KR20110126307A - A method for detecting agent inducing endoplasmic reticulum stress - Google Patents

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KR20110126307A
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Abstract

PURPOSE: A method for detecting an ER stress inducer using SEAP expression epithelial cell line is provided to accurately induce ER stress. CONSTITUTION: An alkali phosphatase expression vector of a secretory type contains SV40 promoter, hygromycin gene, and alkali phosphatase gene. A human epithelial cell line which always expresses SEAP(secreted alkaline phosphatase) contains the expression vector. The epithelial cell line is an intestine epithelial cell. A composition for detecting the ER stress inducer contains the epithelial cell line. The ER stress inducer is fungal toxin, 8-keto trichothecen. A method for detecting the ER stress inducer comprises: a step of adding a sample to the composition for reaction; and a step of observing secretion change of the SEAP.

Description

소포체 스트레스 유발물질 검출 방법 {A method for detecting agent inducing endoplasmic reticulum stress} A method for detecting agent inducing endoplasmic reticulum stress

본 발명은 분비형 알카라인 포스파타아제 (secretory alkaline phosphatase, SEAP) 발현 벡터, SEAP 발현 상피 세포주 및 SEAP 발현 상피 세포주를 이용한 소포체 스트레스 유발 물질 검출 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, SEAP를 항시 발현하는 인간 상피 세포주를 이용하여 소포체 스트레스 유발물질인 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecene)을 검출하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for detecting vesicle stress-inducing substances using secretory alkaline phosphatase (SEAP) expression vector, SEAP expressing epithelial cell line and SEAP expressing epithelial cell line. More specifically, the present invention relates to a method for detecting 8-keto trichothecene, which is a endoplasmic reticulum stressor, using a human epithelial cell line expressing SEAP at all times.

마이코톡신은 식품 또는 사료를 통해 인간 또는 동물에 대한 일부 유해 효과를 갖는 진균에 의해 생산되는 2차 대사산물로 정의되고, 박테리아 독소 등과는 구별된다. 박테리아 독소와는 달리, 마이코톡신은 저분자량 물질이고, 많은 공지된 물질을 포함한다. 이들의 화학적 구조 및 생체에 대한 유해 효과는 상당히 다양하다. 이들 중 몇몇은 인간에게 유해하지 않고, 일부는 인체에서 높은 급성 독성을 나타내고, 나머지는 발암성 또는 신장 및 간에서의 종양 형성성을 갖는 것으로 인식된다. 저분자량으로 인해, 마이코톡신은 통상적인 식품 가공 및 요리 조건 하에 분해되거나 제거되기 어렵다.Mycotoxins are defined as secondary metabolites produced by fungi that have some detrimental effects on humans or animals through food or feed and are distinguished from bacterial toxins and the like. Unlike bacterial toxins, mycotoxins are low molecular weight substances and include many known substances. Their chemical structure and harmful effects on living organisms vary considerably. Some of these are not harmful to humans, some exhibit high acute toxicity in the human body, and others are recognized to be carcinogenic or tumorigenic in the kidneys and liver. Due to the low molecular weight, mycotoxins are difficult to degrade or remove under conventional food processing and cooking conditions.

또한, 마이코톡신은 안정성이 높아, 사료를 통해 식용 동물 내로 섭취되는 경우, 동물로부터의 고기 또는 유제품에 잔류하게 되고, 최종적으로 인체 내로의 섭취 후 독성을 나타낸다. In addition, mycotoxins have high stability and, when ingested into food animals through feed, remain in meat or dairy products from animals, and finally exhibit toxicity after ingestion into the human body.

마이코톡신 오염은 다양한 경로에 의해 일어날 수 있지만, 작물의 재배, 수확, 저장 및 가공 과정에서의 진균의 침입에 의해 일어나는 작물의 1차 오염 및 오염된 사료의 공급에 의해 일어나는 축산물 및 수산물 (예를 들어, 고기, 밀크 및 알)의 2차 오염으로 크게 분류된다. 1차 오염은 작물 (진균의 기질)의 종류, 재배 환경에서 발생하는 진균의 종류 및 환경 조건 (예를 들어, 온도, 습도 및 강수량)과 같은 요인에 따른 지역적 특성을 나타낸다. Mycotoxin contamination can be caused by a variety of pathways, but livestock and aquatic products (e.g., caused by primary contamination of crops and supply of contaminated fodder, caused by fungal invasion during crop cultivation, harvesting, storage and processing) For example, meat, milk and eggs) are largely classified as secondary pollution. Primary pollution represents regional characteristics depending on factors such as the type of crop (fungal substrate), the type of fungus occurring in the growing environment and the environmental conditions (eg temperature, humidity and precipitation).

트리코테센 마이코톡신은 보리, 밀, 호밀, 귀리 및 옥수수와 같은 주요 곡물을 오염시키는 대표적인 마이코톡신이다. 대표적인 트리코테센 마이코톡신으로는 데옥시니발레놀 (DON), 니발레놀 (NIV) 및 T-2 독소 (T-2)가 있다. 이들을 주로 생산하는 진균인 푸사리움 그라미네아룸 (Fusariumgraminearum), 푸사리움 쿨모룸 (F.culmorum) 및 푸사리움 스포로트리키오이데스 (F.sporotrichioides)는 통상적으로 토양에 존재하고, 온도, 습도 및 강수량과 같은 자연 조건이 만족스러우면 작물을 쉽게 감염시켜, 작물의 마이코톡신 오염이 확산되게 한다.Tricortesene mycotoxins are representative mycotoxins that contaminate major grains such as barley, wheat, rye, oats and corn. Representative tricortesene mycotoxins include deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), and T-2 toxin (T-2). The fungi that produce them, Fusarium gramminearum, F. culmorum, and F. sporotrichioides, are commonly present in soil, and are commonly found in temperature, humidity, and precipitation. Satisfaction of such natural conditions can easily infect crops, causing the mycotoxin contamination of the crops to spread.

식품 및 사료의 오염을 방지하기 위한 목적으로, 식품 및 사료 내의 트리코테센 마이코톡신의 잔류 농도에 관한 규제가 많은 나라에서 채택된다. 따라서, 식품 및 사료 내의 트리코테센 마이코톡신을 신속하고 정확하게 정량하는 것이 중요하다. 또한 트리코테센의 독소가 가장 높은 농도로 제일 먼저 노출되는 세포가 장 점막상피 세포이기 때문에 인체 상피세포를 기반으로 하는 트리코테센의 정량분석방법이 절실히 필요한 상태이다.
For the purpose of preventing contamination of foods and feeds, regulations on the residual concentrations of tricortesene mycotoxin in foods and feeds are adopted in many countries. Therefore, it is important to quickly and accurately quantify trichothecene mycotoxin in foods and feeds. In addition, since the first cells to be exposed to the highest concentration of trichothecene are intestinal mucosal epithelial cells, the quantitative analysis method of trichothecene based on human epithelial cells is urgently needed.

상기의 필요성을 인지하고, 본 발명자들은 트리코테센이 인체 상피세포에서 소포체 스트레스를 유도함을 발견하고, 이를 바탕으로 분비형 알칼리 포스포타아제를 항시 발현하는 인체 상피 세포주를 이용하여 소포체 스트레스 유발 물질을 검출할 수 있는 바이오 모니터링법을 개발함으로써, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Recognizing the necessity of the above, the present inventors found that tricortesene induces vesicle stress in human epithelial cells, and based on this, a vesicle stress-inducing substance is detected using a human epidermal cell line expressing secretory alkaline phosphatase at all times. By developing a bio-monitoring method that can be achieved, the present invention has been completed.

따라서 본 발명의 목적은 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP) 발현 벡터를 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a secreted alkaline phosphatase (SEAP) expression vector.

본 발명의 다른 목적은 SEAP를 항시 발현하는 인간 상피 세포주를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a human epithelial cell line expressing SEAP at all times.

본 발명의 또 다른 목적은 소포체 스트레스 유발 물질 검출용 조성물 및 검출 방법을 제공하는데 있다.
Still another object of the present invention is to provide a composition and a method for detecting the vesicle stress-inducing substance.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은 SV40 프로모터, 하이그로마이신 (hygromycin) 유전자 및 알칼리 포스파타아제 (alkaline phosphatase) 유전자로 구성된 분비형 알칼리 포스파타아제 발현 벡터를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a secretion type alkaline phosphatase expression vector consisting of the SV40 promoter, hygromycin gene and alkaline phosphatase gene.

상기 발현벡터는 도 2A의 구조를 갖는 것이 바람직하다.The expression vector preferably has the structure of Figure 2A.

또한 본 발명은 상기 발현벡터가 도입된, 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP)를 항시 발현하는 인간 상피 세포주를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a human epithelial cell line expressing secreted alkaline phosphatase (SEAP), wherein the expression vector is introduced.

상기 상피 세포주는 인간 소장 상피세포인 것이 바람직하다.The epithelial cell line is preferably a human small intestinal epithelial cell.

또한 본 발명은 상기 인간 상피 세포주를 포함하는 소포체 스트레스 유발 물질 검출용 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a composition for detecting the endoplasmic reticulum stress-inducing substance comprising the human epidermal cell line.

상기 소포체 스트레스 유발물질은 곰팡이 독소인 것이 바람직하다.The endoplasmic reticulum stressor is preferably a fungal toxin.

상기 곰팡이 독소는 8-케토 트리코테센이 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 데옥시니발레놀 (DON), 3-아세틸 DON, 15-아세틸 DON, 니발레놀 또는 4-아세틸 니발레놀이다.The fungal toxin is preferably 8-keto tricortesene, more preferably deoxynivalenol (DON), 3-acetyl DON, 15-acetyl DON, nivalenol or 4-acetyl nivalenol.

본 발명의 상기 조성물은 키트 또는 마이크로어레이 형태로 사용될 수 있다.The composition of the present invention can be used in the form of a kit or microarray.

또한 본 발명은 (a) 제 4항의 조성물에 검사하고자 하는 시료를 첨가하여 반응시키는 단계; 및 (b) 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP) 의 분비 변화를 관찰하는 단계; 를 포함하는 소포체 스트레스 유발물질 검출 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention (a) adding a sample to be tested in the composition of claim 4 to react; And (b) observing secretion changes of the secreted alkaline phosphatase (SEAP); It provides a method for detecting the endoplasmic reticulum stress containing a.

상기 방법에서, SEAP의 분비가 억제되면 시료가 소포체 스트레스 유발물질에 오염되었다고 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method, if the secretion of SEAP is suppressed may further comprise determining that the sample is contaminated with the endoplasmic reticulum stress causing material.

상기 시료는 소포체 스트레스 유발물질에 오염되었는지 여부를 확인하고자 하는 식품, 곡류 또는 사료일 수 있다.The sample may be food, grain or feed to determine whether it is contaminated with the endoplasmic reticulum stress causing material.

상기 소포체 스트레스 유발물질은 곰팡이 독소인 것이 바람직하며, 그 중 8-케토 트리코테센인 것이 더 바람직하다.
The endoplasmic reticulum stressor is preferably a fungal toxin, and more preferably 8-keto tricortesene.

본 발명에 의하면, 가장 높은 농도로 곰팡이 독소에 제일 먼저 노출되는 세포인 인체 상피 세포주를 이용하기 때문에 보다 정확하게 소포체 스트레스를 유도하는 물질을 검출할 수 있다. 또한 소포체 스트레스 유도 물질의 독성 기전작용을 이용하여 직접 모니터링하는 시스템을 구축하고, 독소의 생물학적인 정량활성 분석이 가능하게 되었는 바, 오염된 곡물을 사전에 검출하여 독소에 의해 발생하는 질병을 예방할 수 있다. 특히 세포 밖으로 분비되는 SEAP를 분석하기에 상피세포를 용해하지 않고 계속적으로 실시간으로 간편하게 활성을 측정이 가능하며, 세포기반의 정량화된 바이오에세이를 통하여 구조가 유사한 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecene) 독소들의 상대적인 독성의 정도를 나타내는 toxic equivalent factor (TEF)를 산출하는데 이용이 가능하다.According to the present invention, since the human epidermal cell line, which is the cell which is first exposed to the fungal toxin at the highest concentration, is used, it is possible to detect a substance that induces vesicle stress more accurately. In addition, by establishing a toxic mechanism of endoplasmic reticulum stress inducing substances, and by analyzing biological quantitative activity of toxins, it is possible to detect contaminated grains in advance to prevent diseases caused by toxins. have. In particular, the analysis of SEAP secreted out of the cell, it is possible to continuously measure the activity in real time without dissolving epithelial cells, and through the cell-based quantitative bioassay similar structure 8-keto trichothecene (8-keto trichothecene) Can be used to calculate the toxic equivalent factor (TEF), which indicates the relative degree of toxicity of toxins.

도 1은 HCT-8 인간 소장 상피세포에서 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecenes)의 소포체 스트레스 유도 결과를 나타낸 것이다. 1은 vehicle처리, 2는 8-케토 트리코테센 DON 처리, 3에는 15-아세틸 DON 처리, 4에는 3-아세틸 DON 처리, 5에는 NIV 처리를, 6에는 4-아세틸 NIV처리를 2분 또는 10분하였다. 도 1중 A는 세포 용해물의 웨스턴 블롯 분석를 나타낸 것으로, 인산화된 eIF2α를 정량한 그래프이다. B는 총 RNA를 추출하여 각 mRNA 의 RT-PCR 결과를 나타낸 것이다.
도 2a는 SV40 프로모터 및 하이그로마이신 저항 마커를 포함하는 SEAP 유전자 발현 플라스미드 구성을 나타낸 것이다.
도 2b는 제조된 플라스미드가 HCT-8 세포에 도입되어 안정적으로 SEAP 를 발현하고 있는지를 RT-PCR 로 확인한 결과를 나타낸 것이다. 도 2c는 소포체 스트레스 유발 물질로 알려진 thapsigargin을 처리하여 SEAP 분비 발현 결과를 확인한 것이다.
도 3은 in vitro 에서 8-케토 트리코테센의 SEAP mRNA 및 효소적 활성에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 1은 vehicle처리, 2는 8-케토 트리코테센 DON 처리, 3에는 15-아세틸 DON 처리, 4에는 3-아세틸 DON 처리, 5에는 NIV 처리를, 6에는 4-아세틸 NIV처리를 24시간동안 하였다. 그 중 A는 RNA를 RT-PCR 로 측정한 결과이고, B는 재조합 SEAP를 ID50 또는 2xID50의 양으로 8-케트 트리코테센을 처리하여 얻은 SEAP의 활성도 결과이다.
도 4는 8-케토 트리코테센 중 DON, 15-아세틸 DON, 3-아세틸 DON, NIV 및 4-아세틸 NIV를 각각 SEAP 발현 세포에 처리하여 SEAP의 활성을 나타낸 것이다. 상대적인 SEAP 활성은 전체 단백질에 대해서 배지 안에서의 SEAP 활성정도를 %로 계산하였으며, 모든 실험은 3번씩 반복하였다.
도 5는 SEAP 기반 DON 모니터링법에서 곡물 매트릭스 효과를 나타낸 것이다. DON 을 함유하는 옥수수 (A) 또는 벼 (B)와 SEAP 발현 세포주를 반응시켜, 실제 DON 양과 SEAP 기반 바이오 모니터링법에서 측정된 DON 양의 상관관계를 확인하였다.
Figure 1 shows the endoplasmic reticulum stress induced results of 8-keto trichothecenes in HCT-8 human small intestinal epithelial cells. 1 for vehicle treatment, 2 for 8-keto tricortesene DON treatment, 3 for 15-acetyl DON treatment, 4 for 3-acetyl DON treatment, 5 for NIV treatment, 6 for 4-acetyl NIV treatment for 2 or 10 minutes It was. Figure 1 A shows the Western blot analysis of cell lysates, which is a graph quantifying phosphorylated eIF2α. B extracts the total RNA and shows the RT-PCR result of each mRNA.
FIG. 2A shows the SEAP gene expression plasmid construct comprising the SV40 promoter and hygromycin resistance marker.
Figure 2b shows the result confirmed by RT-PCR whether the prepared plasmid is introduced into HCT-8 cells and stably expresses SEAP. Figure 2c confirms the result of SEAP secretion by treating thapsigargin known as endoplasmic reticulum stress-inducing material.
Figure 3 shows the effect on the SEAP mRNA and enzymatic activity of 8-keto tricortesene in vitro. 1 is vehicle treatment, 2 is 8-keto tricortesene DON treatment, 3 is 15-acetyl DON treatment, 4 is 3-acetyl DON treatment, 5 is NIV treatment, and 6 is 4-acetyl NIV treatment for 24 hours. Among them, A is the result of measuring RNA by RT-PCR, and B is the result of the activity of SEAP obtained by treating recombinant SEAP with 8-ket tricortesene in an amount of ID 50 or 2 × ID 50.
4 shows the activity of SEAP by treating SEAP expressing cells with DON, 15-acetyl DON, 3-acetyl DON, NIV and 4-acetyl NIV, respectively, in 8-keto trichothecene. Relative SEAP activity was calculated as a percentage of SEAP activity in the medium relative to the total protein, and all experiments were repeated three times.
Figure 5 shows the grain matrix effect in the SEAP-based DON monitoring method. Corn (A) or rice (B) containing DON was reacted with SEAP expressing cell lines to confirm the correlation between actual DON amount and DON amount measured by SEAP-based biomonitoring.

본 발명은 SV40 프로모터, 하이그로마이신 (hygromycin) 유전자 및 알칼리 포스파타아제 (alkaline phosphatase) 유전자로 구성된 분비형 알칼리 포스파타아제 발현 벡터에 관한 것이다.
The present invention relates to a secreted alkaline phosphatase expression vector consisting of the SV40 promoter, hygromycin gene and alkaline phosphatase gene.

바람직하게, 본 발현벡터는 pGL3 컨트롤 벡터 (control vector) (Promega company)를 기본 틀로 하여, SV40 프로모터 (위치: 48-250bp), 삽입된 SEAP (위치: 280-1854bp), 삽입된 하이그로마이신 (Hygromycin) 내성유전자 (위치: 2362-3960bp), Amp 내성유전자 (위치: 5044-5904bp)등의 요소를 갖고 있으며, SV40 프로모터 작용에 의해서 항시적으로 SEAP의 발현이 되도록 했으며, 벡터자체 내에 특히, 하이그로마이신 내성 유전자를 넣어서 2주간 선별하여 항시발현 상피 세포주를 창출하는데 용이하도록 벡터를 설계할 수 있다.
Preferably, the expression vector is based on the pGL3 control vector (Promega company), the SV40 promoter (position: 48-250bp), inserted SEAP (position: 280-1854bp), inserted hygromycin ( Hygromycin) resistance gene (position: 2362-3960bp), Amp resistance gene (position: 5044-5904bp) and other elements, SE40 is constantly expressed by the action of the SV40 promoter, in the vector itself, especially high Vectors can be designed to facilitate the generation of constitutively expressed epithelial cell lines by incorporating a gromycin resistance gene for 2 weeks.

본 발명의 가장 바람직한 발현 벡터 구조는 도 2A 에 나타난 구조와 같다.The most preferred expression vector structure of the present invention is the same as the structure shown in Figure 2A.

본 발명에서, "벡터(vector)"는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 벡터는 플라스미드, 파지 입자 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질전환되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드(plasmid)" 및 "벡터(vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 플라스미드 벡터는 (a) 숙주세포당 수백 개의 플라스미드 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 플라스미드 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 하는 항생제 내성 유전자 및 (c) 외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터 (oligonucleotide adaptor) 또는 링커 (linker)를 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션 (ligation)할 수 있다.In the present invention, "vector" refers to a DNA preparation containing a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing DNA in a suitable host. Vectors can be plasmids, phage particles or simply potential genomic inserts. Once transformed into the appropriate host, the vector can replicate and function independently of the host genome, or in some cases can be integrated into the genome itself. Since plasmids are the most commonly used form of current vectors, "plasmid" and "vector" are sometimes used interchangeably in the context of the present invention. Plasmid vectors include (a) the initiation of replication to efficiently replicate to include hundreds of plasmid vectors per host cell, (b) antibiotic resistance genes to allow selection of host cells transformed with plasmid vectors, and (c ) It has a structure including restriction enzyme cleavage site where foreign DNA fragment can be inserted. Although no appropriate restriction enzyme cleavage site is present, the use of synthetic oligonucleotide adapters or linkers according to conventional methods facilitates ligation of the vector and foreign DNA.

본 발명의 일 실시예에서는, pGL4.14에서 하이그로마이신 유전자 (SalI/BamHI)를 pGL3 컨트롤 벡터로 옮기고, 이 plasmid L은 세포 내 luciferase assay용 세포주를 만드는데 이용하였다. 분비용 리포터시스템 구축을 위하여 pSEAP2-basic 벡터에서 알칼리 포스파타아제 (alkaline phosphatase) 유전자를 분리하여 HindIII/HpaI위치의 plasmid L에 다시 클로닝 하였다 (Plasmid P, pSEAP, 도 2). 따라서 본 발명의 벡터는 모두 하이그로마이신 유전자를 소유하기에 안정 세포주 (stable cell line)의 구축이 가능하다.
In one embodiment of the present invention, the hygromycin gene (SalI / BamHI) was transferred to pGL3 control vector in pGL4.14, and this plasmid L was used to make a cell line for intracellular luciferase assay. Alkaline phosphatase genes were isolated from pSEAP2-basic vector and cloned back into plasmid L at HindIII / HpaI position (Plasmid P, pSEAP, FIG. 2) to establish a secretory reporter system. Therefore, all of the vectors of the present invention possess a hygromycin gene, thus enabling the construction of a stable cell line.

또한 본 발명은 상기 발현벡터가 도입된 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP)를 항시 발현하는 인간 상피 세포주에 관한 것이다.The present invention also relates to a human epithelial cell line which always expresses the secreted alkaline phosphatase (SEAP) into which the expression vector is introduced.

발현벡터를 주입하는 형질전환은 Sambrook, et. al., supra의 1.82 섹션에 기술된 칼슘 클로라이드 방법을 사용해서 용이하게 달성될 수 있다. 선택적으로, 전기천공법 (electroporation)(Neumann, et. al., EMBO J., 1:841, 1982) 또한 이러한 세포들의 형질전환에 사용될 수 있다.Transformations injecting expression vectors are described in Sambrook, et. al., it can be readily accomplished using the calcium chloride method described in section 1.82 of supra. Alternatively, electroporation (Neumann, et. Al., EMBO J., 1: 841, 1982) can also be used for transformation of these cells.

본 발명의 일 실시예에서는 리포펙타민 (Lipofectamine) 2000을 사용하여 상기 SEAP를 항시 발현하는 플라스미드를 HCT-8 세포에 주입 (transfection)하였다.In one embodiment of the present invention, lipofectamine 2000 was used to inject the plasmid expressing the SEAP at all times into HCT-8 cells.

바람직하게는 본 발명의 상기 세포주는 인간 소장 상피세포임이 바람직하다.
Preferably, the cell line of the present invention is preferably a human small intestinal epithelial cell.

또한 본 발명은 상기 상피 세포주를 포함하는 소포체 스트레스 유발 물질 검출용 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to a composition for detecting endoplasmic reticulum stress-inducing substance comprising the epithelial cell line.

본 발명의 일 실시예에서는 HCT-8 인간 소장 상피에서 8-케토 트리코테센은 소포체 스트레스 유발 반응을 확인하는 대표적인 방법인 eIF2α의 인산화 여부를 실험한 결과, 수분 내에 eIF2α 인산화가 증가되었으며, GRP78은 발현이 감소되었고, ATF6는 발현이 증가하였다. 또한 본 발명에서는 트리코테센으로 조절되는 소포체 스트레스를 모니터링하기 위해 SEAP 리포터를 사용하여 세포-기반 에세이 시스템을 개발하였다. 소포체 스트레스 유발 물질인 8-케토 트리코테센을 SEAP-항시 발현 인간 소장 상피 세포주에 처리했을 때 SEAP의 분비가 감소되는 것을 확인함으로써 소포체 스트레스 유발 물질 검출 조성물 및 시스템을 개발하였다.In one embodiment of the present invention, as a result of testing whether phosphorylation of 8-keto tricortesene in the HCT-8 human small intestine epithelial eIF2α which is a representative method for identifying the ER stress-induced response, eIF2α phosphorylation was increased in a few minutes, GRP78 expression Decreased, and ATF6 increased in expression. In addition, the present invention has developed a cell-based assay system using the SEAP reporter to monitor the endoplasmic reticulum stress controlled by tricortesene. The vesicle stress-inducing substance detection composition and system were developed by confirming that secretion of SEAP is reduced when the vesicle stress-inducing substance 8-keto tricortesene is treated with SEAP-expressing human small intestinal epithelial cell line.

상기 조성물의 소포체 스트레스 유발물질은 곰팡이 독소가 바람직하며, 보다 바람직하게는 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecene) 이다. 8-케토 트리코테센에는 데옥시니발레놀 (DON), 3-아세틸 DON, 15-아세틸 DON, 니발레놀 또는 4-아세틸 니발레놀 등을 포함한다. The vesicle stressor of the composition is preferably a fungal toxin, and more preferably 8-keto trichothecene. 8-keto tricortesene includes deoxynivalenol (DON), 3-acetyl DON, 15-acetyl DON, nivalenol or 4-acetyl nivalenol, and the like.

상기 조성물은 키트 또는 마이크로어레이 형태로 사용될 수 있다.
The composition can be used in the form of a kit or microarray.

또한 본 발명은 (a) SEAP를 안정적으로 발현하는 인간 상피 세포주를 포함하는 조성물에 검사하고자 하는 시료를 첨가하여 반응시키는 단계; 및 (b) 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP) 의 분비 억제 정도를 관찰하는 단계; 를 포함하는 소포체 스트레스 유발물질 검출 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention comprises the steps of (a) reacting by adding a sample to be tested to a composition comprising a human epithelial cell line stably expressing SEAP; And (b) observing the degree of inhibition of secretion of secreted alkaline phosphatase (SEAP); It relates to a method for detecting endoplasmic reticulum stress containing a.

SEAP를 안정적으로 발현하는 인간 상피 세포주가 포함된 세포 배양액을 함유하는 조성물의 SEAP 발현 정도를 측정한다. 상기 세포 배양액에 소포체 스트레스 유발물질에 오염되었는지를 검사하고자 하는 시료를 첨가하여 반응시킨 후, SEAP의 발현 변화를 관찰하여 소포체 스트레스 유발물질 감염 여부를 검출할 수 있다. SEAP의 분비가 억제되면 시료가 소포체 스트레스 유발물질에 오염되었다고 판단할 수 있다. 상기 SEAP 발현 변화는 공지된 ELISA 방법으로 확인할 수 있다. The level of SEAP expression of a composition containing a cell culture containing a human epithelial cell line stably expressing SEAP is measured. After adding the sample to test whether the cell culture medium is contaminated with the endoplasmic reticulum stressor, and reacting, the expression change of SEAP can be observed to detect whether the endoplasmic reticulum stressor is infected. If the secretion of SEAP is inhibited, it can be determined that the sample is contaminated with the ER stressor. The SEAP expression change can be confirmed by a known ELISA method.

본 발명의 상기 검출 방법은 세포 배양액만을 통해 쉽게 검출할 수 있다. 상기 검사하고자 하는 시료는 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어, 식품, 곡류 또는 사료일 수 있다. 상기 소포체 스트레스 유발물질은 곰팡이 독소가 바람직하며, 더 바람직하게는 8-케토 트리코테센이다.
The detection method of the present invention can be easily detected only through the cell culture. The sample to be tested is not limited in kind, and may be, for example, food, cereal or feed. The endoplasmic reticulum stressor is preferably a fungal toxin, more preferably 8-keto tricortesene.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 자세히 설명하도록 한다. 하기 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The following examples are only for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention to those skilled in the art. Will be self-evident.

세포 배양과 시료 준비Cell Culture and Sample Preparation

HCT-8 인간 상피세포는 인간 회맹부위에서 얻었으며, 이는 American Type Culture Collection (Rockville, MD, USA)에서 구입하였다. 세포들은 37℃, 5% CO2 가습 배양기에서 열로 불활성화된 10% (v/v) 우태아 혈청 (fetal bovine serum (FBS, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)), 50 units/ml 페니실린 (penicillin (Sigma-Aldrich)) 및 50 ㎍/ml 스트렙토마이신 (streptomycin (Sigma-Aldrich))이 추가된 RPMI 배지로 (Invitrogen, Carlsbad, CA. USA) 배양하였다.HCT-8 human epithelial cells were obtained from the human assembly site, which was purchased from the American Type Culture Collection (Rockville, MD, USA). Cells were 10% (v / v) fetal bovine serum (FBS, Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo., USA) thermally inactivated in a 5% CO 2 humidified incubator at 37 ° C., 50 units / Incubated with RPMI medium (Invitrogen, Carlsbad, CA. USA) added ml penicillin (penicillin (Sigma-Aldrich)) and 50 μg / ml streptomycin (Sigma-Aldrich).

세포 수와 생존력은 혈구 계산기 (hemacytometer)를 사용하여 트립판 블루 (trypan blue (Sigma- Aldrich))를 배제함으로써 표준 분석법으로 확인하였다.
Cell number and viability were confirmed by standard assays by excluding trypan blue (Sigma-Aldrich) using a hemacytometer.

플라스미드의 구축과 트랜스펙션 (transfection)Construction and Transfection of Plasmids

pGL3 컨트롤 벡터 (control vector) (Promega, Madison, WI, USA)를 기반으로 하여 하이그로마이신 (hygromycin) 저항성을 갖고, SV40을 프로모터로 갖는 SEAP 리포터 플라스미드 (pSV40-SEAP-hyg)를 제조하였다. 보다 구체적으로는, pGL4.14에서 하이그로마이신 유전자 (SalI/BamHI)를 pGL3 컨트롤 벡터로 옮겼다. 이 plasmid L은 세포내 luciferase assay용 세포주를 만드는데 이용하고, 분비용 리포터시스템 구축을 위하여 pSEAP2-basic 벡터에서 알칼리 포스파타아제 (alkaline phosphatase) 유전자를 분리하여 HindIII/HpaI위치의 plasmid L에 다시 클로닝 하였다 (Plasmid P, pSEAP). 결국 양벡터 모두 하이그로마이신 유전자를 소유하기에 안정 세포주 (stable cell line)의 구축이 가능하였다. A SEAP reporter plasmid (pSV40-SEAP-hyg) with hygromycin resistance and SV40 as a promoter was prepared based on the pGL3 control vector (Promega, Madison, WI, USA). More specifically, the hygromycin gene (SalI / BamHI) was transferred to the pGL3 control vector in pGL4.14. The plasmid L was used to make a cell line for intracellular luciferase assay, and the alkaline phosphatase gene was isolated from pSEAP2-basic vector and cloned back into the plasmid L at the HindIII / HpaI position to establish a secretory reporter system. (Plasmid P, pSEAP). As a result, since both vectors possess the hygromycin gene, it was possible to construct a stable cell line.

리포펙타민 (Lipofectamine) 2000을 사용하여 상기 플라스미드를 HCT-8 세포에 주입 (transfection)하였다. pMX-enhanced green fluorescent protein (GFP) 벡터로 확인했을 때 플라스미드 주입 효율은 약 50%~60% 이었다. pSV40-SEAP-hyg 를 안전하게 발현하는 세포주를 얻기 위해서 400 ㎍/ml 하이그로마이신 B (hygromycin B, Invitrogen)가 포함되어 있는 완전배지에서 세포를 선택 (selection)하였다. 선택은 모노레이어 콜로니 (monolayer colonies) 가 생성될 때까지 계속 수행하였다. 단일의 발현세포주 (transfectant)가 10% 우태아 혈청 (fetal bovine serum) 및 200 ㎍/ml 하이그로마이신 B가 추가되어 있는 완전 배지 (complete medium)에서 유지되었다.
The plasmid was transfected into HCT-8 cells using Lipofectamine 2000. The plasmid injection efficiency was about 50% to 60% as determined by the pMX-enhanced green fluorescent protein (GFP) vector. Cells were selected in complete medium containing 400 μg / ml hygromycin B (Invitrogen) to obtain cell lines expressing pSV40-SEAP-hyg safely. Selection was continued until monolayer colonies were produced. A single transfectant was maintained in complete medium with 10% fetal bovine serum and 200 μg / ml hygromycin B added.

SEAP assaySEAP assay

형질변환된 HCT-8 세포를 24-웰 플레이트에 5×104 세포/웰의 농도로 seed 한 후, 다양한 농도의 트리코테센 (trichothecenes)을 37℃에서 24시간 동안 처리하였다. 모아진 배양액 (400㎕)을 5분간 65℃로 가열하고, 가열된 배양액의 상청액 100㎕를 100㎕의 2x SEAP assay buffer (2M 디에탄올아민 (diethanolamine), 1 mM MgCl2, 20 mM 1- 호모알지닌 (homoarginine) 포함)와 혼합하였다. Transformed HCT-8 cells were seeded in 24-well plates at a concentration of 5 × 10 4 cells / well, and then treated with various concentrations of trichothecenes at 37 ° C. for 24 hours. The collected culture solution (400 μl) was heated to 65 ° C. for 5 minutes, and 100 μl of the supernatant of the heated culture medium was added to 100 μl of 2 × SEAP assay buffer (2M diethanolamine, 1 mM MgCl 2 , 20 mM 1-homoal). (Including homoarginine).

혼합물을 10분간 37℃에서 배양시킨 후 1x SEAP assay buffer에 용해된 120mM p-니트로페닐인산염 20㎕를 첨가함으로써 반응을 마쳤다. 최종 혼합물은 15분간 37℃에서 더 암배양시켰다. 반응혼합물의 흡광도는 ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) reader (Molecular devices, Sunnyvale, CA, USA)로 405 nm에서 측정하였다
After the mixture was incubated at 37 ° C. for 10 minutes, the reaction was completed by adding 20 μl of 120 mM p-nitrophenyl phosphate dissolved in 1 × SEAP assay buffer. The final mixture was further incubated at 37 ° C. for 15 minutes. The absorbance of the reaction mixture was measured at 405 nm with an ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) reader (Molecular devices, Sunnyvale, CA, USA).

웨스턴 블롯 분석 (Western immunoblot analysis)Western immunoblot analysis

단백질 발현 레벨은 웨스턴 블롯을 이용하여 비교하였다. 세포들은 차가운 인산염 버퍼로 씻은 후 끓는 용해 버퍼 [1% (w/v) sodium dodecyl sulfate, 1.0 mM sodium ortho-vanadate, and 10 mM Tris, pH 7.4]로 용해시키고, 5초간 초음파 처리하였다.Protein expression levels were compared using Western blot. Cells were washed with cold phosphate buffer and lysed with boiling lysis buffer [1% (w / v) sodium dodecyl sulfate, 1.0 mM sodium ortho-vanadate, and 10 mM Tris, pH 7.4] and sonicated for 5 seconds.

단백질을 포함하고 있는 용해물은 BCA protein assay kit (Pierce, Rockford, IL, USA)를 이용하여 정량화하였다. 단백질의 50㎍을 미니-겔 전기영동 (mini-gel electrophoresis (Bio-Rad, Hercules, CA, USA))으로 분리시켰다. 단백질은 폴리비닐리덴 플루오라이드 멤브레인 (polyvinylidene fluoride membrane (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA)) 으로 이동시킨 후 블롯들을 Tris-buffered saline plus Tween 0.05% (TBST)에서 5% skim milk 로 1시간동안 bloking 하였다. 상온에서 2시간 동안 또는 4℃에서 밤새 각각의 항체로 검사 (probe) 하였다. Lysates containing proteins were quantified using a BCA protein assay kit (Pierce, Rockford, IL, USA). 50 μg of protein was isolated by mini-gel electrophoresis (Bio-Rad, Hercules, Calif., USA). The protein was transferred to a polyvinylidene fluoride membrane (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA) and the blots were transferred from Tris-buffered saline plus Tween 0.05% (TBST) to 5% skim milk for 1 hour. bloking. Each antibody was probed for 2 hours at room temperature or overnight at 4 ° C.

TBST로 세 번 씻은 후, 블롯들은 이차항체 (horseradish-conjugated secondary antibody)로 1시간 동안 배양시키고, TBST로 세 번 더 씻었다. 단백질은 enhanced chemiluminescent substrates (Amersham Pharmacia Biotech)로 검출하였다.
After washing three times with TBST, the blots were incubated with horseradish-conjugated secondary antibody for 1 hour and washed three more times with TBST. Proteins were detected with enhanced chemiluminescent substrates (Amersham Pharmacia Biotech).

역전사 연쇄중합효소반응 (reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR))Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR)

RNA 을 RNeasy kit (Qiagen, Valencia, CA, USA) 로 추출하였다. 각 샘플의 RNA (100 ng)는 BD Sprint PowerScript (Clontech, Mountain View, CA, USA)에 의해 cDNA로 전사 (transcribe)되었다. 하기의 프라이머를 사용하여 Mycycler thermal cycler (Bio-Rad)에서 Takara HS ExTaq DNA Polymerase (Takara Bio, Shiga, Japan)로 증폭시켰다.
RNA was extracted with RNeasy kit (Qiagen, Valencia, CA, USA). RNA (100 ng) of each sample was transcribed into cDNA by BD Sprint PowerScript (Clontech, Mountain View, CA, USA). The following primers were used to amplify with Takara HS ExTaq DNA Polymerase (Takara Bio, Shiga, Japan) in a Mycycler thermal cycler (Bio-Rad).

<사용한 프라이머><Primer used>

- SEAP의 포워드 프라이머 (forward primer): 5'-GGTGAACCGCAACTGGTACT-3'; 서열번호 1Forward primer of SEAP: 5'-GGTGAACCGCAACTGGTACT-3 '; SEQ ID NO: 1

SEAP의 리버스 프라이머 (reverse primer): 5'-CATGAGATGGGTCACAGACG -3'; 서열번호 2
Reverse primer of SEAP: 5'-CATGAGATGGGTCACAGACG-3 '; SEQ ID NO: 2

- 인간 글리세르알데히드-3-인산 탈수소효소 (human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: GAPDH)의 포워드 프라이머 : 5'-TCA ACG GAT TTG GTC GTA TT-3'; 서열번호 3Forward primers of human g lyceraldehyde- 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH): 5'-TCA ACG GAT TTG GTC GTA TT-3 '; SEQ ID NO: 3

인간 글리세르알데히드-3-인산 탈수소효소의 리버스 프라이머 :5'-CTG TGG TCA TGA GTC CTT CC-3'; 서열번호 4
Reverse primer of human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: 5'-CTG TGG TCA TGA GTC CTT CC-3 '; SEQ ID NO: 4

본 발명에서 실험을 통해 얻은 데이터는 SigmaStat for Windows (Jandel Scientific, San Rafael, CA, USA)를 사용하여 통계적으로 분석하였다. 데이터의 두 그룹을 비교하기 위해 Student't test를 수행하였다. 여러 그룹을 분석하기 위해서 Student-ewman-euls (SNK) 방법에 의한 쌍별 비교 (pairwise comparisons)와 ANOVA를 수행하였다.
Data obtained through experiments in the present invention was statistically analyzed using SigmaStat for Windows (Jandel Scientific, San Rafael, CA, USA). Student ' t test was performed to compare two groups of data. To analyze several groups, pairwise comparisons and ANOVA by Student-ewman-euls (SNK) method were performed.

실시예 1: HCT-8세포에서 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecenes)의 소포체 스트레스 유발 확인Example 1: Confirmation of vesicle stress induction of 8-keto trichothecenes in HCT-8 cells

본 발명에서는 탐지된 8-keto 트리코테센 (8-keto trichothecenes) [데옥시니발레놀 (deoxynivalenol (DON), 15-아세틸 DON (15-acetyl DON), 3-아세틸 DON (3-acetyl DON), 니발레놀 (nivalenol (NIV)) 및 4-아세틸 NIV (4-acetyl NIV)]의 eIF2α 인산화에 대한 주요 효과를 HCT-8 인간 소장 상피세포에서 확인하였다. 모든 트리코테센은 수분 내에 eIF2α인산화를 증가시켰다 (도 1A). 실험에 사용된 HCT-8는 주로 미생물의 감염과 염증 반응에 사용되는 인간 상피세포 모델이다. 또한 HCT-8 세포가 유래된 인간 소장의 회맹부위는 트리코테센 감염의 주요 타겟부분이다 (Avantaggiato et al., 2004; Obremski et al., 2008). 소포체 스트레스의 다른 대표적인 마커로서, GRP78, ATF6 및 IRE1α를 각각의 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecenes)의 존재 여부 평가에 사용하였다. 소포체 특이적인 샤페론 GRP78은 8-케토 트리코테센에 의해 억제됨을 확인할 수 있었다 (도 1B). 또한 소포체 센서로서, 모든 독소에 의해 ATF6은 유도되었으며, IRE1α의 발현도 HCT-8 세포안에서 달라졌다.
In the present invention, the detected 8-keto trichothecenes (deoxynivalenol (DON), 15-acetyl DON (15-acetyl DON), 3-acetyl DON (3-acetyl DON), The main effects of nivalenol (NIV) and 4-acetyl NIV on eIF2α phosphorylation were identified in HCT-8 human small intestinal epithelial cells All tricotenes increased eIF2α phosphorylation in minutes (Fig. 1A) HCT-8 used in the experiment is a human epithelial cell model mainly used for microbial infection and inflammatory response. (Avantaggiato et al. , 2004; Obremski et al. , 2008) As other representative markers of endoplasmic reticulum stress, GRP78, ATF6 and IRE1α were used to assess the presence of each 8-keto trichothecenes. Vesicle-specific chaperone GRP78 was applied to 8-keto tricortesene. Was confirmed that it inhibited (Fig. 1B). In addition, as an ER sensor, was ATF6 is induced by all toxin, was expressed in IRE1α also vary in the HCT-8 cells.

실시예 2: 분비 단백질-기반 리포터를 안정적으로 발현하는 세포주 확인Example 2: Identification of Cell Lines Stably Expressing Secretory Protein-Based Reporters

소포체 스트레스에 세포들이 파괴된 단백질 합성, 접힘, 분비 및 분해를 함으로써 반응하기 때문에 세포 내 분비 기전의 감소는 소포체 스트레스의 주요 과정이다. 본 발명에서는 트리코테센으로 조절되는 소포체 스트레스를 모니터링하기 위해 SEAP 리포터를 사용하여 세포-기반 에세이 시스템을 개발하였다. SV40 프로모터로 활성된 SEAP 리포터 유전자로 플라스미드 (plasmid) 를 구성하였다. 또한 HCT-8 세포에서 안정적인 발현을 위해 하이그로마이신 선택 마커를 삽입하였다 (도 2A). Reduction of intracellular secretion mechanisms is a major process of endoplasmic reticulum stress because cells react to endoplasmic reticulum stress by disrupting protein synthesis, folding, secretion and degradation. In the present invention, a cell-based assay system was developed using the SEAP reporter to monitor vesicle stress regulated by tricortesene. Plasmids were constructed with the SEAP reporter gene activated with the SV40 promoter. In addition, hygromycin selection markers were inserted for stable expression in HCT-8 cells (FIG. 2A).

도입된 SEAP 유전자의 증폭을 위해 특정한 프라이머로 RT-PCR 함으로써 형질감염된 세포에서 SEAP mRNA 가 항시 생산됨을 확인하였다 (도 2B). 바이오 모니터링 에세이 (assay)의 양성 대조군으로써, 소포체 스트레스로 인해 생성되는 thapsigargin 물질을 SEAP 분비 억제 효과 확인을 위해 사용하였다. 감소된 SEAP 단백질의 감소는 바이오 모니터링 에세이에서 소포체 스트레스 물질의 화학적 양과 강한 상관관계를 가졌다 (도 2C). RT-PCR with specific primers for the amplification of the SEAP gene introduced confirmed that SEAP mRNA was always produced in the transfected cells (FIG. 2B). As a positive control of the bio-monitoring assay, thapsigargin material produced by endoplasmic reticulum stress was used to confirm the effect of inhibiting SEAP secretion. Reduced SEAP protein reduction correlated strongly with the chemical amount of the endoplasmic reticulum stressor in the biomonitoring assay (FIG. 2C).

트리코테센은 리보솜 기능을 방해함으로써 단백질 생합성을 억제한다는 점이 알려져 있으므로, 상기 모니터링법에서 SEAP의 변화가 독소에 의한 번역 (translation) 억제로 인한 것일 수도 있을 것이다. 따라서 이러한 가능성을 배제하기 위해 양성 대조군의 전체 단백질에 대한 SEAP의 활성 정도를 % 비율로 측정하였다. Tricotesene is known to inhibit protein biosynthesis by disrupting ribosomal function, so the change in SEAP in this monitoring method may be due to inhibition of translation by toxin. Therefore, in order to rule out this possibility, the degree of activity of SEAP on the total protein of the positive control group was measured in% ratio.

또한 SEAP 활성은 전사 (transcription), 변화된 효소 활성과 같은 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 발명에서는 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecenes)을 SEAP mRNA 레벨의 억제 능력 측정을 위해 사용하였다 (도 3A).SEAP activity can also be influenced by various factors such as transcription, altered enzyme activity. In the present invention 8-keto trichothecenes (8-keto trichothecenes) was used to measure the inhibitory capacity of SEAP mRNA levels (Fig. 3A).

그러나 새롭게 합성된 SEAP 전사물은 트리코테센 처리에 의해 억제되지 않았다. 니발레놀 (nivalenol) 또는 4-아세틸 니발레놀과 같은 트리코테센은 오히려 SEAP mRNA 레벨을 더 높였다. 또한 트리코테센 (DON 및 이의 유도체)은 SEAP의 효소적 활성 자체를 변화시키지 않았다 (도 3B).However, the newly synthesized SEAP transcripts were not inhibited by tricortesene treatment. Tricortesene, such as nivalenol or 4-acetyl nivalenol, rather raised SEAP mRNA levels. Tricortesene (DON and its derivatives) also did not alter the enzymatic activity of SEAP itself (FIG. 3B).

즉, SEAP를 항시 분비하는 인간 소장 상피세포주는 외부 소포체 스트레스를 모니터링하기 위해 만들어졌으며, SEAP의 전사 및 효소적 활성은 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecenes) 곰팡이 독소에 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다.
In other words, the human small intestinal epithelial cell line secreting SEAP was made to monitor external endoplasmic reticulum stress, and the transcriptional and enzymatic activity of SEAP was not affected by 8-keto trichothecenes fungal toxin. Could.

실시예 3: 8-케토 트리코테센 (8-keto trichothecenes) 소포체 스트레스 매개 SEAP 바이오 모니터링Example 3: 8-keto trichothecenes endoplasmic reticulum stress mediated SEAP biomonitoring

8-케토 트리코테센은 소포체 스트레스를 유발하며, 독소로 유발된 세포반응은 SEAP리포터 활성을 측정하여 분석하였다. DON, 3-아세틸 DON (3-acetyl DON) 및 15-아세틸 DON (15-acetyl DON)은 농도 의존적으로 SEAP의 분비를 억제시켰으며, 독소의 양과 HCT-8 세포에서 SEAP의 활성은 음의 상관관계를 가졌다 (도 4A~4C). DON 노출의 상호관계는 강력한 회귀 계수 (r= -0.9978)로 나타났으며, 3-아세틸 DON 및 15-아세틸 DON에 따라 더 높은 결과를 얻었다. 세포-기반 바이오 모니터링법은 DON 및 이의 유도체와 유사한 패턴을 가지는 NIV 및 이의 유도체인 4-아세틸 니발레놀 (푸살레온-X, fusarenon X)에 의한 소포체 스트레스 확인에도 사용할 수 있었다 (도 4D 및 4E). 8-keto trichothecene induces endoplasmic reticulum stress and toxin-induced cellular responses were analyzed by measuring SEAP reporter activity. DON, 3-acetyl DON, and 15-acetyl DON inhibited secretion of SEAP in a concentration-dependent manner, with a negative correlation between the amount of toxin and SEAP activity in HCT-8 cells. Had a relationship (FIGS. 4A-4C). The correlation of DON exposure was shown by a strong regression coefficient (r = -0.9978), with higher results according to 3-acetyl DON and 15-acetyl DON. Cell-based bio-monitoring could also be used to identify endoplasmic reticulum stress by NIV and its derivative 4-acetyl nivalenol (fusarenon-X, fusarenon X) having a pattern similar to DON and its derivatives (FIGS. 4D and 4E). ).

상기 바이오 에세이는 대조 용액인 디메틸설폭사이드 (dimethylsulfoxide (DMSO))에서 트리코테센을 사용하여 수행하였으므로, SEAP 활성 측정을 정확히 하기 위해 매트릭스 (matrix) 효과를 고려한 곡물 내 독소를 실험에 사용할 필요가 있었다.Since the bioassay was performed using tricothecene in the control solution dimethylsulfoxide (DMSO), it was necessary to use toxins in the grain in consideration of the matrix effect in order to accurately measure the SEAP activity.

대조 옥수수와 벼 곡물 추출물과 DON을 섞어 SEAP 모니터링에 사용하였다. 생물의 매트릭스 (matrix) 자체는 SEAP 활성능력을 가지고 있기 때문에 곡물 추출물에서의 기초 SEAP 활성레벨은 DMSO 용액에서보다 더 높았다.Control corn, rice grain extract and DON were mixed and used for SEAP monitoring. Since the matrix of the organism itself has SEAP activity, the basal SEAP activity level in grain extracts was higher than in DMSO solution.

곡물 매트릭스에서 DON 농도에 따른 SEAP 활성은 음의 상관관계를 가졌어도 표준 매트릭스에서 측정된 DON 양은 실제 독소의 양과 달랐으며, 매트릭스 효과 식을 유추해낼 수 있었다 (도 5). SESAP 에세이 시스템에서 DMSO 표준 매트릭스에 대한 옥수수 또는 벼의 상대적인 매트릭스 효과는 각각 0.70, 0.90 이었다. 매트릭스 효과를 고려하여 오염된 곡물 내 8-케토 트리코테센은 SEAP 모니터링 법을 사용하여 검출할 수 있다. 또한 상기 에세이의 최소 민감성은 4 ng/ml의 트리코테센으로, 이는 곡물에서 20 ppb DON 과 상응한다.Although SEAP activity was negatively correlated with DON concentration in the grain matrix, the amount of DON measured in the standard matrix was different from that of the actual toxin, and the matrix effect equation could be derived (FIG. 5). The relative matrix effect of corn or rice on the DMSO standard matrix in the SESAP assay system was 0.70 and 0.90, respectively. Considering the matrix effect, 8-keto tricortesene in contaminated grains can be detected using the SEAP monitoring method. In addition, the minimum sensitivity of the assay is 4 ng / ml of tricortesene, which corresponds to 20 ppb DON in cereals.

<110> Pusan National University Industry-University Cooperation Foundation <120> A method for detecting agent inducing endoplasmic reticulum stress <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer for SEAP <400> 1 ggtgaaccgc aactggtact 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer for SEAP <400> 2 catgagatgg gtcacagacg 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer for human GAPDH <400> 3 tcaacggatt tggtcgtatt 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer for human GAPDH <400> 4 ctgtggtcat gagtccttcc 20 <110> Pusan National University Industry-University Cooperation Foundation <120> A method for detecting agent inducing endoplasmic reticulum          stress <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer for SEAP <400> 1 ggtgaaccgc aactggtact 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer for SEAP <400> 2 catgagatgg gtcacagacg 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer for human GAPDH <400> 3 tcaacggatt tggtcgtatt 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer for human GAPDH <400> 4 ctgtggtcat gagtccttcc 20

Claims (14)

SV40 프로모터, 하이그로마이신 (hygromycin) 유전자 및 알칼리 포스파타아제 (alkaline phosphatase) 유전자로 구성된 분비형 알칼리 포스파타아제 발현 벡터. A secreted alkaline phosphatase expression vector consisting of the SV40 promoter, hygromycin gene and alkaline phosphatase gene. 제 1항에 있어서, 상기 발현 벡터는 도 2A의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발현 벡터.The expression vector of claim 1, wherein the expression vector has the structure of FIG. 2A. 제 1항의 발현벡터가 도입된, 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP)를 항시 발현하는 인간 상피 세포주.The type of vector is introduced claim 1. expressed, secreted alkaline phosphatase human epithelial cell line which constantly expresses a (SEAP). 제 3항에 있어서, 상기 상피 세포주는 소장 상피 세포인 것을 특징으로 하는 인간 상피 세포주.4. The human epithelial cell line of claim 3, wherein said epithelial cell line is a small intestine epithelial cell. 제 3항 또는 제 4항의 상피 세포주를 포함하는 소포체 스트레스 유발 물질 검출용 조성물.A composition for detecting a vesicle stress-inducing substance comprising the epithelial cell line of claim 3 or 4. 제 5항에 있어서, 상기 소포체 스트레스 유발 물질은 곰팡이 독소인 것을 특징으로 하는 조성물.6. The composition of claim 5, wherein the endoplasmic reticulum stressor is a fungal toxin. 제 6항에 있어서, 상기 곰팡이 독소는 8-케토 트리코테센인 것을 특징으로 하는 조성물.7. The composition of claim 6, wherein the fungal toxin is 8-keto tricortesene. 제 7항에 있어서, 상기 8-케토 트리코테센은 데옥시니발레놀 (DON), 3-아세틸 DON, 15-아세틸 DON, 니발레놀 또는 4-아세틸 니발레놀인 것을 특징으로 하는 조성물.8. The composition of claim 7, wherein said 8-keto tricortesene is deoxynivalenol (DON), 3-acetyl DON, 15-acetyl DON, nivalenol or 4-acetyl nivalenol. 제 5항에 있어서, 상기 조성물은 키트 또는 마이크로어레이 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.6. The composition of claim 5, wherein the composition is used in the form of a kit or microarray. (a) 제 5항의 조성물에 검사하고자 하는 시료를 첨가하여 반응시키는 단계; 및
(b) 분비형 알칼리 포스파타아제 (SEAP) 의 분비 변화를 관찰하는 단계;
를 포함하는 소포체 스트레스 유발물질 검출 방법.
(a) reacting by adding a sample to be tested to the composition of claim 5; And
(b) observing secretion changes of secreted alkaline phosphatase (SEAP);
Method for detecting endoplasmic reticulum stress comprising a.
제 10항에 있어서, SEAP의 분비가 억제되면 시료가 소포체 스트레스 유발물질에 오염되었다고 판단하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 검출 방법.The method of claim 10, further comprising determining that the sample is contaminated with the endoplasmic reticulum stressor when secretion of SEAP is inhibited. 제 10항에 있어서, 상기 시료는 식품, 곡류 또는 사료인 것을 특징으로 하는 검출 방법.The detection method according to claim 10, wherein the sample is food, grain or feed. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소포체 스트레스 유발물질은 곰팡이 독소인 것을 특징으로 하는 검출 방법.13. The detection method according to any one of claims 10 to 12, wherein the endoplasmic reticulum stressor is a fungal toxin. 제 13항에 있어서, 상기 곰팡이 독소는 8-케토 트리코테센인 것을 특징으로 하는 검출 방법.




The method of claim 13, wherein the fungal toxin is 8-keto tricortesene.




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