용액으로 세척한 후, 10 mM HEPES/KOH(pH 7.4), 38 mM 염화나트륨(NaCl), 1 μg/mL 아프로티닌(aprotinin), 1 μg/mL 류펩틴(leupeptin)이 포함된 완충 용액과 250 mM 수크로즈가 첨가된 1 mM PMSF(phenylmethyl sulfonyl fluoride)를 세포 부피의 5배가 되게 처리하였다. 이후, 세포는 다운스 균질기(Dounce homogenizer)로 50 강도 처리하여 균질화하였으며, 원심분리를 통해 세포 파쇄액을 분리하였다. 미토콘드리아는 4℃, 10,000 rpm에서 10분 동안 원심분리를 수행하여 수획하였고, 미토콘드리아 추출 완충용액(50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 2 mM EGTA, 0.2% Triton X-100, 0.3% NP-40, 1 mM PMSF, 1 μg/mL aprotinin, and 1 μg/mL leupeptin)에 재부유시켰고, 세포질(cytosolic) 분획을 얻기 위해서는 4℃, 100,000 rpm에서 30분간 고속원심분리를 수행하여 상등액을 얻었다. In order to confirm the position in the mitochondria of OPA3, isolation of cell organs was performed. Specifically, cells were harvested and washed with cold PBS buffer, 10 mM HEPES / KOH (pH 7.4), 38 mM sodium chloride (NaCl), 1 μg / mL aprotinin, 1 μg / mL A buffer solution containing lepteptin and 1 mM phenylmethyl sulfonyl fluoride (PMSF) added with 250 mM sucrose were treated to 5 times the cell volume. Thereafter, the cells were homogenized by 50-strength treatment with a Dounce homogenizer, and cell lysate was separated by centrifugation. Mitochondria were harvested by centrifugation at 4 ° C., 10,000 rpm for 10 minutes, and mitochondrial extraction buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 2 mM EGTA, 0.2% Triton X-). 100, 0.3% NP-40, 1 mM PMSF, 1 μg / mL aprotinin, and 1 μg / mL leupeptin) and resuspended at high temperature centrifugation at 100,000 rpm for 30 minutes at 4 ° C to obtain cytosolic fractions. Was carried out to obtain a supernatant.

그 결과, 내재성 OPA3 또는 외적으로 도입된 OPA3 모두가 미토콘드리아 분획물에서는 확인되었으나, 세포질 분획물에서는 확인되지 않았다(도 5의 A 및 B). 또한, HeLa 세포(도 5의 C, 윗 그림) 및 COS 7 세포(도 5의 C, 아래 그림)에서 OPA3-myc 및 FLAG-OPA3가 사이토크롬 c 및 Tom 20과 같은 미토콘드리아 단백질과 같은 위치에 있음을 확인하였다.
As a result, both endogenous OPA3 or externally introduced OPA3 were identified in the mitochondrial fraction, but not in the cytoplasmic fraction (A and B in FIG. 5). In addition, OPA3-myc and FLAG-OPA3 are in the same position as mitochondrial proteins such as cytochrome c and Tom 20 in HeLa cells (Fig. 5 C, top) and COS 7 cells (Fig. 5 C, below). It was confirmed.

<4-2> <4-2> OPA3OPA3 의 미토콘드리아 막(Mitochondrial membrane of membranemembrane ) 내 위치 확인) Check my location

OPA3의 미토콘드리아 내에 위치하고 있음을 확인한 후, OPA3가 미토콘드리아 외막 또는 미토콘드리아 내막 중 어느 막에 위치하는지 알아보기 위하여, 미토콘드리아 분획물에 프로티네이즈 K를 처리했다. 구체적으로, 미토콘드리아 분획은 IB 완충용액(220 mM mannitol, 70 mM sucrose, 10 mM HEPES/KOH, pH 7.6, 1 mM MgCl2, 1 mM DTT, and 1 mM EDTA)으로 세척하고, 10 ug/ml의 프로티네이즈 K(proteinase K)를 IB 완충 용액 또는 스웰링 완충용액(swelling buffer; 20 mM HEPES/KOH, pH 7.4)에 재부유된 샘플에 첨가한 다음, 상기 샘플을 30분 동안 얼음에서 방치하였으며, 단백질 분해효소 활성은 SDS-PAGE 샘플 완충 용액을 첨가하여 중지하였다.After confirming that OPA3 is located in the mitochondria, the mitochondrial fractions were treated with proteinase K to determine whether OPA3 is located in the mitochondrial outer membrane or the mitochondrial inner membrane. Specifically, mitochondrial fractions were washed with IB buffer (220 mM mannitol, 70 mM sucrose, 10 mM HEPES / KOH, pH 7.6, 1 mM MgCl 2, 1 mM DTT, and 1 mM EDTA), and 10 ug / ml of pro Tinase K (proteinase K) was added to the sample resuspended in IB buffer or swelling buffer (20 mM HEPES / KOH, pH 7.4), and the sample was then left on ice for 30 minutes, Protease activity was stopped by adding SDS-PAGE sample buffer solution.

그 결과, 미토콘드리아 내막 단백질인 OPA1은 삼투압 충격을 가했을 때만, 프로티네이즈 K에 의해 분해된 반면, 내재성 OPA3 및 미토콘드리아 외막 단백질인 Tom 20은 삼투압 충격을 가하지 않은 상태에서도 프로티네이즈 K에 의해 분해되었으며, 이를 통해 OPA3가 미토콘드리아 외막에 위치하고 있음을 확인하였다(도 5의 D). As a result, OPA1, a mitochondrial inner membrane protein, was degraded by proteinase K only when osmotic shock was applied, whereas Tom 20, an endogenous OPA3 and mitochondrial outer membrane protein, was degraded by proteinase K even without osmotic shock. Through this, it was confirmed that OPA3 is located in the mitochondrial outer membrane (FIG. 5D).

또한, ATP 재생 시스템에서 미토콘드리아의 수송을 확인하기 위하여 미토콘드리아 수송 실험을 수행하였다. 구체적으로, 건강한 세포로부터 1 mg/ml의 미토콘드리아를 분리한 다음, 1 mM ATP, 0.1 mM GTP 및 5 mM NADH이 포함된 임포트(import) 완충용액(220 mM mannitol, 70 mM sucrose, 10 mM Hepes/KOH, pH 7.2, 1 mM MgCl2, 1 mM EDTA and 1 mM dithiotheritol)과 반응시켰다. 수송(import) 반응은 토끼 레티큘로싸이트 용해물(TNT coupled system, Promega)에 시험관 내 전사 및 해독에 의해 합성된 35S가 표지된 OPA3를 첨가함으로써 시작되었고, 반응 후, 미토콘드리아는 4℃, 10,000 g에서 10 분 동안 원심분리하여 회수하였다. import 반응 후, 분리된 미토콘드리아는 트립신과 4℃에서 20 분간 처리하였다.In addition, mitochondrial transport experiments were performed to confirm the transport of mitochondria in the ATP regeneration system. Specifically, 1 mg / ml mitochondria were isolated from healthy cells, followed by an import buffer containing 220 mM mannitol, 70 mM sucrose, 10 mM Hepes / 1 mM ATP, 0.1 mM GTP and 5 mM NADH. KOH, pH 7.2, 1 mM MgCl 2, 1 mM EDTA and 1 mM dithiotheritol). The import reaction was initiated by adding 35S labeled OPA3 synthesized by in vitro transcription and translation to rabbit reticulite lysate (TNT coupled system, Promega), and after the reaction, the mitochondria were 4 ° C., 10,000. Recovery was by centrifugation at g for 10 minutes. After the import reaction, the separated mitochondria were treated with trypsin for 20 minutes at 4 ℃.

그 결과, 35S가 표지된 OPA3와 반응된 미토콘드리아에 트립신(trypsin)을 처리하면 35S가 표지된 OPA3가 검출되지 않음을 확인하였고, OPA3-YFP(도 5의 E), FLAG-OPA3 및 OPA3-myc을 이용한 실험에서도 유사한 결과를 얻을 수 있었다(도 5의 F).
As a result, it was confirmed that the treatment of 35S-labeled OPA3 with trypsin did not detect 35S-labeled OPA3, and OPA3-YFP (FIG. 5E), FLAG-OPA3 and OPA3-myc. Similar results were obtained in the experiment using (FIG. 5F).

<4-3> <4-3> OPA3OPA3 의 미토콘드리아 외막(Mitochondrial envelope outerouter membranemembrane ) 내 위치 확인) Check my location

프로티네이즈(Proteinase) K(Sigma)에 의해 분해된 OPA3가 미토콘드리아 외막의 주변부에 위치하는지, 끼어들어가 있는지 확인하기 위하여, 미토콘드리아 주변에 부착된 단백질까지 추출할 수 있는 높은 pH의 탄산나트륨을 이용하였고, 그 결과, 미토콘드리아 외막 표면에 존재하는 주변부 단백질로 알려진 DRP1은 알칼리를 처리하여 얻어졌지만, 내재성 OPA3 및 FLAG-OPA3는 대조군 완충 용액과 0.1 M 탄산나트륨(Na2CO3)을 함께 처리한 막 분획물에서 침전되었고(도 5의 G), 이를 통해, OPA3가 미토콘드리아 외막에 위치한 막내 단백질임을 확인하였다.
To determine whether OPA3 degraded by Proteinase K (Sigma) is located at the periphery of the mitochondrial outer membrane and is interrupted, high pH sodium carbonate can be extracted from proteins attached around the mitochondria. As a result, DRP1, known as a peripheral protein present on the mitochondrial outer membrane surface, was obtained by treatment with alkali, but endogenous OPA3 and FLAG-OPA3 were obtained from membrane fractions treated with a control buffer solution and 0.1 M sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). It was precipitated (G in FIG. 5), and it was confirmed that OPA3 is an intramembrane protein located in the mitochondrial outer membrane.

<4-4> 차등 투과 시험(<4-4> differential transmission test ( differentialdifferential permeabilizationpermeabilization techniquetechnique )을 통한 미토콘드리아 외막 내 In the mitochondrial envelope OPA3OPA3 위치 확인 Check location

미토콘드리아 내 기능에서 OPA3의 역할을 설명하기 위해서는 미토콘드리아 외막에서 OPA3의 토폴로지(topology)를 이해하는 것이 중요하기 때문에, 이를 위해 다양한 농도의 원형질 막 및 미토콘드리아 외막을 선택적으로 파괴하는 디지토닌(digitonin; Calbiochem)을 이용한 차등 투과 시험(differential permeabilization technique)을 수행하였다. 구체적으로, HeLa 세포에 상기 플라스미드를 형질전환시키고, 15 시간 후, 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 상온에서 15분간 고정하고, PBS에 디지토닌(digitonin) 농도를 증가시키면서 투과한 다음, 항-FLAG 항체, 항-myc 항체, 항-Tom 20항체 또는 항-사이토크롬 c 항체를 이용하여 면역형광법으로 표지하였다.To explain the role of OPA3 in the function of mitochondria, it is important to understand the topology of OPA3 in the mitochondrial envelope, so that digitonin (Calbiochem) selectively destroys the plasma membrane and mitochondrial envelope at various concentrations. Differential permeabilization technique was performed. Specifically, the plasmid was transformed into HeLa cells, and after 15 hours, fixed at room temperature for 15 minutes with 4% paraformaldehyde, and permeated with PBS while increasing the concentration of digitonin, and then anti- Labeled by immunofluorescence using FLAG antibody, anti-myc antibody, anti-Tom 20 antibody or anti-cytochrome c antibody.

그 결과, 5 ug/ml의 디지토닌을 처리한 HeLa 세포에서(도 5의 H), 세포질에 노출된 Tom 20은 면역염색되었지만, 미토콘드리아 막간 공간에 위치한 시토크롬 c는 검출되지 않았다. HeLa 세포에 12 ug/ml의 디지토닌을 처리한 경우에는 시토크롬 c 및 Tom 20이 모두 검출되었다. 5 ug/ml의 디지토닌을 처리한 후, 미토콘드리아에서 OPA3-myc 단백질은 C-말단에 결합된 myc 태그에 대한 항체를 이용했을 때 검출되었지만, 같은 조건하에서 세포질에 노출된 OPA3의 C-말단에서 확인되는 시토크롬 c는 검출되지 않았다. N-말단에 결합된 FLAG에 대한 항체에 의한 FLAG-OPA3 면역염색과 시토크롬 c의 면역염색은 12 ug/ml의 디지토닌을 처리했을 때만 양성으로 나타났다(도 5의 H). As a result, in HeLa cells treated with 5 ug / ml of digtonin (FIG. 5H), Tom 20 exposed to the cytoplasm was immunostained, but cytochrome c located in the mitochondrial interstitial space was not detected. When HeLa cells were treated with 12 ug / ml of digitone, both cytochrome c and Tom 20 were detected. After treatment with 5 ug / ml of Digitonin, OPA3-myc protein in mitochondria was detected when using an antibody against a myc tag bound to the C-terminus, but at the C-terminus of OPA3 exposed to the cytoplasm under the same conditions. Identified cytochrome c was not detected. FLAG-OPA3 immunostaining and cytochrome c immunostaining by antibodies to FLAG bound to the N-terminus were positive only when treated with 12 ug / ml of digitonin (FIG. 5H).

따라서, 이러한 결과를 통하여 OPA3의 N-말단 및 C-말단이 각각 막 사이 공간 및 세포질에 노출되어 미토콘드리아 외막에 끼어들어가 있음을 확인하였다.
Thus, these results confirm that the N-terminus and C-terminus of OPA3 are intercalated into the mitochondrial outer membrane due to exposure to the intercellular space and cytoplasm.

<< 실험예Experimental Example 5> 미토콘드리아 표적 펩티드로서  5> as mitochondrial target peptide OPA3OPA3 의 N-말단N-terminal of

현재까지 OPA3 아미노산 잔기 25-29(NRIKE)가 미토콘드리아 매트릭스안으로 들어가게 하는 미토콘드리아 표적 펩티드로 제안되어 왔었다. 상기 미토콘드리아 표적 서열을 실험하기 위하여, N-말단에 YFP가 결합된 OPA3의 NRIK 결실 돌연변이의 위치 확인을 위한 실험을 수행하였다.To date, OPA3 amino acid residues 25-29 (NRIKE) have been proposed as mitochondrial target peptides that enter the mitochondrial matrix. In order to test the mitochondrial target sequence, an experiment was performed to determine the location of the NRIK deletion mutant of OPA3 having YFP attached to the N-terminus.

그 결과, 전장의 OPA3-YFP가 미토콘드리아 대조군으로 DsRed-Mito를 사용한 HeLa 세포 내 미토콘드리아에 위치하고 있음을 확인하였고, OPA3(△NRIK)-YFP 또한예상과 달리 미토콘드리아에 위치하고 있음을 확인하여, 이를 통해, N-말단의 NRIKE 서열은 OPA3의 미토콘드리아 표적에 중요하지 않음을 확인하였다. As a result, it was confirmed that the full-length OPA3-YFP is located in the mitochondria in HeLa cells using DsRed-Mito as a mitochondrial control, and OPA3 (△ NRIK) -YFP was also located in the mitochondria unlike expected, It was confirmed that the N-terminal NRIKE sequence was not important for the mitochondrial target of OPA3.

OPA3 단백질에서 미토콘드리아를 표적화하는 도메인을 확인하기 위하여, TMHMM 서버(www.cbs.dtu.dk), DAS 막전위 예상 서버(www.sbc.su.se) 및 Kyte-Doolittle hydropathy plot 서버에 따른 예상되는 막-스패닝 조각으로 대표되는 아미노산 83-102와 일치하는 소수성 부분으로 추정되는 부분이 부족한 돌연변이를 포함한 몇 가지 결실 돌연변이를 제작하였고, 이를 세포에 형질전환하고 상기 세포에 대한 면역 염색을 수행하였다. 구체적으로, 면역 염색은 2-웰 챔버 슬라이드(chamber slide)에서 배양된 세포를 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 상온에서 15 분동안 고정하고, PBS에 0.15% 트라이톤(Triton) X-100이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 15분 동안 투과시킨 다음, PBS에 3% 소 혈청 알부민이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 45분 동안 블락킹하였다. 상기 슬라이드에 항-Tom20 항체 또는 항-myc 항체를 일차 항체로 반응시킨 후, PBS 완충 용액으로 세척하고, Alexa Fluor 488 또는 594가 접합된 염소 항-마우스 IgG 항체 또는 Alexa Fluor 488이 접합된 염소 항-토끼 IgG 항체를 이차 항체로 반응시켰다. 이후, 슬라이드는 Zeiss LSM 510 공초점 현미경(confocal microscope)을 이용하여 관찰하였고, YFP, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 488 및 DsRed의 여기 파장(excitation wavelength)은 각각 514, 594, 488, 및 543 nm로 하여 측정하였다.To identify domains that target mitochondria in OPA3 proteins, the expected membranes followed by TMHMM server (www.cbs.dtu.dk), DAS membrane potential prediction server (www.sbc.su.se) and Kyte-Doolittle hydropathy plot server. Several deletion mutations were made, including mutations lacking a presumed hydrophobic moiety consistent with amino acids 83-102 represented by spanning fragments, which were transformed into cells and immunostained for the cells. Specifically, for immunostaining, cells cultured in a 2-well chamber slide are fixed with 4% paraformaldehyde at room temperature for 15 minutes, and 0.15% Triton X-100 is added to PBS. The solution was permeated at room temperature for 15 minutes, and then blocked for 45 minutes at room temperature with a buffer solution in which 3% bovine serum albumin was added to PBS. After reacting the anti-Tom20 antibody or the anti-myc antibody with the primary antibody on the slide, washed with PBS buffer solution, goat anti-mouse IgG antibody conjugated with Alexa Fluor 488 or 594 or goat anti-conjugated Alexa Fluor 488 Rabbit IgG antibodies were reacted with secondary antibodies. The slides were then observed using a Zeiss LSM 510 confocal microscope and the excitation wavelengths of YFP, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 488 and DsRed were 514, 594, 488, and 543 nm, respectively. It was measured by.

그 결과, OPA3(△83-102), OPA3(1-30) 및 OPA3(1-105)를 포함한 C-말단이 줄어든 OPA3-YFP 돌연변이체들은 미토콘드리아에 위치하고 있지만, OPA3, OPA3(20-179) 및OPA3(31-179)의 N-말달 결실 돌연변이는 세포질 내에서 확인되었다(도 6의 A 및 B). 따라서, OPA3의 N-말단의 30개의 잔기(residue)가 미토콘드리아 표적화를 위해 필요한 부분임을 확인하였다.
As a result, C-terminally reduced OPA3-YFP mutants, including OPA3 (Δ83-102), OPA3 (1-30) and OPA3 (1-105), are located in the mitochondria, while OPA3, OPA3 (20-179) And N-terminal deletion mutations in OPA3 (31-179) were identified in the cytoplasm (A and B in Figure 6). Thus, it was confirmed that 30 residues at the N-terminus of OPA3 are necessary parts for mitochondrial targeting.

<< 실험예Experimental Example 6>  6> OPA3OPA3 단백질의 소수성 부분에 의한 미토콘드리아  Mitochondria by hydrophobic portions of proteins 절단화Truncated

미토콘드리아 형태에서 OPA3의 기능적 도메인을 확인하기 위하여 OPA3 TMHMM 서버(www.cbs.dtu.dk), DAS 막전위 예상 서버(www.sbc.su.se) 및 Kyte-Doolittle hydropathy plot 서버에 따른 예상되는 막-스패닝 조각으로 대표되는 아미노산 83-102와 일치하는 소수성 부분으로 추정되는 부분이 부족한 돌연변이를 포함한 몇 가지 결실 돌연변이를 제작하였고, 이를 세포에 형질전환하고 상기 세포에 대한 면역 염색을 수행하였다.Expected Membrane with OPA3 TMHMM Server (www.cbs.dtu.dk), DAS Membrane Potential Estimation Server (www.sbc.su.se) and Kyte-Doolittle hydropathy plot server to identify functional domains of OPA3 in mitochondrial form. Several deletion mutations were made, including mutations lacking a presumed hydrophobic moiety consistent with amino acids 83-102 represented by spanning fragments, which were transformed into cells and immunostained for the cells.

구체적으로, 면역 염색은 2-웰 챔버 슬라이드(chamber slide)에서 배양된 세포를 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 상온에서 15분 동안 고정하고, PBS에 0.15% 트라이톤(Triton) X-100이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 15분 동안 투과시킨 다음, PBS에 3% 소 혈청 알부민이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 45분 동안 블락킹하였다. 상기 슬라이드에 항-Tom20 항체 또는 항-myc 항체를 일차 항체로 반응시킨 후, PBS 완충 용액으로 세척하고, Alexa Fluor 488 또는 594가 접합된 염소 항-마우스 IgG 항체 또는 Alexa Fluor 488이 접합된 염소 항-토끼 IgG 항체를 이차 항체로 반응시켰다. 이후, 슬라이드는 Zeiss LSM 510 공초점 현미경(confocal microscope)을 이용하여 관찰하였고, YFP, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 488 및 DsRed의 여기 파장(excitation wavelength)은 각각 514, 594, 488, 및 543 nm로 하여 측정하였다.Specifically, for immunostaining, cells cultured in a 2-well chamber slide are fixed with 4% paraformaldehyde at room temperature for 15 minutes, and 0.15% Triton X-100 is added to PBS. The solution was permeated at room temperature for 15 minutes, and then blocked for 45 minutes at room temperature with a buffer solution in which 3% bovine serum albumin was added to PBS. After reacting the anti-Tom20 antibody or the anti-myc antibody with the primary antibody on the slide, washed with PBS buffer solution, goat anti-mouse IgG antibody conjugated with Alexa Fluor 488 or 594 or goat anti-conjugated Alexa Fluor 488 Rabbit IgG antibodies were reacted with secondary antibodies. The slides were then observed using a Zeiss LSM 510 confocal microscope and the excitation wavelengths of YFP, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 488 and DsRed were 514, 594, 488, and 543 nm, respectively. It was measured by.

그 결과, OPA3-YFP의 과발현은 미토콘드리아 절단화를 현저히 유도시키고, OPA3-YFP가 낮게 발현될 때도 미토콘드리아의 절단화가 유도되고, 소수성 부분(잔기 83-102)이 그대로 유지되는 OPA3의 C-말단이 결실된 돌연변이가 형질전환된 세포 또한 과도한 미토콘드리아 절단화를 나타내었다. 반대로, 소수성 부분이 부족한 OPA3 결실 돌연변이체인 OPA3(△83-102)가 형질전환된 세포는 미토콘드리아의 형태적 변화가 나타나지 않았다(도 6의 D 및 E). OPA3(△83-102)-YFP가 미토콘드리아에 위치하고 있음에도 불구하고, 프로티네이즈 K 어쎄이 결과에서 OPA3(△83-102)-YFP가 미토콘드리아 외막에 위치하는데 실패했음을 확인하였다(도 6의 F).  As a result, overexpression of OPA3-YFP significantly induces mitochondrial cleavage, induces mitochondrial cleavage even when OPA3-YFP is expressed low, and the C-terminus of OPA3 in which the hydrophobic moiety (residues 83-102) remains intact Cells transformed with deleted mutants also exhibited excessive mitochondrial cleavage. In contrast, cells transformed with OPA3 (Δ83-102), an OPA3 deletion mutant lacking a hydrophobic portion, did not show morphological changes in mitochondria (FIGS. 6D and 6E). Although OPA3 (Δ83-102) -YFP was located in the mitochondria, the results of the proteinase assay confirmed that OPA3 (Δ83-102) -YFP failed to be located in the mitochondrial outer membrane (FIG. 6F).

따라서, 상기 결과를 통해, OPA3의 83-102 잔기가 OPA3의 미토콘드리아 절단화 및 미토콘드리아 외막 위치화에 필요한 부분이라는 것을 확인할 수 있다.
Thus, the results indicate that 83-102 residues of OPA3 are necessary for mitochondrial cleavage and mitochondrial outer membrane localization of OPA3.

<< 실험예Experimental Example 7>  7> OPA3OPA3 스플라이싱Splicing 변이체간 표현형 비교 Comparison of Phenotypes Between Variants

인간 OPA3는 81.7%의 아미노산 동일성을 가지고 있는 두 개의 스플라이싱 변이체(splicing variant; v1, NP_001017989 및 v2, NP_079412)가 있고, 본 발명에서 이용한 OPA3 변이체 2(NP_079412)의 93 잔기(G93)는 ADOA 환자의 OPA3에서는 돌연변이되어 있지만, OPA3 변이체 1(NP_001017989)에서는 변이되어 있지 않았다. 이런 이유로, 변이체 2(OPA3-v2)의 발현이 OPA3 변이체 1(OPA3-v1)의 발현과 같은 표현형을 나타내는지 확인하기 위하여 면역염색을 수행하였다. 구체적으로, 면역 염색은 2-웰 챔버 슬라이드(chamber slide)에서 배양된 세포를 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 상온에서 15분 동안 고정하고, PBS에 0.15% 트라이톤(Triton) X-100이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 15분 동안 투과시킨 다음, PBS에 3% 소 혈청 알부민이 첨가된 완충 용액으로 상온에서 45분 동안 블락킹하였다. 상기 슬라이드에 항-Tom20 항체를 일차 항체로 반응시킨 후, PBS 완충 용액으로 세척하고, Alexa Fluor 488 또는 594가 접합된 염소 항-마우스 IgG 항체 또는 Alexa Fluor 488이 접합된 염소 항-토끼 IgG 항체를 이차 항체로 반응시켰다. 이후, 슬라이드는 Zeiss LSM 510 공초점 현미경(confocal microscope)을 이용하여 관찰하였고, YFP, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 488의 여기 파장(excitation wavelength)은 각각 514, 594 및 488nm로 하여 측정하였다.Human OPA3 has two splicing variants (v1, NP_001017989 and v2, NP_079412) with 81.7% amino acid identity and 93 residues (G93) of OPA3 variant 2 (NP_079412) used in the present invention are ADOA The patient was mutated in OPA3 but not in OPA3 variant 1 (NP_001017989). For this reason, immunostaining was performed to confirm that the expression of variant 2 (OPA3-v2) shows the same phenotype as the expression of OPA3 variant 1 (OPA3-v1). Specifically, for immunostaining, cells cultured in a 2-well chamber slide are fixed with 4% paraformaldehyde at room temperature for 15 minutes, and 0.15% Triton X-100 is added to PBS. The solution was permeated at room temperature for 15 minutes, and then blocked for 45 minutes at room temperature with a buffer solution in which 3% bovine serum albumin was added to PBS. After reacting the anti-Tom20 antibody with the primary antibody on the slide, washed with PBS buffer solution, goat anti-mouse IgG antibody Alexa Fluor 488 or 594 conjugated or goat anti-rabbit IgG antibody conjugated with Alexa Fluor 488 Reaction with secondary antibody. The slides were then observed using a Zeiss LSM 510 confocal microscope, and the excitation wavelengths of YFP, Alexa Fluor 594 and Alexa Fluor 488 were measured at 514, 594 and 488 nm, respectively.

그 결과, OPA3-v1-YFP는 미토콘드리아에서 Tom 20과 함께 위치하는 것으로 보이고, 과도한 미토콘드리아 절단화를 나타내었다(도 7). As a result, OPA3-v1-YFP appeared to be colocated with Tom 20 in the mitochondria and showed excessive mitochondrial cleavage (FIG. 7).

따라서, 상기 결과를 통해 OPA3의 93번째 잔기의 돌연변이는 미토콘드리아 절단화에 필수적이지 않다는 것을 확인하였다.
Thus, the results confirm that mutation of the 93rd residue of OPA3 is not essential for mitochondrial cleavage.

<< 제조예Manufacturing example 1> 주사액제의 제조방법 1> Preparation of Injection Solution

유효성분 10 mg을 함유하는 주사액제는 다음과 같은 방법으로 제조하였다. Injection solution containing 10 mg of the active ingredient was prepared by the following method.

OPA3 단밸질 1 g, 염화나트륨 0.6 g 및 아스코르브산 0.1 g을 증류수에 용해시켜서 100 ㎖을 만들었다. 이 용액을 병에 넣고 20 ℃에서 30 분간 가열하여 멸균시켰다.OPA3 Protein One g, 0.6 g sodium chloride and 0.1 g ascorbic acid were dissolved in distilled water to make 100 ml. The solution was bottled and sterilized by heating at 20 ° C. for 30 minutes.

상기 주사액제의 구성성분은 다음과 같다. The components of the injection solution are as follows.

OPA3 단백질 ··········1 gOPA3 protein ... 1 g

염화나트륨······················0.6 gSodium Chloride ・ ・ ・ ・ 0.6 g

아스코르브산·····················0.1 g0.1 g of ascorbic acid

증류수························정량
Distilled water ······················

상기에서 보는 바와 같이, 본 발명의 OPA3 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암 보조용 조성물로 개발, 및 항암제와 병용 투여함으로써 항암 치료 방법 개발에 사용할 수 있다.As seen above, the OPA3 protein of the present invention or a polynucleotide encoding the same can be used as an anticancer adjuvant composition, and can be used in the development of an anticancer treatment method by co-administration with an anticancer agent.

<110> Korea Advanced Institute of Science and Technology <120> Anticancer supplement composition comprising OPA3 protein or polynucleotide encoding OPA3 as an effective ingredient <130> 10p-03-38 <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 179 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Val Val Gly Ala Phe Pro Met Ala Lys Leu Leu Tyr Leu Gly Ile 1 5 10 15 Arg Gln Val Ser Lys Pro Leu Ala Asn Arg Ile Lys Glu Ala Ala Arg 20 25 30 Arg Ser Glu Phe Phe Lys Thr Tyr Ile Cys Leu Pro Pro Ala Gln Leu 35 40 45 Tyr His Trp Val Glu Met Arg Thr Lys Met Arg Ile Met Gly Phe Arg 50 55 60 Gly Thr Val Ile Lys Pro Leu Asn Glu Glu Ala Ala Ala Glu Leu Gly 65 70 75 80 Ala Glu Leu Leu Gly Glu Ala Thr Ile Phe Ile Val Gly Gly Gly Cys 85 90 95 Leu Val Leu Glu Tyr Trp Arg His Gln Ala Gln Gln Arg His Lys Glu 100 105 110 Glu Glu Gln Arg Ala Ala Trp Asn Ala Leu Arg Asp Glu Val Gly His 115 120 125 Leu Ala Leu Ala Leu Glu Ala Leu Gln Ala Gln Val Gln Ala Ala Pro 130 135 140 Pro Gln Gly Ala Leu Glu Glu Leu Arg Thr Glu Leu Gln Glu Val Arg 145 150 155 160 Ala Gln Leu Cys Asn Pro Gly Arg Ser Ala Ser His Ala Val Pro Ala 165 170 175 Ser Lys Lys <110> Korea Advanced Institute of Science and Technology <120> Anticancer supplement composition comprising OPA3 protein or          polynucleotide encoding OPA3 as an effective ingredient <130> 10p-03-38 <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 179 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Val Val Gly Ala Phe Pro Met Ala Lys Leu Leu Tyr Leu Gly Ile   1 5 10 15 Arg Gln Val Ser Lys Pro Leu Ala Asn Arg Ile Lys Glu Ala Ala Arg              20 25 30 Arg Ser Glu Phe Phe Lys Thr Tyr Ile Cys Leu Pro Pro Ala Gln Leu          35 40 45 Tyr His Trp Val Glu Met Arg Thr Lys Met Arg Ile Met Gly Phe Arg      50 55 60 Gly Thr Val Ile Lys Pro Leu Asn Glu Glu Ala Ala Ala Glu Leu Gly  65 70 75 80 Ala Glu Leu Leu Gly Glu Ala Thr Ile Phe Ile Val Gly Gly Gly Cys                  85 90 95 Leu Val Leu Glu Tyr Trp Arg His Gln Ala Gln Gln Arg His Lys Glu             100 105 110 Glu Glu Gln Arg Ala Ala Trp Asn Ala Leu Arg Asp Glu Val Gly His         115 120 125 Leu Ala Leu Ala Leu Glu Ala Leu Gln Ala Gln Val Gln Ala Ala Pro     130 135 140 Pro Gln Gly Ala Leu Glu Glu Leu Arg Thr Glu Leu Gln Glu Val Arg 145 150 155 160 Ala Gln Leu Cys Asn Pro Gly Arg Ser Ala Ser His Ala Val Pro Ala                 165 170 175 Ser Lys Lys            

Claims (8)

OPA3(optic atrophy 3) 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 항암 보조용 조성물.
Anti-cancer adjuvant composition containing OPA3 (optic atrophy 3) protein or a polynucleotide encoding the protein as an active ingredient.
제 1항에 있어서, 상기 OPA3 단백질은 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 항암 보조용 조성물.
The anticancer adjuvant composition according to claim 1, wherein the OPA3 protein has an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 1.
제 1항에 있어서, 상기 OPA3 단백질은 스타우로스포린(Staurosporine) 또는 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)과 함께 투여되는 것을 특징으로 하는 항암 보조용 조성물.
The anticancer adjuvant composition according to claim 1, wherein the OPA3 protein is administered together with staurosporine or TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand).
제 1항에 있어서, 상기 암은 위암, 폐암, 자궁암, 피부암, 간암, 유방암, 난소암 및 방광암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항암 보조용 조성물.
According to claim 1, wherein the cancer is cancer cancer adjuvant composition, characterized in that any one selected from the group consisting of cancer, lung cancer, uterine cancer, skin cancer, liver cancer, breast cancer, ovarian cancer and bladder cancer.
OPA3 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 항암제와 함께 개체 내에 투여하는 단계를 포함하는, 항암제의 암세포에 대한 세포사멸 증진 방법.
A method for enhancing apoptosis of cancer cells of an anticancer agent, comprising administering an OPA3 protein or a polynucleotide encoding the protein together with an anticancer agent in a subject.
제 5항에 있어서, 상기 OPA3 단백질은 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 5, wherein the OPA3 protein has an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
제 5항에 있어서, 상기 항암제는 스타우로스포린(Staurosporine) 또는 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 5, wherein the anticancer agent is Staurosporine or TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand).
제 5항에 있어서, 상기 암세포는 위암, 폐암, 자궁암, 피부암, 간암, 유방암, 난소암 및 방광암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5, wherein the cancer cells are any one selected from the group consisting of gastric cancer, lung cancer, uterine cancer, skin cancer, liver cancer, breast cancer, ovarian cancer and bladder cancer.
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