KR20130078465A - 방사선 피폭 진단용 마커 ｉｇｆｂｐ-5, 그 마커의 발현수준을 측정하는 방사선 피폭 진단용 조성물, 그 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트, 및 그 마커를 이용한 방사선 피폭을 진단하는 방법 - Google Patents

방사선 피폭 진단용 마커 ｉｇｆｂｐ-5, 그 마커의 발현수준을 측정하는 방사선 피폭 진단용 조성물, 그 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트, 및 그 마커를 이용한 방사선 피폭을 진단하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인슐린형 성장인자 결합 단백질-5(IGFBP-5) 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 방사선 피폭 진단용 조성물; 그 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트; 환자의 시료 중에서 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정함으로써 방사선 피폭을 진단하는 방법; IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 증가된 시료를 선택함으로써 방사선 민감성 증진제를 스크리닝 하는 방법; IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 감소된 시료를 선택함으로써 방사선 보호제를 스크리닝 하는 방법; IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제(agonist)을 포함하는 방사선 민감성 증진용 조성물; 및 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 억제제(antagonist)를 포함하는 방사선 보호용 조성물을 제공한다.

Description

방사선 피폭 진단용 마커 ＩＧＦＢＰ-5, 그 마커의 발현수준을 측정하는 방사선 피폭 진단용 조성물, 그 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트, 및 그 마커를 이용한 방사선 피폭을 진단하는 방법{IGFBP-5, a marker for diagnosing radiation exposure, a composition for diagnosing radiation exposure to measure the level of expression of the marker, a kit for diagnosing radiation exposure comprising the composition, and a method for diagnosing radiation exposure using the marker}
본 발명은 방사선 피폭을 진단할 수 있는 새로운 마커에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 방사선 피폭 진단용 마커, 그 마커의 발현수준을 측정하는 방사선 피폭 진단용 조성물, 그 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트, 및 그 마커를 이용한 방사선 피폭을 진단하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 교육과학기술부의 원자력연구개발사업의 일환으로 수행한 연구[과제고유번호: 20110002359, 과제명: 방사선 생물학적 신호의 규명을 통한 방사선 반응의 조절기술개발]로부터 도출된 것이다.
생체를 구성하고 있는 기본단위인 세포에는 중심에 핵이 있으며 핵 내에는 세포의 기능과 생식 등의 통제 역할을 하는 염색체가 있고 염색체는 핵산(DNA)이 길게 연결된 구조로 되어 있다. 방사선이 핵산의 화학적 결합을 분리시켜 손상시킬 경우 핵산은 정상적인 기능을 상실하게 된다. 이와 같이 핵산 손상이 심할 경우에는 세포가 정상기능을 상실하여 죽게 되며, 핵산의 손상이 세포의 생존과 직접 연관되지 않는 경우에는 세포는 죽지 않으나 핵산구조 변화를 가져오게 된다. 이런 세포의 변화는 조직의 손상, 가시적인 신체 변화를 야기할 수 있다.
방사선 피폭은 자연방사선에 의한 노출, 환경오염에 의한 노출, 항암치료 등과 같은 의학적 노출에 의해 발생한다. 특히, 방사선 항암 치료법은 보급률이 매우 높아 현재 암 환자 중 국내의 경우 약 35%, 미국의 경우 약 50% 정도가 방사선 치료를 받고 있으며, 국내에서 방사선 치료를 받는 암환자의 수가 매년 증가하고 있는 추세에 있다.
방사선 치료는 현재 다양한 종류의 암에 필수적인 치료 방법으로 알려져 있으나, 암세포의 방사선 내성 획득, 고선량 방사선 치료시 정상 조직의 손상 등이 치료의 효율을 떨어뜨려 방사선 치료의 문제점으로 대두되어 왔다. 방사선 치료의 효과를 최대화시기 위해서 암세포 표적치료제의 개발이 요구되고 있으나, 이와 동시에 정상세포의 손상을 최소화하거나, 정상세포의 손상을 추적하여 2차적 질환을 방지하기 위한 노력이 필요하다.
방사선 피폭은 심장질환이나 암 발생의 위험을 증가시킨다. 방사선피폭에 의한 인체 손상정도를 측정하기 위해 세포학적, 유전학적인 측정법들이 지난 수십 년간 사용되어 왔다. 하지만 이러한 측정법들은 방사선에 대한 인체의 유전자 또는 세포의 손상 여부를 확인해 줄 수 있을 뿐이지, 방사선에 대한 인체 반응의 분자적 기작에 대한 정보는 제공하지는 않는다. 따라서, 방사선 피폭을 편리하고 정확하게 진단할 수 있도록 하는 마커를 찾기 위해 지금도 많은 노력이 경주되고 있다.
지난 수십 년간 방사선피폭 마커에 대한 연구는 주로 암에 집중되어 왔지만 최근 들어 방사선에 노출된 정상 조직에서 발견될 수 있는 피폭마커를 찾는 연구로 더욱 확대되었다. 이러한 피폭 마커는 원전사고, 테러 또는 방사선치료에 의한 피폭에 따른 인체의 영향과 예후판단에 중요하게 사용될 수 있을 것이다.
단백질은 세포의 가장 기본적인 기능단위이며 소변이나 혈액에서 쉽게 채집할 수 있고, 항원 항체반응의 특이성을 이용하여 체액이나 세포 그리고 조직에서 빠르고 신뢰성 있게 정량이 가능하며, 이러한 측정법들은 자동화가 가능하다는 점에 있어서 진단용 마커로서 장점이 있다. 하지만 지금까지 아밀라아제, Flt3-L, 및 시트룰린만이 방사선피폭 마커로 제안되었다. 아밀라아제는 이하선(비특허문헌 1), Flt3-L는 골수(비특허문헌 2), 그리고 시트룰린은 소장상피조직(비특허문헌 3)에서의 방사선 피폭마커로 알려져 있다.
체내 각 장기, 세포들은 각각 방사선에 대한 민감도가 달라서 둔감한 세포는 치사량의 방사선 피폭에도 정상적인 기능을 유지하는 반면 민감한 세포는 매우 소량의 피폭으로도 쉽게 기능을 잃거나 심지어 사멸할 수도 있다. 방사선에 민감하게 손상받는 세포는 세포분열 빈도가 높은 세포, 배수성이 낮고 대사율이 높은 세포, 그리고 약하고 어린 세포들이 포함된다. 따라서, 골수구세포와 백혈구, 적혈구와 같은 혈액내 세포는 낮은 선량의 방사선 노출에도 손상을 많이 받을 수 있는 세포라 할 수 있다.
혈액내 세포와 유기적인 작용을 하면서 혈관의 항상성을 유지해 주는 중요한 세포가 혈관내피세포인데, 이 혈관내피세포의 손상은 혈관질환의 원인이 되는 중요한 세포이다. 방사선에 민감한 세포이기도 하며, 혈구를 포함하는 혈액내 세포의 변화에 민감하게 반응하는 세포이기도 하기 때문에, 방사선 노출에 의한 가시적인 신체 변화가 생기는 경우 혈관내피세포의 손상에 의한 혈관 손상 및 폐색이 나타나게 된다. 따라서, 혈관내피세포에 대한 방사선 피폭 정도를 측정하는 동시에, 방사선 피폭에 의한 손상 반응을 억제할 수 있는 방법을 고안하는 것이 매우 중요하다.
1. Van den Brenk et al., Serum amylase as a measure of salivary gland radiation damage. Hyperamylasaemia following fractionated exposure to 4 MV X rays delivered in high pressure oxygen, and effects of certain steroids on this response. Br J Radiol 1969, 42, 688-700. 2. Siegel, J. A. et al., Red marrow radiation dose adjustment using plasma FLT3-L cytokine levels: improved correlations between hematologic toxicity and bone marrow dose for radioimmunotherapy patients. J Nucl Med 2003, 44, 67-76. 3. Lutgens, L. C. et al., Citrulline: a physiologic marker enabling quantitation and monitoring of epithelial radiation-induced small bowel damage, Int J Radiat Oncol Biol Phys 2003, 57, 1067-1074.
이에 본 발명자들은 혈관내피세포에서 방사선 피폭 또는 조사 시 발현량이 변화하는 단백질 또는 그 유전자 마커를 개발하고자 연구한 결과, 혈관내피세포의 특정 유전자가 방사선 피폭에 따른 세포 손상에 관여하여 방사선 피폭에 대한 마커로서 작용할 수 있다는 것을 발견하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 방사선 피폭에 대한 새로운 유전자 또는 그 단백질 마커를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유전자 마커의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 방사선 피폭을 진단하기 위한 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 방사선 피폭에 대한 상기 유전자 마커의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 정상 대조군의 발현수준과 비교하여 방사선 피폭을 진단하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 방사선 피폭에 대한 상기 유전자 마커의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 대조군에 비해 증가 또는 감소시키는 시료를 선택하는 단계를 포함하는 방사선 민감성 증진제 또는 방사선 보호제를 스크리닝 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 방사선 피폭에 대한 상기 유전자 마커의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제 또는 억제제를 포함하는 방사선 민감성 증진용 조성물 또는 방사선 보호용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 인슐린형 성장인자 결합 단백질-5(IGFBP-5) 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 방사선 피폭 진단용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 본 발명에 따른 방사선 피폭 진단용 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
환자의 시료 중에서 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계;
상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 정상 대조군과 비교하는 단계; 및
상기 환자의 시료가 정상 대조군보다 상기 발현수준이 높을 경우 방사선 피폭으로 판정하는 단계를 포함하는, 방사선 피폭을 진단하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리하는 단계;
혈관내피세포주 내의 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 증가된 시료를 선택하는 단계를 포함하는, 방사선 민감성 증진제를 스크리닝 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리하는 단계;
혈관내피세포주 내의 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 감소된 시료를 선택하는 단계를 포함하는, 방사선 보호제를 스크리닝 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제(agonist)을 포함하는 방사선 민감성 증진용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 억제제(antagonist)를 포함하는 방사선 보호용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.
본 발명은 방사선 피폭에 대한 유전자 또는 그 단백질 마커를 발굴하기 위해 예의 연구한 결과, 혈관내피세포가 방사선에 피폭 시 IGFBP5 단백질 및 그 mRNA 발현량이 감소한다는 것을 발견하게 되어 IGFBP5의 방사선 피폭 마커로서의 용도를 발명하게 되었다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선 민감도가 높은 사람 혈관내피세포에 방사선 조사 후 IGFBP5의 발현량이 방사선에 의해 크게 변화하고, 그로 인해 방사선에 대한 손상을 갖게 하는데 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로부터 IGFBP5는 방사선 피폭 바이오마커로서 활용할 수 있는 동시에 IGFBP5 발현량을 조절하는 타겟 유전자로 하여 방사선 손상을 제어하는 약물을 개발할 수 있다. 구체적으로는 사람 혈관내피세포인 HUVECs에 방사선을 조사한 다음, 프로테오믹스 기법에 따라 동정될 수 있는 수많은 단백질 중 IGFBP5 및 그 mRNA의 발현량이 정상 대조군에 비해 유의적으로 증가한다는 것을 최초로 발견해냈다(실시예 1 ~ 3). 이러한 사람 혈관내피세포에서의 방사선 마커 IGFBP5는 혈관내피세포에서 과발현 시 방사선에 의한 세포 사멸이 촉진되고(실시예 4), 혈관내피세포에서 넉다운 시 방사선에 의한 세포 사멸이 감소되고 방사선에 의한 혈관형성능력 저해가 회복되는 것으로 확인되었다(실시예 5).
따라서, 본 발명의 일 측면은 방사선 피폭을 진단하기 위한 마커로서 사용될 수 있는 IGFBP5의 용도를 제공한다.
용어 "진단"은 병태 생리의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미하는 것이다. 본 발명에서의 진단은 방사선 피폭 여부 및/또는 그 정도를 확인하는 것이다.
용어 "진단용 마커, 진단하기 위한 마커 또는 진단 마커(diagnosis marker)"란 시험군을 정상 대조군의 조직과 비교하여 진단할 수 있는 물질로, 정상 대조군에 비해 방사선에 피폭된 군에서 증가 또는 감소를 보이는 폴리펩타이드 또는 핵산(예: mRNA 등), 지질, 당지질, 당단백질 또는 당(단당류, 이당류, 올리고당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함한다. 본 발명에서의 방사선 피폭을 진단하기 위한 마커는 정상 대조군의 혈관내피세포에 비하여, 방사선 피폭군의 혈관내피세포에서 특이적으로 높은 수준의 발현을 보이는 IGFBP5 유전자의 mRNA 및 이에 의해 코딩되는 단백질이다.
인간 IGFBP5는 인슐린형 성장인자 결합 단백질-5(Insulin-like growth factor binding protein 5)로서, 그 유전자 및 단백질 정보는 NCBI(National Center for Biotechnical Information)에 등록되어 있다[GeneBank Accession No.: NM_000599(SEQ ID NO: 1), CAG33090(SEQ ID NO: 2)].
상기 방사선 피폭에 의해 발현의 정도가 변화하는 IGFBP5 마커의 mRNA 또는 단백질 발현수준을 측정함으로써 방사선에 대한 피폭 여부 및 피폭 정도를 진단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 측면은 IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 방사선 피폭 진단용 조성물을 제공한다.
용어 "IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제"란 방사선에 피폭된 개체에서 발현이 증가되는 마커인 IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 단백질의 발현 수준을 확인함으로써 마커의 검출 및/또는 정량에 사용될 수 있는 분자를 의미하며, 일 구현예에 따르면 상기 IGFBP5 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브, 상기 IGFBP5에 특이적인 항체 또는 특이적인 결합 도메인을 갖는 부분 펩티드를 의미한다.
상기 유전자의 mRNA 발현 수준을 측정하는 제제는 일 구현예에 따르면 유전자의 mRNA에 대해 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브이며, IGFBP5 유전자의 mRNA 핵산서열이 알려져 있으므로, 당업자는 상기 서열을 바탕으로 이들 유전자의 mRANA에 대해 특이적으로 결합하는 프라미어 또는 프로브를 디자인할 수 있다.
용어 "mRNA 발현수준 측정"이란 방사선 피폭 또는 조사 정도를 진단하기 위하여 생물학적 시료에서 방사선 피폭 마커 유전자의 mRNA의 존재여부와 발현정도를 확인하는 과정으로서 mRNA양의 측정하며, 본 발명의 일 구현예에 따르면 mRNA에 대한 프라이머 또는 프로브를 이용하여 측정할 수 있다. 이를 위한 분석방법으로는 RT-PCR, 경쟁적 RT-PCR(competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA: RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting), 또는 DNA 칩 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
종래 검출 방법들을 통하여, 정상대조군에서의 mRNA 발현량과 개체로부터 얻어진 생물학적 샘플에서의 mRNA 발현량을 비교할 수 있고, 상기 유전자에서 mRNA로의 유의한 발현양의 변화를 판단하여 방사선 피폭 또는 조사 정도를 판단할 수 있다. mRNA 발현 수준 측정은 바람직하게는, 상기 유전자에 특이적인 프라이머를 이용하는 RT-PCR법을 이용할 수 있다. RT-PCR은 P. Seeburg(Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1986, Pt 1:669-677)에 의해 RNA를 분석하는데 도입된 방법으로, mRNA를 역전사하여 얻어진 cDNA를 PCR로 증폭하여 분석한다. 이때 증폭 단계에서 상기 유전자에 특이적으로 제조된 프라이머 쌍을 사용하며, RT-PCR 후 전기영동하여 밴드 패턴과 밴드의 두께를 확인함으로써 상기 유전자의 mRNA 발현 여부와 발현 수준을 확인할 수 있고 이를 정상대조군과 비교함으로써, 방사선 피폭 또는 조사 정도를 간편하게 판단할 수 있다.
용어 "프라이머"는 짧은 자유 3-말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사을 위한 시작 지점으로서 작용하는 짧은 핵산 서열을 말한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응을 위한 시약(즉, DNA 폴리머라제 또는 역전사효소) 및 상이한 4 가지의 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재 하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면 IGFBP5 유전자의 mRNA에 대한 특이적인 프라이머로서 7개 내지 50개의 뉴클레오티드 서열을 가진 센스 및 안티센스 파라이머를 이용하여 PCR 증폭을 실시하여 원하는 생성물의 생성량의 측정을 통해 방사선 피폭을 진단할 수 있다. 상기 센스 및 안티센스 파라이머는 DNA 합성의 개시점으로서 작용하는 프라이머의 기본 성질을 변화시키지 않는 한, 추가의 특징을 혼합할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 기술에 따라 적절히 선택될 수 있다.
용어 "프로브"란 mRNA와 특이적으로 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링되어 있어서 특정 mRNA의 존재 유무, 함량(발현량)을 확인할 수 있다. 프로브는 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single strand DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double strand DNA)프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면 IGFBP5 폴리뉴클레오티드의 mRNA와 상보적인 프로브를 이용하여 혼성화를 실시하여, 혼성화 정도를 통해 mRNA의 발현양을 측정함으로써 방사선 피폭 여부 및 정도를 측정할 수 있다. 적절한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당해 기술분야에 공지된 기술에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 프라이머 또는 프로브는 포스포아미다이트(phosphoramidite) 고체 지지체 합성법이나 기타 널리 공지된 방법을 이용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산 서열은 또한 당해 기술분야에 공지된 다양한 방법을 통해 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오티드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오티드 간의 변형, 예를 들면 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다. 본 발명의 프라이머 또는 프로브는 또한 검출 가능한 시그날을 직접적으로 또는 간접적으로 제공할 수 있는 표지를 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 표지의 예로는 방사성 동위원소, 형광성 분자, 바이오틴 등이 있다.
상기 단백질의 발현수준을 측정하는 제제는 일 구현예에 따르면, 단백질에 특이적으로 결합하는 항체, 또는 단백질에 특이적인 결합 도메인을 갖는 부분 펩티드 이다.
용어 "단백질 발현수준 측정"이란 방사선 피폭 또는 조사 정도를 진단하기 위하여 생물학적 시료에서의 방사선 피폭 진단 유전자에서 발현된 단백질의 존재여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체 또는 결합 도메인을 갖는 부분 펩티드를 이용하여 단백질을 확인할 수 있다. 이를 위한 분석방법으로는 웨스턴블랏팅, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선 면역분석(RIA: Radioimmunoassay), 방사 면역 확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케트(rocket) 면역전기영동, 조직면역 염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), FACS, 단백질 칩(protein chip) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단백질 발현수준 측정은 바람직하게는, ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)법을 이용할 수 있다. ELISA는 고체 지지체에 부착된 항원을 인지하는 표지된 항체를 이용하는 직접적 ELISA, 고체 지지체에 부착된 항원을 인지하는 항체의 복합체에서 포획 항체를 인지하는 표지된 항체를 이용하는 간접적 ELISA, 고체 지지체에 부착된 항체와 항원의 복합체에서 항원을 인지하는 표지된 또 다른 항체를 이용하는 직접적 샌드위치 ELISA, 고체 지지체에 부착된 항체와 항원의 복합체에서 항원을 인지하는 또 다른 항체와 반응시킨 후 이 항체를 인지하는 표지된 2차 항체를 이용하는 간접적 샌드위치 ELISA 등 다양한 ELISA 방법을 포함한다. 보다 바람직하게는, 고체 지지체에 항체를 부착시키고 시료를 반응시킨 후 항원-항체 복합체의 항원을 인지하는 표지된 항체를 부착시켜 효소적으로 발색시키거나 항원-항체 복합체의 항원을 인지하는 항체에 대해 표지된 2차 항체를 부착시켜 효소적으로 발색시키는 샌드위치 ELISA 방법에 의해서 검출할 수 있고, 상기 단백질과 항체의 복합체 형성 정도를 확인하여, 방사선 피폭 또는 조사 정도를 확인할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 단백질에 대한 하나 이상의 항체를 이용한 웨스턴 블롯 분석을 이용할 수 있다. 샘플에서 전체 단백질을 분리하고, 이를 전기영동을 하여, 단백질을 크기에 따라 분리한 다음, 니트로셀룰로오즈 막으로 이동시켜 항체와 반응시킨다. 생성된 항원-항체 복합체의 양을 표지된 항체를 이용하여 확인하는 방법으로 상기 단백질의 양을 확인하여, 방사선 피폭 또는 조사 정도를 확인할 수 있다.
상기 검출 방법은 정상 대조군에서의 상기 단백질의 발현양과 생물학적 샘플에서의 상기 단백질의 발현양을 조사하는 방법으로 이루어질 수 있고, mRNA 또는 단백질 수준은 상기한 마커의 절대적(예: ㎍/㎖) 또는 상대적(예: 시그널의 상대 강도) 차이로 나타낼 수 있다.
용어 "항체"란 당해 기술분야에 공지된 용어로서 항원성 부위에 대하여 지시되는 특이적인 면역 글로불린을 의미한다. 본 발명에서의 항체는 본 발명의 방사선 피폭 마커인 IGFBP5에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, IGFBP5 유전자를 발현벡터에 클로닝하여 IGFBP5 유전자에 의해 코딩되는 IGFBP5 단백질을 얻고, 얻어진 IGFBP5 단백질로부터 당해 기술분야의 통상적인 방법에 따라 항체를 제조할 수 있다. 상기 항체의 형태는 폴리클로날 항체, 모노클로날 항체, 및 재조합 항체 모두를 포함하며, 모든 면역글로불린 항체가 포함된다. 상기 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2 개의 전체 길이의 중쇄를 갖는 완전한 형태를 의미한다. 또한, 상기 항체는 인간화 항체 등의 특수 항체도 포함된다. 이러한 항체들을 이용하여 당해 기술분야에 공지된 효소 면역측정법(enzyme linked immunosorbent assay; ELISA), 방사선면역 측정법(radioimmunoassay; RIA), 샌드위치 측정법(sandwich assay), 폴리아크릴 겔상의 웨스턴 블롯팅 또는 면역 블롯팅 등의 방법에 의해 생물학적 샘플 중에 상기 단백질이 발현되었는지를 확인할 수 있다.
용어 "단백질에 특이적인 결합 도메인을 갖는 부분 펩티드"란 온전한 항체의 구조를 갖지는 않지만, 항원성 부위에 대해 지시되는 특이적인 항원결합부위(결합 도메인)를 갖는 폴리펩티드를 의미한다. 상기 부분 펩티드는 2개의 경쇄 및 2개의 중쇄를 갖는 완전한 형태의 항체가 아닌 항체 분자의 기능적 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 의미하며, Fab, F(ab'), F(ab')2 및 Fv 등이 있다. 상기 부분 펩티드는 최소한 7개 이상의 아미노산, 바람직하게는 9 개 이상의 아미노산, 보다 바람직하는 12개 이상의 아미노산을 포함한다.
상기 IGFBP5 단백질 및 그 유전자의 mRNA 발현량은 방사선 피폭 시 혈관내피세포에서 증가하므로, 상기 본 발명에 따른 방사선 피폭을 진단하기 위한 마커 검출용 조성물은 방사선 피폭이 의심되는 개체 중에서 특히 혈관내피세포로부터 얻어진 시료에서의 단백질 발현 수준을 측정하는데 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 상기 방사선 피폭 진단용 조성물을 포함하는, 방사선 피폭 진단용 키트를 제공한다.
상기 본 발명에 따른 방사선 피폭 진단용 키트는 방사선 피폭 마커인 IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 IGFBP5 단백질의 발현수준을 측정함으로써 방사선 피폭을 진단할 수 있다. 본 발명의 방사선 피폭 진단용 키트는 앞서 설명한 IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제, 즉 IGFBP5 유전자의 mRNA에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브, IGFBP5 단백질에 특이적으로 결합하는 항체, IGFBP5 단백질에 특이적인 결합 도메인을 갖는 부분 펩티드, 또는 이들의 조합을 포함할 뿐만 아니라, 그 키트가 이용하는 IGFBP5 단백질 발현수준을 측정하는 분석방법에 적합한 하나 이상의 다른 구성성분 조성물, 용액 또는 장치를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 방사선 피폭 진단용 키트는 단백질 또는 그 단백질을 코딩하는 유전자의 mRNA 발현양을 측정할 수 있는, 방사선 피폭 진단용 마이크로어레이일 수 있다. 상기 방사선 피폭 진단용 마이크로어레이는 상기 본 발명의 마커를 이용하여 당해 기술분야에 공지된 방법에 따라 당업자가 용이하게 제조할 수 있으며, 일 구현예에 따르면 상기 IGFBP5 단백질을 코딩하는 유전자의 mRNA 또는 그의 단편에 해당하는 서열의 cDNA가 프로브로서 기판에 부착되어 있는 마이크로어레이일 수 있다.
상기 본 발명에 따른 방사선 피폭 진단용 키트가 IGFBP5 유전자의 mRNA의 발현양을 측정하기 위한 키트일 경우, RT-PCR을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. 상기 RT-PCR 키트는 마커 유전자의 mRNA에 대한 특이적인 각각의 프라이머 이외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액, 데옥시리보뉴클레오티드(dNTPs), Taq-폴리머라제 및 역전사효소와 같은 효소, DNase, RNase 억제제, DEPC-수(dEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다. 또한, 정량 대조군으로 사용되는 유전자에 특이적인 프라이머 쌍을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명의 방사선 피폭 진단용 키트는 IGFBP5 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체, 항체의 면역학적 검출을 위하여 기질, 적합한 완충용액, 발색 효소 또는 형광물질로 표지된 2차 항체, 발색 기질을 포함할 수 있다. 상기 기질은 니트로셀룰로오스 막, 폴리비닐 수지로 합성된 96 웰 플레이트, 폴리스티렌 수지로 합성된 96 웰 플레이트 및 유리 슬라이드글라스 등이 이용될 수 있고, 발색효소는 퍼옥시다아제(peroxidase), 알칼라인 포스파타아제(alkaline phosphatase)가 사용될 수 있고, 형광물질은 FITC, RITC 등이 사용될 수 있고, 발색 기질은 ABTS(2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)), OPD(o-페닐렌디아민), 또는 TMB(테트라메틸 벤지딘) 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
환자의 시료 중에서 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계;
상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 정상 대조군과 비교하는 단계; 및
상기 환자의 시료가 정상 대조군보다 상기 발현수준이 높을 경우 방사선 피폭으로 판정하는 단계를 포함하는, 방사선 피폭을 진단하는 방법을 제공한다.
용어 "환자"는 자연방사선에 의한 노출, 환경오염에 의한 노출, 항암치료 등과 같은 임의의 방사선 피폭이 의심되는 개체를 의미하고, 방사선 피폭에 의해 IGFBP5 단백질 또는 mRNA의 발현이 변화하는 임의의 개체를 포함한다.
용어 "환자의 시료"란 방사선 피폭 마커인 IGFBP5의 발현수준에 있어서 피폭 전후에 있어서 차이가 나는 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액, 또는 뇨와 같은 시료를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 상기 환자의 시료는 혈관내피로부터 얻어진 시료이다.
상기 진단하는 방법으로 방사선 피폭을 진단하기 위한 정보가 제공될 수 있으며, 상기 방법은 구체적으로는, IGFBP5 단백질 발현양 또는 mRNA 발현양의 검출은 환자의 시료로부터 단백질 또는 mRNA를 분리함으로써 이루어질 수 있으며, 이러한 단백질 또는 mRNA의 분리는 당해 기술분야에 공지된 방법에 따라 당업자가 적절히 수행할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 환자의 혈관내피 조직을 단백질 추출용 버퍼 또는 핵산 추출용 버퍼로 균질화한 다음 원심분리후 얻어진 상등액을 환자의 시료로서 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리하는 단계;
혈관내피세포주 내의 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 증가된 시료를 선택하는 단계를 포함하는, 방사선 민감성 증진제를 스크리닝 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은
혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리하는 단계;
혈관내피세포주 내의 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 감소된 시료를 선택하는 단계를 포함하는, 방사선 보호제를 스크리닝 하는 방법을 제공한다.
사람 혈관내피세포에서의 방사선 마커 IGFBP5는 혈관내피세포에서 과발현 시 방사선에 의한 세포 사멸이 촉진되고(실시예 4), 혈관내피세포에서 넉다운 시 방사선에 의한 세포 사멸이 감소되고 방사선에 의한 혈관형성능력 저해가 회복되는 것으로 확인되었다(실시예 5). 따라서, IGFBP-5의 발현이 증가되면 방사선에 대한 세포의 작용이 민감해지고, IGFBP-5의 발현이 감소되면 방사선에 의한 세포의 손상이 감소된다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리한 다음, IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 증가한다면, 그 시료는 방사선 민감제로서 효과가 있다고 할 수 있을 것이며, 반대로 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 감소한다면, 그 시료는 방사선 보호제로서 효과가 있다고 할 수 있다.
상기 방사선 피폭을 진단하는 방법 및 방사선 민감제 또는 방사선 보호를 스크리닝 하는 방법에서 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 방법은 앞서 본 발명에 따른 방사선 피폭 진단용 조성물 및 방사선 피폭 진단용 키트와 관련하여 설명한 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 방법 중에서 당업자가 적절한 방법을 선택하여 실시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제(agonist)를 포함하는 방사선 민감성 증진용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 억제제(antagonist)를 포함하는 방사선 보호용 조성물을 제공한다.
혈관내피세포에서의 방사선 마커 IGFBP5는 혈관내피세포에서 과발현 시 방사선에 의한 세포 사멸이 촉진되므로(실시예 4), IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현을 증가시키거나 그 작용을 촉진시키는 물질, 즉 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제는 방사선의 작용을 증진시키는 방사선 민감성 증진제로 작용할 수 있다. 또한, 혈관내피세포에서 넉다운 시 방사선에 의한 세포 사멸이 감소되고 방사선에 의한 혈관형성능력 저해가 회복되는 것으로 확인되었으므로(실시예 5), IGFBP5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현을 감소시키거나 그 작용을 억제시키는 물질, 즉 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 억제제는 생체에 대한 방사선의 작용을 억제하여 방사선에 의한 손상을 억제할 수 있으므로 방사선 보호제로서 작용할 수 있다.
본 발명에서 "방사선 보호"란 방사선에 의해 생체 조직 또는 생체 세포가 손상되는 것을 차단 또는 약화시킬 수 있어, 방사선에 의한 생체 조직 또는 생체 세포 손상을 억제하는 것을 의미한다.
상기 방사선 민감성 증진용 조성물은 방사선 작용에 대한 생체의 민감성을 증진시킬 수 있으므로, 방사선에 의한 암 치료에 있어서 그 효과를 더욱 증진시킬 수 있다. 상기 방사선 보호용 조성물은 정상 조직에 방사선에 피폭 시, 정상조직 또는 정상세포에 대한 방사선의 작용을 제어할 수 있다. 상기 정상 조직 또는 정상세포는 IGFBP5가 존재하는 임의의 조직 또는 세포일 수 있며, 예를 들어 혈관내피조직 또는 혈관내피세포일 수 있다.
상기 억제제로는 상기 유전자의 mRNA에 상보적으로 결합하는 안티센스 핵산 또는 작은 간섭 RNA(small interfering RNA)에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 또한 상기 단백질에 상보적으로 결합하는 화합물, 펩타이드 및 항체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
일 실시예로서, 본 발명의 상기 안티센스 핵산을 세포 내로 도입시켜 암세포의 방사선 민감성을 증진시킬 수 있는데, 여기서 "도입"은 형질감염(transfection) 또는 형질도입(transduction)에 의해 외래 DNA를 세포로 유입시키는 것을 의미한다. 형질감염은 칼슘 포스페이트-DNA 공침전법, DEAE-덱스트란-매개 형질감염법, 폴리브렌-매개 형질감염법, 전기충격법, 미세주사법, 리포좀 융합법, 리포펙타민 및 원형질체 융합법 등의 당업계에 공지된 여러 방법에 의해 수행될 수 있다. 형질도입은 감염(infection)을 수단으로 하여 바이러스 또는 바이러스 벡터 입자를 사용하여 세포 내로 유전자를 전달시키는 것을 의미한다.
본 발명에서 "방사선에 의한 손상 억제"란 방사선 치료 등을 포함하는 방사선 생체 반응에 있어서, 방사선에 대한 정상 세포의 손상을 제어하는 것을 의미한다. 이를 통해 방사선 노출에 의한 생체 조직 및 세포의 손상을 억제할 수 있으며, 따라서 방사선 치료에 충분한 방사선을 조사할 수 있어 동시에 방사선 치료 효율을 상승시킬 수도 있다.
상기 방사선 민감성 증진용 조성물 또는 방사선 보호용 조성물에 함유되는 IGFB-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질 발현 또는 작용에 대한 작용제 또는 억제제를 그 발현 또는 억제에 충분한 양 만큼 함유할 수 있으며, 이러한 함량 및 일일 투여량은 당업자가 당해 기술분야에 공지된 통상의 방법에 따라 결정할 수 있다. 이러한 투여량은 투여 대상의 체중, 성별, 인종, 연령, 질환의 정도 등에 따라 따라 달라질 수 있으며, 전문 의사의 결정에 따라 가감될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 방사선 피폭 진단용 조성물, 방사선 민감성 증진용 조성물 및 방사선 보호용 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있으며, 담체와 함께 제제화될 수 있다.
본 발명에서 "약학적으로 허용 가능한 담체"란 생물체를 자극하지 않고 투여 화합물의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 의미한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용되는 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 민감성 증진용 조성물 및 방사선 보호용 조성물은 어떠한 제형으로도 적용가능하며, 경구용 또는 비경구용 제형으로 제조할 수 있으며, 투여의 용이성과 투여량의 균일화를 위해 단위 투여 형태로 제형화할 수 있다. 본 발명의 약학적 제형은 구강(oral), 직장(rectal), 비강(nasal), 국소(topical; 볼 및 혀 밑을 포함), 피하, 질(vaginal) 또는 비경구(parenteral; 근육내, 피하 및 정맥 내를 포함) 투여에 적절한 형태 또는 흡입(inhalation) 또는 주입(insufflation)에 의한 투여에 적절한 형태를 포함한다.
상기 경구 투여용 제형으로는, 예를 들어 정제, 트로키제, 로렌지, 수용성 또는 유성현탁액, 조제분말 또는 과립, 에멀젼, 하드 또는 소프트 캡슐, 시럽 또는 엘릭시르제로 제제화할 수 있다. 정제 및 캡슐 등의 제형으로 제제화하기 위해, 락토오스, 사카로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아밀로펙틴, 셀룰로오스 또는 젤라틴과 같은 결합제; 디칼슘 포스페이트와 같은 부형제, 옥수수 전분 또는 고구마 전분과 같은 붕해제; 스테아르산 마스네슘, 스테아르산 칼슘, 스테아릴푸마르산 나트륨 또는 폴리에틸렌글리콜 왁스와 같은 윤활유를 포함할 수 있으며, 캡슐제형의 경우 상기 언급한 물질 외에도 지방유와 같은 액체 담체를 더 함유할 수 있다.
또한, 상기 비경구 투여용 제형으로는, 피하주사, 정맥주사 또는 근육내 주사 등의 주사용 형태, 좌제 주입방식 또는 호흡기를 통하여 흡입이 가능하도록 하는 에어로졸제 등 스프레이용으로 제제화할 수 있다. 주사용 제형으로 제제화하기 위해서는 본 발명에 따른 조성물을 안정제 또는 완충제와 함께 물에서 혼합하여 용액 또는 현탁액으로 제조하고, 이를 앰플 또는 바이알의 단위 투여용으로 제제화할 수 있다. 좌제로 주입하기 위해서는, 코코아버터 또는 다른 글리세라이드 등 통상의 좌약 베이스를 포함하는 좌약 또는 체료 관장제와 같은 직장투여용 조성물로 제제화할 수 있다. 에어로졸제 등의 스프레이용으로 제형화하는 경우, 수분산된 농축물 또는 습윤 분말이 분산되도록 추진제 등이 첨가제와 함께 배합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 방사선 피폭에 의해 그 발현수준이 증가하는 새로운 방사선 피폭 진단용 마커인 IGFBP-5를 발견하였으므로, 본 발명에 따른 방사선 진단용 마커의 발현수준, 즉 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 방사선 피폭 진단용 조성물 또는 그 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트를 이용하여 방사선 피폭 여부 및 정도를 진단할 수 있다. 또한, IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 증가시키는 물질을 선택함으로써, 방사선 민감성 증진제를 스크리닝할 수 있으며, IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 감소시키는 물질을 선택함으로써, 방사선 보호제를 스크리닝할 수 있다. 또한, IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제는 방사선 민감성 증진제로서 사용될 수 있으며, IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 억제제는 방사선 보호제로서 사용될 수 있다.
도 1은 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포 내 유전자를 마이크로어레이에 의해 측정한 결과 얻어진 유전자의 종류 및 함량을 도시한 그래프이다.
도 2는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포 내 유전자를 마이크로어레이에 의해 측정한 결과 얻어진 유전자 중 상향조절되는 유전자 및 하향조절되는 유전자를 표로서 정리한 것이다.
도 3a는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포로부터 뽑아낸 mRNA로부터 IGFBP5의 mRNA 함량을 GAPDH로 정량한 결과를 촬영한 사진이다.
도 3b는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포로부터 뽑아낸 mRNA로부터 IGFBP5의 mRNA 함량을 GAPDH로 정량한 결과를 도시한 그래프이다.
도 3c는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 단백질을 추출한 후 IGFBP5 단백질 함량을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 촬영한 사진이다.
도 4a는 IGFBP5 감염에 의해 HUVECs의 IGFBP5를 과발현시킨 세포와 그렇지 않은 세포를 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 세포의 생존율을 MTT 분석을 통해 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 4b는 IGFBP5 감염에 의해 HUVECs의 IGFBP5를 과발현시킨 세포와 그렇지 않은 세포를 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 세포에서 단백질을 추출한 후 IGFBP5를 포함한 다양한 단백질 함량을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 촬영한 사진이다.
도 5a는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 것의 세포 생존율을 MTT 분석을 통해 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 5b는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 세포에서 단백질을 추출한 후 IGFBP5를 포함한 다양한 단백질 함량을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 촬영한 사진이다.
도 6a는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사할 경우의 혈관형성 상태를 촬영한 사진이다.
도 6b는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사할 경우의 형성된 혈관의 길이를 측정한 결과를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.
<도면 기호에 대한 설명>
v: IGFBP5 미과발현군
IGFBP5: IGFBP5 과발현군
IR: 방사선 조사
NC: negative control
miR-BP5: IGFBP5 miRNA 감염군
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1> 세포주 배양 및 방사선 조사
사람 혈관내피세포인 HUVEC(human umbilical vein endothelial cells)를 EBM-2 배지에 2 중량% FBS와 여러 가지 성장인자들을 첨가하여 5 중량% CO2, 37℃ 인큐베이터에서 배양하였다. 방사선 조사는 감마선을 조사하였고, 137Cs γ-선 소스(Atomic Energy of Canada, Ltd, Canada)를 사용하였다. 2.82Gy/min의 조사 강도에 따라 자라는 세포에 4 Gy(1분25초)의 감마선을 조사하여 실험에 사용하였다.
<실시예 2> 마이크로어레이 분석을 통한 방사선 피폭 진단용 유전자 발굴
1. RNA 추출
제조자의 지침에 따라 상기 실시예 1에서 배양 및 방사선이 조사된 세포주가 분주된 플레이트에 TRIzol (Invitrogen, Carlsbad, California)을 1 ml 첨가 후, 클로로포름을 0.2 ml 첨가하여 mRNA를 추출하였다. 샘플을 15 내지 20초 동안 진탕하고, 실온에서 2-3분 동안 배양한 후, 콜드 이소프로판올을 처리하여 수층을 분리하고 콜드 70% 에탄올로 세정하였다. RNA 펠렛을 공기 건조하여 디에틸 피로카보네이트(DEPC)-처리된 물에서 재현탁하고, 아가로즈겔 분석과 분광광도적 정량 분석을 위해 소량의 시료를 채취하였다.
2. 마이크로어레이 분석
앞서 준비된 각각의 총 RNA(10㎍)을 역전사효소, SuperScrip ll (Invitrogen, Carlsbad, California)을 이용한 역전사반응을 통해 시아닌(Cy5) 접합 dCTP(Amersharm, Piscataway, NJ)로 표지하였다. 에탄올 침강법을 이용하여 표지된 cDNA를 농축하였다. 상기 표지 cDNA를 Roche NimbleGen Human whole genome 12-plex array(Roche NimbleGen, Inc., WI) 상에 놓고, NimbleGen H12 mixer (Roche NimbleGen, Inc., WI)로 덮었다. 상기 슬라이드를 이용하여 42℃ MAUI 시스템 (Biomicro systems, Inc. UT)에서 12시간 동안 혼성화 반응을 수행하였다. 혼성화된 슬라이드를 실온에서 2X SSC, 0.1 중량% SDS에서 2분, 1 X SSC에서 3분, 그후 0.2 X SSC에서 2분 동안 세정하였다. 얻어진 슬라이드를 3,000 rpm에서 20 초동안 원심분리하여 건조하였다.
3. 데이터 분석
상기 어레이를 Roche NimbleGen Inc.에 제출하였다. 칩당 각 게놈의 12 개의 복제물이 포함되었다. 평균 3 개의 다른 60-베이스 올리고뉴클레오티드 (60-mer 탐침)가 게놈의 각 유전자로 나타났다. 표적 게놈에서 모든 다른 60-mer 탐침과 비교하여 적어도 3개의 미스매치를 가지는 각 탐침을 선별하였다. 대조군 체크(혼성화)는 on-chip 대조군 올리고뉴클레오티드를 포함한 각 어레이에서 수행되었다. 상기 어레이는 관련 소프트웨어를 갖는 Axon GenePix 4000B 스캐너를 이용하여 분석하였다. 유전자 발현 수준은 NimbeScan Version 2.4 (Roche NimbleGen, Inc., WI)를 이용하여 산출하였다. 각 유전자에 관한 상대적인 신호강도는 Robust Multi-Array Average algorithm을 이용하여 산출하였다. 각 데이터는 NimbeScan Version 2.4 (Roche NimbleGen, Inc., WI)를 이용한 중위수 다듬기 표준화법(median polish normalization method)을 근거로 처리하였다. 이렇게 표준화되고 로그 변환된 강도값은 GeneSpring GX 10 (Agilent technologies, CA)을 이용하여 분석하였다. 상향 조절된 유전자로서 대조군의 적어도 200% 이상으로 존재하는 유전자와, 하향 조절된 유전자로서 대조군의 50% 이하로 존재하는 유전자를 측정하기 위하여 배수 변화 필터를 포함하였다.
그러한 결과 얻어진 유전자의 분류를 도 1에 나타내었고, 방사선 유무에 따라 변화하는 유전자를 도 2에 표로서 정리하였다.
도 1은 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포 내 유전자를 마이크로어레이에 의해 측정한 결과 얻어진 유전자의 종류 및 함량을 도시한 그래프이다.
도 2는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포 내 유전자를 마이크로어레이에 의해 측정한 결과 얻어진 유전자 중 상향조절되는 유전자 및 하향조절되는 유전자를 표로서 정리한 것이다.
<실시예 3> 발굴된 유전자의 발현 확인
실시예 2에 따른 마이크로어레이 데이터를 재확인 하고자 RT-PCR 및 실시간 PCR을 수행하였다.
1. RT-PCR 분석
뽑아놓은 RNA을 정량해서 2 ug의 RNA에 oligo dT, dNTP를 넣고 65℃에서 5분간 가열하고 얼음에 꽂아 식혔다. 여기에 5X First strand buffer (invitrogen superscript II kit), 0.1M DTT, RNase inhibitor를 넣고 42℃에 2분 가열 후, 1 ul의 superscript II를 넣고 42℃에서 1시간 방치한 뒤, 70℃ 15분을 가열하여 반응을 종료시켜 cDNA를 합성하였다. 이렇게 합성한 cDNA를 가지고 각각의 프라이머에 맞는 어닐링(annealing) 온도를 잡아 PCR을 수행하였다.
2. 실시간 PCR 분석
RNA를 추출, 정량한 후, One Step SYBR PrimeScriptTM RT-PCR Kit (takara, Osaka, Japan)와 DNA Engine2.OPTICON (MJ Reserch, MA, USA)를 이용하여 수행하였다. 유전자의 발현은 GAPDH로 정량을 하였다.
3. 단백질 발현 측정
혈관내피세포인 HUVEC에 방사선 조사하거나 조사하지 않은 HUVECs에서 단백질을 추출한 후, 웨스턴블랏팅으로 IGFBP5의 단백질량을 측정하였다.
상기 mRNA 측정 결과 및 단백질량 측정 결과를 도 3a 내지 3c에 나타내었다.
도 3a는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포로부터 뽑아낸 mRNA로부터 IGFBP5의 mRNA 함량을 GAPDH로 정량한 결과를 촬영한 사진이다.
도 3b는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 세포로부터 뽑아낸 mRNA로부터 IGFBP5의 mRNA 함량을 GAPDH로 정량한 결과를 도시한 그래프이다.
도 3c는 사람 혈관내피세포인 HUVEC에 방사선을 조사한 다음 단백질을 추출한 후 IGFBP5 단백질 함량을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 촬영한 사진이다.
<실시예 4> 유전자 과발현 후 방사선 조사에 따른 세포의 영향 분석
1. IGFBP5 과발현
IGFBP5 유전자를 PCR를 이용하여 증폭시킨 후, pLenti6/v5 TOPO vector(Invitrogen, 미국)에 클로닝하여 Lentiviral 발현 벡터를 제조하였다. 293FT 세포에 pLenti6/V5_IGFBP5 벡터를 pLP1, pLP2, pLP/VSVG가 포함되어 있는 Packaging Mix와 함께 리포펙타민 2000 (invitrogen)을 이용하여 형질감염시켰다. 형질감염 후 72 시간 이후 293FT 세포의 배양액 상층액을 취하여 바이러스를 얻었다. 이 바이러스를 인간혈관내피세포(HUVECs)에 감염시킨 후 방사선을 조사하여 실험하였다.
2. 세포 생존율 분석 (MTT 분석)
IGFBP5 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 과발현시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 하지 않은 것의 세포성장 또는 생존율을 MTT 분석을 통해 측정하였다. 세포를 96 웰 플레이트에 분주하여 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 두 군으로 나누고, 방사선 조사 후 0, 48, 96 시간에 각각 MTT 분석을 수행하였다. 5 mg/ml의 MTT를 각 웰에 넣어주고 2 시간을 37℃에서 배양하였고 배양배지를 제거한 뒤, 300 ㎕의 DMSO를 넣었다. 그 후 마이크로플레이트를 이용하여 595 nm 파장에서 값을 관찰하였다.
또한, 상기 IGFBP5를 과발현시킨 HUVECs에서 방사선을 조사하거나 조사하지 않은 처리군에서 단백질을 추출한 후, 웨스턴블랏팅으로 IGFBP5의 단백질량을 측정하였다.
그 결과를 도 4a 및 4b에 나타내었다.
도 4a는 IGFBP5 감염에 의해 HUVECs의 IGFBP5를 과발현시킨 세포와 그렇지 않은 세포를 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 세포의 생존율을 MTT 분석을 통해 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 4b는 IGFBP5 감염에 의해 HUVECs의 IGFBP5를 과발현시킨 세포와 그렇지 않은 세포를 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 세포에서 단백질을 추출한 후 IGFBP5 단백질 함량을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 촬영한 사진이다.
상기 결과에 따르면, IGFBP5를 과발현시키는 것만으로도 세포성장이 억제되는 것을 알 수 있었고, 방사선 조사 후에도 IGFBP5의 과발현된 세포에서 세포 생존율이 급격하게 감소되는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서, IGFBP5 과발현은 세포손상을 일으킬 수 있으며, DNA 손상반응에서 시너지 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있었다.
<실시예 5> 유전자 발현억제 후 방사선 조사에 따른 세포의 영향 분석
1. IGFBP5 miRNA 발현
IGFBP5 miRNA는 Lentiviral expression systems(Invitrogen, 미국)을 이용하여 디자인하였다. HUVECs 세포를 분주하여 IGFBP5 miRNA가 포함된 Lentivirus를 감염시켰다. 바이러스 감염 후 72 시간 이후 IGFBP5 mRNA 양이 50% 미만으로 감소하는 것을 확인 후 실험에 사용하였다.
2. 세포 생존율 분석 (MTT 분석)
IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 하지 않은 것의 세포성장 또는 생존율을 MTT 분석을 통해 측정하였다. 상기 IGFBP5가 넉다운된 세포를 96 well 플레이트에 분주하여 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 두 군으로 나누고, 방사선 조사 후 0, 48, 96 시간에 각각 MTT 분석을 수행하였다. 5 mg/ml의 MTT를 각 well에 넣어주고 2 시간을 37℃에서 배양하였고 배양배지를 제거한 뒤, 300㎕의 DMSO를 넣었다. 그 후 마이크로플레이트를 이용하여 595 nm 파장에서 값을 관찰하였다. 그리하여 얻어진 세포 생존율을 도 5a에 나타내었다.
또한, 상기 IGFBP5가 넉다운된 HUVECs에서 방사선을 조사하거나 조사하지 않은 처리군에서 단백질을 추출한 후, 웨스턴블랏팅으로 IGFBP5를 포함한 다양한 단백질량을 측정하였다. 그 결과를 도 5b에 나타내었다.
도 5a는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 것의 세포 생존율을 MTT 분석을 통해 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 5b는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 조사하지 않은 세포에서 단백질을 추출한 후 IGFBP5를 포함한 다양한 단백질 함량을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 촬영한 사진이다.
상기 결과에 따르면, 도 5와 같이 IGFBP5를 넉다운시키는 것만으로도 방사선에 의한 세포생존율 감소가 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, IGFBP5의 발현 억제가 방사선에 의한 혈관내피세포의 세포성장 억제를 회복시킬 수 있음을 알 수 있었다.
3. 혈관 형성 능력 분석 (Capillary formation assay)
IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사한 것과 하지 않은 것의 혈관형성능을 측정하였다.
24-well 플레이트에 Matrigel(BD Bioseieces, 미국) 500 ㎕/well을 첨가하여 30 분 동안 겔을 굳게 했다. 그 위에 1.5x105 HUVEC 세포를 각 겔에 분주하여 20 시간정도 키운 다음, 형성된 튜브모양의 길이와 튜브 분점을 세어 혈관 형성의 차이를 분석하였다. 그 결과를 도 6a 및 6b에 나타내었다.
도 6a는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사할 경우의 혈관형성 상태를 촬영한 사진이다.
도 6b는 IGFBP5 miRNA 감염에 의해 세포내의 IGFBP5를 넉다운시키고 4 Gy의 방사선을 조사할 경우의 형성된 혈관의 길이를 측정한 결과를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.
상기 결과에 따르면, 방사선 조사에 따른 혈관 형성의 저해가 IGFBP5를 넉다운한 세포에서 다시 혈관 형성 능력이 대조군과 같이 회복되는 것을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
<110> KOREA INSTITUTE OF RADIOLOGICAL & MEDICAL SCIENCES <120> IGFBP-5, a marker for diagnosing radiation exposure, a composition for diagnosing radiation exposure to measure the level of expression of the marker, a kit for diagnosing radiation exposure comprising the composition, and a method for diagnosing radiation exposure using the marker <130> pn095170 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 6333 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 gtagtctctt tggaaacttc tgcaggggaa aagagctagg aaagagctgc aaagcagtgt 60 gggctttttc ccttttttgc tccttttcat tacccctcct ccgttttcac ccttctccgg 120 acttcgcgta gaacctgcga atttcgaaga ggaggtggca aagtgggaga aaagaggtgt 180 tagggtttgg ggtttttttg tttttgtttt tgttttttaa tttcttgatt tcaacatttt 240 ctcccaccct ctcggctgca gccaacgcct cttacctgtt ctgcggcgcc gcgcaccgct 300 ggcagctgag ggttagaaag cggggtgtat tttagatttt aagcaaaaat tttaaagata 360 aatccatttt tctctcccac ccccaacgcc atctccactg catccgatct cattatttcg 420 gtggttgctt gggggtgaac aattttgtgg ctttttttcc cctataattc 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gccgactgtc tgctcaccca gagaccttgg actccggact atccatggct ccgaatctaa 4740 gtgctgccca ctcccatgct cacacccaca gaaggtcttc ccatcccctt tagattcgtg 4800 cctcactcca ccagtgagga agatgcctct gtctttccca cgactgccag gagataggga 4860 agcccagcca ggactgaccc tccttcctcc agcctgccct gacccacctg gcaaagcagg 4920 gcacatgggg aggaagagac tggaaccttt ctttgacagc caggcctaga cagacaggcc 4980 tggggacact ggccccatga ggggaggaag gcaggcgcac gaggtccagg gaggcccttt 5040 tctgatcatg ccccttctct cccaccccat ctccccacca ccacctctgt ggcctccatg 5100 gtacccccac agggctggcc tcccctagag ggtgggcctc aaccacctgc tcccgccacg 5160 caccggttag tgagacaggg ctgccacggc aaccgccaag cccccctcaa ggtgggacag 5220 taccccggac ccatccactc actcctgaga gggctccggc ccagaatggg aacctcagag 5280 aagagctcta aggagaagaa accccatagc gtcagagagg atatgtctgg cttccaagag 5340 aaaggaggct ccgttttgca aagtggagga gggacgaggg acaggggttt caccagccag 5400 caacctgggc cttgtactgt ctgtgttttt aaaaccacta aagtgcaaga attacattgc 5460 actgtttctc cactttttat tttctcttag gcttttgttt ctatttcaaa catactttct 5520 tggttttcta atggagtata tagtttagtc atttcacaga ctctggcctc ctctcctgaa 5580 atccttttgg atggggaaag ggaaggtggg gagggtccga ggggaagggg accccagctt 5640 ccctgtgccc gctcacccca ctccaccagt ccccggtcgc cagccggagt ctcctctcta 5700 ccgccactgt cacaccgtag cccacatgga tagcacagtt gtcagacaag attccttcag 5760 attccgagtt gcctaccggt tgttttcgtt gttgttgttg ttgtttttct ttttcttttt 5820 ttttttgaag acagcaataa ccacagtaca tattactgta gttctctata gttttacata 5880 cattcatacc ataactctgt tctctcctct tttttgtttt caactttaaa aacaaaaata 5940 aacgatgata atctttactg gtgaaaagga tggaaaaata aatcaacaaa tgcaaccagt 6000 ttgtgagaaa aaaaaaaaaa agccgaaaaa aaaaaaaaaa acacctgaat gcggaagagc 6060 tcggctcccg tttagcattt tgtacttaag gaaataaaaa accaacaaag gatctcacat 6120 tttcttaaaa agtgaagatt gctgtatact atttattcaa cttataattt atgttactcc 6180 ttgatctttg tcttttgtca tgacaaagca tttatttaat aaagttatgc attcagttaa 6240 aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa 6300 aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaa 6333 <210> 2 <211> 272 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 2 Met Val Leu Leu Thr Ala Val Leu Leu Leu Leu Ala Ala Tyr Ala Gly 1 5 10 15 Pro Ala Gln Ser Leu Gly Ser Phe Val His Cys Glu Pro Cys Asp Glu 20 25 30 Lys Ala Leu Ser Met Cys Pro Pro Ser Pro Leu Gly Cys Glu Leu Val 35 40 45 Lys Glu Pro Gly Cys Gly Cys Cys Met Thr Cys Ala Leu Ala Glu Gly 50 55 60 Gln Ser Cys Gly Val Tyr Thr Glu Arg Cys Ala Gln Gly Leu Arg Cys 65 70 75 80 Leu Pro Arg Gln Asp Glu Glu Lys Pro Leu His Ala Leu Leu His Gly 85 90 95 Arg Gly Val Cys Leu Asn Glu Lys Ser Tyr Arg Glu Gln Val Lys Ile 100 105 110 Glu Arg Asp Ser Arg Glu His Glu Glu Pro Thr Thr Ser Glu Met Ala 115 120 125 Glu Glu Thr Tyr Ser Pro Lys Ile Phe Arg Pro Lys His Thr Arg Ile 130 135 140 Ser Glu Leu Lys Ala Glu Ala Val Lys Lys Asp Arg Arg Lys Lys Leu 145 150 155 160 Thr Gln Ser Lys Phe Val Gly Gly Ala Glu Asn Thr Ala His Pro Arg 165 170 175 Ile Ile Ser Ala Pro Glu Met Arg Gln Glu Ser Glu Gln Gly Pro Cys 180 185 190 Arg Arg His Met Glu Ala Ser Leu Gln Glu Leu Lys Ala Ser Pro Arg 195 200 205 Met Val Pro Arg Ala Val Tyr Leu Pro Asn Cys Asp Arg Lys Gly Phe 210 215 220 Tyr Lys Arg Lys Gln Cys Lys Pro Ser Arg Gly Arg Lys Arg Gly Ile 225 230 235 240 Cys Trp Cys Val Asp Lys Tyr Gly Met Lys Leu Pro Gly Met Glu Tyr 245 250 255 Val Asp Gly Asp Phe Gln Cys His Thr Phe Asp Ser Ser Asn Val Asp 260 265 270

Claims (21)

  1. 인슐린형 성장인자 결합 단백질-5(IGFBP-5) 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 방사선 피폭 진단용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유전자의 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제는 IGFBP-5 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 쌍인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유전자 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제는 IGFBP-5 유전자에 특이적으로 결합하는 프로브인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제는 IGFBP-5에 특이적으로 결합하는 항체인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 항체는 폴리클로날 항체 또는 모노클로날 항체인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제가 IGFBP-5에 특이적인 결합 도메인을 갖는 부분 펩티드인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 혈관내피세포로부터 얻어진 시료에서 상기 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 방사선 피폭 진단용 키트.
  9. 제 8 항에 있어서, IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있는 방사선 피폭 진단용 마이크로어레이인 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단용 키트.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 키트는 RT-PCR 키트, DNA칩 키트, 또는 단백질칩 키트인 것을 특징으로 하는 방사선 피폭 진단용 키트.
  11. 환자의 시료 중에서 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계;
    상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 정상 대조군과 비교하는 단계; 및
    상기 환자의 시료가 정상 대조군보다 상기 발현수준이 높을 경우 방사선 피폭으로 판정하는 단계를 포함하는, 방사선 피폭을 진단하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 환자의 시료는 혈관내피로부터 얻어진 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리하는 단계;
    혈관내피세포주 내의 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 증가된 시료를 선택하는 단계를 포함하는, 방사선 민감성 증진제를 스크리닝 하는 방법.
  14. 혈관내피세포주를 시료들 각각으로 처리하는 단계;
    혈관내피세포주 내의 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현수준이 대조군에 비해 감소된 시료를 선택하는 단계를 포함하는, 방사선 보호제를 스크리닝 하는 방법.
  15. 제 11 항, 제 13 항, 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 mRNA 발현수준의 측정은 IGFBP-5 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 11 항, 제 13 항, 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 mRNA 발현수준의 측정은 RT-PCR, 경쟁적 RT-PCR(competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA: RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting), DNA 칩 중 하나 이상의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 11 항, 제 13 항, 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질의 발현수준은 IGFBP-5에 특이적으로 결합하는 항체를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 11 항, 제 13 항, 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질의 발현수준의 측정은 웨스턴블랏, ELISA, 방사선면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 면역침전 분석법, 보체 고정 분석법, FACS 또는 단백질 칩 중 하나 이상의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 작용제(agonist)을 포함하는 방사선 민감성 증진용 조성물.
  20. IGFBP-5 유전자의 mRNA 또는 그 단백질의 발현 또는 작용에 대한 억제제(antagonist)를 포함하는 방사선 보호용 조성물.
  21. 제 21 항에 있어서, 상기 억제제는 상기 IGFBP-5 유전자의 mRNA mRNA에 상보적으로 결합하는 안티센스 핵산, 작은 간섭 RNA(small interfering RNA), IGFBP-5 단백질에 상보적으로 결합하는 화합물, 펩타이드 또는 항체인 것을 특징으로 하는 방사선 보호용 조성물.
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