KR20130117260A - Biomarker composition for diagnosis of androgenetic alopecia and the method of diagnosis using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 남성형 탈모 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing male hair loss and a diagnostic method using the same.
포유류의 모낭(hair follicle)은 간엽(mesenchyme)에서 유도된 모두유 세포(dermal papilla cells)와 결직초세포(dermal sheath cells)를 포함하고 있으며, 또한, 상피로부터 유래된 내모근초와 외모근초(outer and inner root sheaths)의 상피세포(epithelial cells), 매트릭스(matrix), 모간(hair shaft)도 포함하고 있다(비특허문헌 1). 상피와 간엽의 상호작용은 배아 상태에서의 모낭을 형성하는 것과 마찬가지로 출생 후의 모발의 성장에도 중요한 역할을 하지만(비특허문헌 2 및 3), 이에 대한 연구 결과는 아직까지는 많이 알려져 있지는 않다. Mammalian hair follicles include dermal papilla cells and dermal sheath cells derived from the mesenchyme. It also includes epithelial cells, matrix, and hair shaft of outer and inner root sheaths (Non-Patent Document 1). The epithelial-mesenchymal interaction plays an important role in the growth of postnatal hair as well as the formation of hair follicles in the embryonic state (
한편, 출생 후의 모낭은 성장기(anagen, the active growth phase), 퇴화기(catagen, the apoptotic regression phase), 휴지기(telogen, the resting phase)의 순환주기(cycle)를 겪으며 성장 및 유지된다. 남성형 탈모(androgenetic alopecia) 증상은 남성호르몬 의존성 만성형 탈모와 지루성 피부염에 의한 탈모가 있는데, 남성호르몬 영향으로 인해 모낭의 성장기가 짧아지고(비특허문헌 4), 모낭의 성장 순환주기 중 성장기에서 퇴화기로 조기이행되는 현상이 발생하면서 탈모가 시작되거나(비특허문헌 5), 남성호르몬인 테스토스테론(Testosterone)이 5α-환원효소(5α-reductase)에 의해 또 다른 남성호르몬 종류인 디하이드로테스토스테론(dihydrotestosterone, DHT)으로 전환되면서 상기 디하이드로테스토스테론의 비정상적인 과다생산 및 이로 인한 과잉 피지 생성이 원인이 되어 발생한다. On the other hand, postnatal hair follicles are grown and maintained through the cycles of anagen (the active growth phase), catagen (the apoptotic regression phase), and telogen (the resting phase). Symptoms of androgenetic alopecia include androgen-dependent chronic alopecia and hair loss caused by seborrheic dermatitis, and the effect of male hormone shortens the hair follicle growth period (Non-Patent Document 4) and degenerates in the growth phase of the hair follicle growth cycle. Hair loss begins with the early migration phenomenon (Non-Patent Literature 5), or testosterone, a male hormone, is another male hormone type, dihydrotestosterone (5α-reductase). DHT) is caused by abnormal overproduction of the dihydrotestosterone and the resulting sebum production.
남성형 탈모는 남성형 탈모의 가족력이 있는 사람에서 주로 발생하며, 20대나 30대부터 모발이 점차 가늘어지는 현상을 시작으로 탈모가 진행된다. 이 때, 이마와 머리털의 경계선이 뒤로 밀리면서 양측 측두부로 M자 모양으로 이마가 넓어지며 머리 중심부에도 탈모가 서서히 진행된다. 탈모의 진행 속도는 개인에 따라 다르며 두피 뒤쪽(후두부)과 옆쪽의 모발은 탈모가 진행되지 않고 유지되는 경우가 많다. 일반적으로 탈모가 이른 나이에 시작될수록 진행상황도 더 빨리 악화되는 것으로 알려져 있다. 한국인의 경우 백인보다 발생빈도도 낮고, 정도도 약하며, 좀 더 늦은 나이에 시작되는 경향이 있다. Male baldness occurs mainly in people with a family history of male baldness, and hair loss progresses from the beginning of the 20's or 30's to thinning hair. At this time, the boundary line of the forehead and the hair is pushed backwards, and the forehead is widened in the shape of M on both sides of the head and hair loss progresses gradually in the center of the head. The rate of hair loss varies from person to person, and the back of the scalp (back of the head) and side hair are often maintained without hair loss progressing. It is generally known that the earlier the hair loss begins, the worse it progresses. Koreans have a lower incidence, a weaker degree, and tend to start later than white people.
남성형 탈모를 치료하는 방법 중 가장 많이 알려진 치료법은 미녹시딜용액의 도포, 피나스테라이드 약물 복용, 자가모발 이식술 등의 3가지 방법이 가장 잘 알려져 있다. 수술을 하는 경우를 제외하고는, 탈모의 치료는 조기에 치료하면 할수록 더 이상 탈모가 진행되지 않게 하면서도 치료효과도 더 상승되는 것으로 알려져 있다. 한편, 남성형 탈모의 진단은 모발이 가늘어지는 등의 전형적인 탈모 양상으로 진단할 수 있기는 하지만, 육안으로 이를 관찰하기에는 개인에 따라 편차가 심한 편이다. 따라서, 남성형 탈모 현상을 보다 초기에 정확하게 진단하는 것이 치료의 가장 중요한 관건이라고 할 수 있다. The most well known treatments for androgenetic alopecia are the three most well known treatments: application of minoxidil solution, taking finasteride drug, and autologous hair transplantation. Except in the case of surgery, the treatment of hair loss is known that the earlier the treatment, the more hair loss does not progress and the therapeutic effect is increased. On the other hand, the diagnosis of androgenetic alopecia can be diagnosed as a typical pattern of hair loss, such as thinning hair, but the deviation is severe for each individual to observe it with the naked eye. Therefore, early and accurate diagnosis of androgenetic alopecia is the most important factor of treatment.
최근에, 남성형 탈모 환자의 남성형 탈모가 진행되고 있는 사람의 이마에서 채취한 모두유 세포((balding dermal papilla cells, 탈모 모두유 세포)와 탈모가 전혀 진행되고 있지 않는 후두부에서 채취한 모두유 세포(non-balding dermal papilla cells, 비탈모 모두유 세포)의 유전자 발현 차이를 DNA 마이크로어레이(DNA macroarray)를 통해 분석한 결과가 보고된 바 있지만, 이를 프로테오믹스(proteomics)를 이용해 연구한 결과는 아직까지 보고된 바가 없다(이하 ‘탈모 모두유 세포’는 ‘남성형 탈모가 진행되고 있는 사람의 이마에서 채취한 모두유 세포’를 말하며, ‘비탈모 모두유 세포’는 ‘탈모가 전혀 진행되고 있지 않는 후두부에서 채취한 모두유 세포’를 말한다). 이에, 본 발명자들은 프로테오믹 분석(proteomic analysis)을 통해서 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포에서 서로 다르게 발현하는 단백질들을 확인하였고, 상기 방법을 통해 남성형 탈모의 진행을 미리 진단 및 예방할 수 있는 진단제 및 진단 방법을 연구개발한 결과 본 발명을 완성할 수 있었다. Recently, bald dermal papilla cells (balding dermal papilla cells) taken from the forehead of a man with alopecia areata are undergoing a bald dermal papilla cells without any baldness. DNA macroarray analysis of gene expression differences in non-balding dermal papilla cells has been reported, but studies using proteomics have been reported. (Hereinafter, 'hair loss all milk cells' refers to' all hair cells collected from the forehead of a man who is undergoing male hair loss', and 'hair loss hair milk cells' refers to the' no hair loss at the back of the head. Collected milk cells'), and the present inventors determined that both hair loss cells and non-hair loss cells were treated by proteomic analysis. It was identified proteins expressing different from each other in, as a result of studying the diagnostic agent and diagnostic method that can be pre-diagnosis and prevention of progression of male pattern baldness through the method development had to complete the present invention.
본 발명의 목적은 남성형 탈모 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법을 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a biomarker composition for diagnosing male hair loss and a diagnostic method using the same.
본 발명은 남성형 탈모 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing male hair loss and a diagnostic method using the same.
본 발명의 남성형 탈모 진단용 바이오마커 조성물은 하기 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질 또는 이의 면역원성 단편을 포함할 수 있다. The biomarker composition for diagnosing male hair loss of the present invention may include at least three proteins selected from the following protein groups or immunogenic fragments thereof.
<탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질>Protein increases in all hair loss
Argininosuccinate synthase (ASS1, Accession No. IPI00020632);Argininosuccinate synthase (ASS1, Accession No. IPI00020632);
Phosphoribosyl aminoimidazole carboxylase (PAICS[ADE2], Accession No. IPI00217223);Phosphoribosyl aminoimidazole carboxylase (PAICS [ADE2], Accession No. IPI00217223);
Isoform 1 of Cytoskeleton-associated protein 4 (CKAP4, Accession No. IPI00141318);
Isoform 1 of Gelsolin (GSN, Accession No. IPI00026314);
Ras GTPase-activating-like protein 1 (IQGAP1, Accession No. IPI00009342); Ras GTPase-activating-like protein 1 (IQGAP1, Accession No. IPI00009342);
Isoform 1 of S-phase kinase-associated protein 1 (SKP1, Accession No. IPI00301364);
Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain (SPTAN1, Accession No. IPI00843765);Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain (SPTAN1, Accession No. IPI00843765);
Isoform 9 of Plectin-1 (PLEC1, Accession No. IPI00398775).Isoform 9 of Plectin-1 (PLEC1, Accession No. IPI00398775).
상기 면역원성 단편은 본 발명의 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질에 대한 항체에 의해 인식될 수 있는 하나 이상의 에피토프(epitope)를 가지고 있는 단백질 단편을 의미한다.The immunogenic fragments refer to protein fragments having one or more epitopes that can be recognized by antibodies to increasing proteins in all hair loss hair cells of the present invention.
상기 바이오마커 조성물은 3종 이상의 단백질의 발현을 비교함으로써, 1종 또는 2종의 단백질의 발현을 비교하는 것보다 남성형 탈모 현상을 보다 유의성 있고 정확하게 비교 분석할 수 있게 한다.The biomarker composition compares the expression of three or more proteins, thereby allowing a more significant and accurate comparative analysis of the masculine hair loss phenomenon than comparing the expression of one or two proteins.
또한, 본 발명은 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질을 특이적으로 인식하는 항체를 함유하는 진단제를 제공한다. 또한, 상기 진단제에는, 표지된 2차 항체, 발색단, 항체와 컨쥬게이트된 효소 및 그 기질 또는 항체와 결합할 수 있는 다른 물질 등이 포함될 수 있다. 상기 진단제는 3종 이상의 항체를 함유함으로써, 1종 또는 2종의 항체를 함유한 진단제를 이용하는 것보다 남성형 탈모가 진행되는 현상을 보다 유의성 있고 정확하게 비교 분석할 수 있게 한다.In addition, the present invention provides a diagnostic agent containing an antibody that specifically recognizes three or more proteins selected from the group of proteins increasing in all hair loss. In addition, the diagnostic agent may include a labeled secondary antibody, a chromophore, an enzyme conjugated with the antibody, and a substrate or other substance capable of binding to the antibody. The diagnostic agent contains three or more antibodies, thereby enabling a more significant and accurate comparative analysis of the phenomenon of masculine hair loss than using a diagnostic agent containing one or two antibodies.
상기 항체는 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 바람직하게는 상기 항체는 본 발명의 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 폴리클론 항체, 모노클론 항체 및 재조합 항체를 모두 포함할 수 있다. 상기 항체를 생성하는 것은 당업계에 널리 공지된 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다. 상기 폴리클론 항체는 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질(항원)을 동물에 주사한 뒤 채혈한 혈청에서 얻을 수 있다. 상기 동물로는 염소, 토끼, 돼지 등 임의의 동물 숙주를 이용할 수 있다. 상기 모노클론 항체는, 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려진 대로, 하이브리도마 방법(Kohler G. and Milstein C.), 또는, 파지 항체 라이브러리(Clackson et al.; Marks et al.) 기술을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 하이브리도마 방법을 수행하기 위해서는 마우스와 같은 면역학적으로 적합한 숙주동물의 세포와, 암 또는 골수종 세포주를 이용할 수 있다. 이 후, 폴리에틸렌글라이콜 등을 이용하는 방법, 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 공지된 방법으로, 이러한 두 종류의 세포들을 융합시킨 후, 항체 생산 세포를 표준적인 조직 배양방법으로 증식시킬 수 있다. 이 후, 한계 희석법(limited dilution technique)에 의한 서브클로닝에 의해 균일한 세포 집단을 얻은 후, 본 발명의 단백질에 대해 특이적인 항체를 생산할 수 있는 하이브리도마를 표준 기술에 따라 시험관 내 또는 생체 내에서 대량 배양할 수 있다. 상기 파지 항체 라이브러리 방법은, 본 발명의 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질에 대한 항체 유전자를 획득하여, 이를 파지(phage)의 표면에 융합 단백질 형태로 발현하여 항체 라이브러리를 시험관 내에서 제작하고, 상기 라이브러리로부터 본 발명의 탈모 모두유 세포에서 증가하는 유전자의 단백질과 결합하는 모노클론 항체를 분리 및 제작하여 수행할 수 있다. 상기 방법들에 의하여 제조된 항체는 전기영동, 투석, 이온교환 크로마토그래피, 친화 크로마토그래피 등의 방법으로 분리할 수 있다.By antibody is meant a specific protein molecule directed against the antigenic site. Preferably, the antibody refers to an antibody that specifically binds to an increasing protein in all hair loss hair cells of the present invention, and may include all polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, and recombinant antibodies. Producing such antibodies can be readily prepared using techniques well known in the art. The polyclonal antibody can be obtained from serum collected after injecting an animal with a protein (antigen) which is increased in all hair loss cells. The animal may be any animal host such as goat, rabbit, or pig. The monoclonal antibody, as is well known in the art, uses a hybridoma method (Kohler G. and Milstein C.), or phage antibody library (Clackson et al .; Marks et al.) Technology Can be prepared. In order to perform the hybridoma method, cells of an immunologically suitable host animal such as a mouse and cancer or myeloma cell line may be used. Thereafter, by using a method such as polyethylene glycol, that is, a method well known in the art to which the present invention belongs, after fusion of these two types of cells, the antibody-producing cells can be propagated by a standard tissue culture method. have. Subsequently, after obtaining a uniform cell population by subcloning by the limited dilution technique, hybridomas capable of producing antibodies specific for the proteins of the present invention are in vitro or in vivo according to standard techniques. Can be cultured in large quantities. The phage antibody library method, by obtaining an antibody gene for an increasing protein in all the hair loss cells of the present invention, expressing it in the form of a fusion protein on the surface of the phage (phage) to produce an antibody library in vitro, From the library, monoclonal antibodies that bind to proteins of increasing genes in all hair loss cells of the present invention can be isolated and produced. Antibodies prepared by the above methods can be separated by electrophoresis, dialysis, ion exchange chromatography, affinity chromatography and the like.
상기 항체는 2개의 전체 길이 경쇄(light chain) 및 2개의 전체 길이 중쇄(heavy chain)를 가지는 완전한 형태 뿐만 아니라, 항체 분자의 기능적인 단편을 포함할 수 있다. 항체 분자의 기능적 단편이란 적어도 항원 결합기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며, Fab, F(ab'), F(ab')2, F(ab)2, Fv 등이 있다.The antibody may include functional fragments of antibody molecules, as well as complete forms having two full length light chains and two full length heavy chains. The functional fragment of an antibody molecule means the fragment which has at least antigen binding function, and includes Fab, F (ab '), F (ab') 2, F (ab) 2, Fv.
한편, 상기 진단제 외에도, 본 발명은 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질을 특이적으로 인식하는 항체를 함유하는 진단키트를 제공하며, 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질 또는 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질을 인식하는 항체를 함유하는 단백질 칩을 제공한다. 상기 진단키트는 당업자에 알려진 종래의 제조방법에 의해 제조되며, 전형적으로 동결건조형태의 항체와 버퍼, 안정화제, 불활성 단백질 등을 포함한다. 상기 항체는 방사종, 형광원, 효소 등에 의해 표지화 될 수 있다. 상기 항체는 이뮤노어세이 키트(immunoassay 키트 : ELISA, antibody coated tube test, lateral-flow test, potable biosensor)에 다양하게 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 보다 높은 특이도와 민감도를 나타내는 항체의 개발을 통한 다양한 남성형 탈모 검출 스펙트럼을 갖는 단백질칩 개발에도 이용될 수 있다.On the other hand, in addition to the diagnostic agent, the present invention provides a diagnostic kit containing an antibody that specifically recognizes three or more proteins selected from the group of proteins increasing in all the hair loss hair cells, the hair loss is increased in all Provided is a protein chip containing an antibody that recognizes at least three proteins selected from the protein group or at least three proteins selected from the protein group increasing in both hair loss cells. The diagnostic kit is prepared by conventional manufacturing methods known to those skilled in the art, and typically include lyophilized antibodies, buffers, stabilizers, inactive proteins, and the like. The antibody may be labeled by radioactive species, fluorescent sources, enzymes, and the like. The antibody can be used in a variety of immunoassay kits (ELISA, antibody coated tube test, lateral-flow test, potable biosensor), as well as various male types through the development of antibodies showing higher specificity and sensitivity. It can also be used to develop protein chips with a hair loss detection spectrum.
또한, 본 발명은 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질을 특이적으로 인식하는 항체를 이용하는 진단방법을 제공한다. The present invention also provides a diagnostic method using an antibody that specifically recognizes three or more proteins selected from the group of proteins increasing in all hair loss.
상기 진단방법은,The diagnostic method,
(1공정) 분석할 시료에서 단백질을 분리하는 단계;(Step 1) separating the protein from the sample to be analyzed;
(2공정) 상기 1공정의 단백질과 상기 3종 이상의 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 접촉시켜 항원-항체 복합체를 형성하는 단계; 및,(Step 2) contacting the protein of
(3공정) 상기 2공정에서 생성된 항원-항체 복합체를 정량 검출 및 분석하는 단계;를 포함할 수 있다. (Step 3) quantitatively detecting and analyzing the antigen-antibody complex generated in
상기 모든 절차에서는 탈모 모두유 세포(남성형 탈모가 진행되고 있다고 의심되는 모두유 세포)와 대조군 시료(비탈모 모두유 세포)의 유전자 발현량을 비교 분석한다. 즉, 상기 1공정의 시료는 남성형 탈모가 진행되고 있다고 의심되는 환자에게서 추출할 수 있다. In all the above procedures, the gene expression levels of all the alopecia all hair cells (all hair cells suspected of developing male alopecia) and the control sample (the alopecia all hair cells) are compared and analyzed. That is, the sample of
상기 1공정에서 단백질을 분리하는 과정은 공지된 공정을 이용하여 수행할 수 있으며, 단백질의 양은 당업자에게 알려진 다양한 방법으로 측정할 수 있다.The process of separating the protein in the first step can be carried out using a known process, the amount of protein can be measured by various methods known to those skilled in the art.
상기 2공정의 항원-항체 복합체란 본 발명의 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질과 이에 특이적인 항체의 결합물을 의미한다. 즉, 상기 항원은 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질을 뜻한다. The antigen-antibody complex of
즉, 상기 분석방법을 통하여 대조군의 항원-항체 복합체의 형성량과 남성형 탈모가 진행되고 있을 것이라고 의심되는 모두유 세포 또는 탈모 모두유 세포에서 항원-항체 복합체의 형성량을 비교할 수 있고, 본 발명의 탈모 모두유 세포에서 증가하는 유전자의 단백질 발현량을 판단하여 실제 남성형 탈모가 진행되고 있는지의 여부를 진단할 수 있다. In other words, the amount of formation of the antigen-antibody complex of the control group and the amount of formation of the antigen-antibody complex in all-milk cells or in all-hair loss hair cells suspected that male-type hair loss is progressing can be compared through the above analysis method. All of the hair loss can be diagnosed whether the actual male hair loss is progressing by determining the protein expression amount of the gene that is increased in the milk cells.
상기 항원-항체 복합체의 형성량은 검출 라벨(detection label)의 신호 크기를 통하여 정량적으로 측정할 수 있다. 상기 검출 라벨은 효소, 형광물질, 리간드, 발광물질, 미소입자(microparticle), 레독스 분자 및 방사선 동위원소로 이루어진 그룹 중에서 선택할 수 있으나, 상기 기재된 물질로 제한되는 것은 아니다. 상기 검출 라벨로 효소를 사용하는 경우, 이용할 수 있는 효소로는 β-글루쿠로니다제, β-D-글루코시다제, β-D-갈락토시다제, 우레아제, 퍼옥시다아제 또는 알칼라인 포스파타아제, 아세틸콜린에스터라아제, 글루코스 옥시다아제, 헥소키나아제 등이 있으나, 상기 기재된 범위로 제한되지는 않는다. 상기 형광물질로는 플루오레신, 피코시아닌, 플루오레스카민 등이 있으나, 상기 기재된 물질로 제한되는 것은 아니다. 상기 리간드로는 바이오틴 유도체 등이 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 발광물질로는 루시페린 등이 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 미소입자로는 콜로이드, 금 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 레독스 분자로는 퀴논, 1,4-벤조퀴논, 하이드로퀴논 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 방사선 동위원소에는 3H, 14C 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.The amount of formation of the antigen-antibody complex can be quantitatively determined through the signal magnitude of the detection label. The detection label may be selected from the group consisting of enzymes, fluorescent materials, ligands, luminescent materials, microparticles, redox molecules, and radioisotopes, but is not limited thereto. When the enzyme is used as the detection label, available enzymes include β-glucuronidase, β-D-glucosidase, β-D-galactosidase, urease, peroxidase or alkaline phosphatase. , Acetylcholinesterase, glucose oxidase, hexokinase, and the like, but are not limited to the ranges described above. The fluorescent material may be fluorescein, phycocyanin, fluorescarmine, etc., but is not limited to the above-described materials. Such ligands include, but are not limited to, biotin derivatives. Examples of the light emitting material include luciferin, but are not limited thereto. The microparticles include, but are not limited to, colloidal and gold. The redox molecule includes, but is not limited to, quinone, 1,4-benzoquinone, hydroquinone, and the like. The radioisotope includes, but is not limited to, 3 H, 14 C, and the like.
상기 진단방법은, 웨스턴 블롯(western blot), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), RIA(radioimmunoassay), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 오크털로니면역확산법(ouchterlony immunodiffusion), 로켓면역전기영동법(rocket immunoelectrophoresis), 조직면역염색법(immunohistochemistry), 면역침전분석법(immunoprecipitation), 보체고정분석법(complement fixation assay), FACS(fluorescense activated cell sorter), 단백질 칩(protein chip) 등에 적용할 수 있으나, 기재된 방법에 제한되는 것은 아니다. The diagnostic method includes Western blot, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), RIA (radioimmunoassay), radioimmunodiffusion, oaklononiy immunodiffusion, rocket immunoelectrophoresis , Tissue immunostaining (immunohistochemistry), immunoprecipitation (immunoprecipitation), complement fixation assay (complement fixation assay), fluorescense activated cell sorter (FACS), protein chip (protein chip), etc., but is not limited to the described method no.
따라서 바람직하게는, 본 발명은 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질을 특이적으로 인식하는 항체를 함유하는 진단키트를 이용한 진단방법을 제공하며, 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질 또는 상기 탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질 군에서 선택된 3종 이상의 단백질을 인식하는 항체를 함유하는 단백질 칩을 이용하는 진단방법을 제공한다. Therefore, preferably, the present invention provides a diagnostic method using a diagnostic kit containing an antibody that specifically recognizes three or more proteins selected from the group of proteins increasing in all the hair loss cells, and in all the hair loss cells Provided is a diagnostic method using a protein chip containing an antibody that recognizes at least three proteins selected from an increasing protein group or at least three proteins selected from an increasing protein group in both hair loss cells.
본 발명은 남성형 탈모 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것으로서, 상기 바이오마커 조성물 및 진단방법을 통해, 남성형 탈모의 진행 여부를 용이하게 진단할 수 있다. 또한, 상기 방법을 통해 남성형 탈모의 진행을 조기에 진단하고 이와 관련된 치료를 효과적으로 할 수 있는 방법을 제공할 수 있다. The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing male hair loss and a diagnostic method using the same, through the biomarker composition and the diagnostic method, it is possible to easily diagnose the progress of male hair loss. In addition, the above method can provide a method for early diagnosis of masculine hair loss and effective treatment associated with it.
도 1은 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포가 채취된 남성형 탈모 환자의 이마 및 후두부 부위를 나타낸다.
도 2는 2명의 남성형 탈모 환자(Patient 1 및 Patient 2)에서 채취한 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포 간의 안드로겐 수용체(androgen receptor, AR) 및 제2형 5α-환원효소(type 2 5α-reductase, 5αR2)의 RNA의 발현 차이를 RT-PCR을 이용하여 확인한 결과이다.
도 3은 2명의 남성형 탈모 환자(Patient 1 및 Patient 2)에서 채취한 남성형 탈모 환자의 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포 간의 ASS1(argininosuccinate synthase 1), ADE2(phosphoribosylaminoimidazole carboxylase, PAICS), CKAP4(cytoskeleton-associated protein 4), GSN(gelsolin), IQGAP1(Ras GTPaseactivating-like protein 1) 및 SKP1(S-phase kinase-associated protein 1)의 단백질 발현을 웨스턴 블롯을 이용하여 확인한 결과이다.
도 4는 남성형 탈모 환자의 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포 간의 IQGAP1(Ras GTPaseactivating-like protein 1), PLEC1(Isoform 9 of Plectin-1), GSN(Gelsolin) 및 SPTAN1(Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain)의 단백질 발현을 면역형광요법을 이용해 확인한 결과이다.Figure 1 shows the forehead and laryngeal region of male hair loss patients from which both hair loss and non-hair loss cells are collected.
FIG. 2 shows an androgen receptor (AR) and
FIG. 3 shows ASS1 (argininosuccinate synthase 1), ADE2 (phosphoribosylaminoimidazole carboxylase (PAICS), and CKAP4 between alopecia areata and alopecia areata cells of alopecia areata in two male alopecia patients (
Figure 4 shows IQGAP1 (Ras GTPaseactivating-like protein 1), PLEC1 (Isoform 9 of Plectin-1), GSN (Gelsolin) and SPTAN1 (Isoform 3 of Spectrin alpha) chain, brain) protein expression was confirmed by immunofluorescence therapy.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
<실시예 1. 모유두 세포의 분리 및 배양>Example 1 Isolation and Culture of Breast Papillary Cells
본 발명의 실험에 이용되는 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포는 모발이식수술을 한 2명의 남성 환자(Patient 1 및 Patient 2)의 두피조직에서 분리된 모낭으로부터 얻었다(도 1 참조). 상기 세포들을 절개된 모낭의 모구(bulb)에서 채취한 후, 페니실린(100U/㎖), 스트렙토마이신(100㎍/㎖), 20% FCS(heat inactivated fetal calf serum)가 포함된 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium; Gibco BRL, Gaithersburg, MD)에서 37℃, 5% CO2 습윤 배양기에서 배양하였다. 이후에는 트립신으로 계대배양하여 10% FCS가 포함된 DMEM에서 상기 세포들을 유지 및 배양하였다. Hair loss all milk cells and non-hair loss both milk cells used in the experiment of the present invention were obtained from hair follicles separated from the scalp tissue of two male patients (
<실시예 2. 탈모 모두유 세포 확인><Example 2. Confirmation of all hair loss milk cells>
상시 실시예 1에서 탈모 모두유 세포 및 비탈모 모두유 세포의 분리가 잘되었는지를 확인하기 위해, 안드로겐 수용체(androgen receptor, AR) 및 제2형 5α-환원효소(type 2 5α-reductase, 5αR2)의 RNA의 발현을 확인하였다. In order to confirm the well-separated hair loss and non-hair loss both milk cells in Example 1, androgen receptor (AR) and
일반적으로 탈모가 진행되고 있는 세포에서는, 탈모가 진행되고 있지 않는 세포보다 안드로겐 수용체(androgen receptor, AR) 및 제2형 5α-환원효소(type 2 5α-reductase, 5αR2)의 발현이 증가하는 것으로 알려져 있다.In general, hair loss-producing cells are known to have increased expression of androgen receptor (AR) and
이를 위해, 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포에서 Trizol 용액(Invitrogen, Carlsbad, CA)을 이용하여 총 RNA를 추출하였고, 총 3㎍의 RNA로부터 cDNA를 합성하였다(Promega의 cDNA 합성 키트의 superscript Ⅱ reverse transcriptase와 oligo-dT primer 이용). 이 후, 1㎕의 cDNA와 하기에 개시된 프라이머를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다. PCR 생성물은 1% 아가로오스 겔에서 전기영동을 이용하여 분리하였으며 UV를 이용하여 확인하였고, RNA의 양은 β-액틴(β-actin)과 대비하여 비교하였다. To this end, total RNA was extracted using Trizol solution (Invitrogen, Carlsbad, Calif.) In both alopecia and non-alopecia milk cells, and cDNA was synthesized from a total of 3 μg of RNA (superscript of Promega's cDNA synthesis kit. Ⅱ reverse transcriptase and oligo-dT primers). Thereafter, RT-PCR was performed using 1 μl of cDNA and the primers described below. PCR products were separated by electrophoresis on 1% agarose gel and confirmed by UV, and the amount of RNA was compared with β-actin.
AR PCR 조건 : AR PCR conditions :
1 싸이클 : 94℃ - 2분 1 cycle: 94 ℃-2min
30 싸이클 : 94℃ - 1분, 60℃ - 45초, 72℃ - 45초30 cycles: 94 ° C-1 minute, 60 ° C-45 seconds, 72 ° C-45 seconds
1 싸이클 : 72℃ - 5분1 cycle: 72 ℃-5min
forward primer : 5’-GGTAAGGGAAGTAGGTGGAA-3’forward primer: 5’-GGTAAGGGAAGTAGGTGGAA-3 ’
reverse primer : 5’-CCTTCTAGCCCTTTGGTGTA-3’.reverse primer: 5'-CCTTCTAGCCCTTTGGTGTA-3 '.
5αR2 PCR 조건 : 5αR2 PCR conditions :
1 싸이클 : 94℃ - 2분 1 cycle: 94 ℃-2min
30 싸이클 : 94℃ - 1분, 55℃ - 45초, 72℃ - 45초30 cycles: 94 ° C-1 minute, 55 ° C-45 seconds, 72 ° C-45 seconds
1 싸이클 : 72℃ - 5분1 cycle: 72 ℃-5min
forward primer : 5’-TGAGGTTACATGCTGCTTGC-3’ forward primer: 5’-TGAGGTTACATGCTGCTTGC-3 ’
reverse primer : 5’-TCCAATTACAAGCGTTCGG-3’.reverse primer: 5'-TCCAATTACAAGCGTTCGG-3 '.
β-액틴 PCR 조건 : 1 싸이클 : 94℃ - 2분 β-actin PCR conditions : 1 cycle: 94 ℃-2 minutes
23 싸이클 : 94℃ - 1분, 58℃ - 45초, 72℃ - 45초23 cycles: 94 ° C-1 minute, 58 ° C-45 seconds, 72 ° C-45 seconds
1 싸이클 : 72℃ - 5분1 cycle: 72 ℃-5min
forward primer : 5’-GGGAAATCGTGCGTGACATT-3’ forward primer: 5’-GGGAAATCGTGCGTGACATT-3 ’
reverse primer : 5’-GGAGTTGAAGGTAGT TTCGTG-3’.reverse primer: 5'-GGAGTTGAAGGTAGT TTCGTG-3 '.
도 2의 결과를 확인하면, 2명의 남성형 탈모 환자(Patient 1 및 Patient 2)에서 채취한 세포에서, 비탈모 모두유 세포에 비해 탈모 모두유 세포에서 안드로겐 수용체 및 제2형 5α-환원효소의 발현이 현저하게 증가되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, 이로 인해 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포의 분리가 잘 되었음을 알 수 있었다.Referring to the results of FIG. 2, the expression of the androgen receptor and type 2α-reductase in the cells of all hair loss hair cells compared to the non-hair loss both milk cells in the cells collected from two male hair loss patients (
한편, 본 발명의 분석조건이 정확한지를 확인하기 위해, 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포를 이용하여 하기 실시예 3~6의 실험을 수행하기에 앞서, 4개의 표준 단백질인 글리코겐인산화효소(glycogen phosphorylase), 혈청 알부민 전구체(serum albumin precursor), 에놀라아제 1(enolase 1) 및 알코올탈수소효소 1(alcohol dehydrogenase 1)을 대장균 추출 표준 단백질에 혼합하여 1-D LC-MS 및 2-D LC-MS에 대한 IDEAL-Q 분석을 하였다. 상기 분석결과에서 글리코겐인산화효소(glycogen phosphorylase), 혈청 알부민 전구체(serum albumin precursor), 에놀라아제 1(enolase 1), 알코올탈수소효소 1(alcohol dehydrogenase 1) 및 대장균 추출 표준 단백질이 반복적으로 동일한 패턴으로 분석되는 것을 확인하여, 본 발명의 분석 조건이 정확함을 입증한 후, 하기와 같은 실험을 수행하였다. On the other hand, in order to confirm whether the analysis conditions of the present invention is correct, before performing the experiments of Examples 3 to 6 using both hair loss and non-hair loss milk cells, the four standard proteins glycogen kinase ( glycogen phosphorylase, serum albumin precursor,
<< 실시예Example 3. 트립신을 이용한 단백질의 분해> 3. Protein Degradation Using Trypsin>
트립신을 이용한 단백분해를 수행하기 위해, 남성형 탈모 환자(Patient 1 및 Patient 2)에서 채취한 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포를 수집한 후, 세포 펠렛(pellet)에 단백분해효소 억제제가 포함된 RIPA 버퍼를 넣고 반응시켰다(RIPA 버퍼 : 20mM Tris-HCl, pH 7.5, 1mM Na2EDTA, 1mM Na2EDTA, 1mM EGTA, 1% Triton, 2.5mM sodium pyrophosphate, 2.5mM sodium pyrophosphate, 1mM beta-glycerophosphate, 1mM Na3VO4, 1/㎖ leupeptin, 1mM Na3VO4). 이 후, 상기 반응물을 얼음에서 15분간 둔 후 4℃, 12,000rpm 조건에서 5분간 원심분리하여 상등액(supernatants)만 수거하였다. 수거된 세포 추출액은 BCA 어세이 키트(Pierce)를 이용하여 단백질 정량을 하였다. In order to perform proteolysis using trypsin, both hair loss and non-hair loss milk cells collected from male hair loss patients (
트립신 소화 방법(tryptic digestion)은 Han, C. L. et al.(비특허문헌 6)의 방법을 이용하여 수행하였다. 이를 위해, 상기 세포 추출액을 37℃에서 30분간 50㎕의 용해버퍼에 녹였으며(용해버퍼 : 6M urea, 5mM EDTA, 2%(w/v) SDS in 0.1M TEABC[Triethylammonium bicarbonate]), 단백질이 용해되면, 단백질을 겔(gel)이 포함된 바이알(Eppendorf vial)로 옮기고, 겔을 작은 조각으로 자른 후, 50%(v/v) ACN이 포함된 1㎖의 TEABC로 여러번 세척하였다. 단백질이 용해되면, 3㎕의 10mM DTT(dithiothreitol)를 더하고, 3㎕의 50mM의 IAA(iodoactamide)를 30분간 더해 실온에서 반응시켰다. 이 후, 15㎕의 아크릴아마이드/비스아크릴아마이드 용액(30%, v/v, 29:1), 2.5㎕의 10%(w/v) APS(ammonium persulfate)와 1㎕의 100% TEMED(tetramethylethylene diamine)를 넣어 겔 상태로 중합시켰다. 중합된 겔은 작게 잘라 50%(v/v) ACN(acetonitrile)을 포함하는 1㎖의 TEABC 용액으로 3번 세척한 후, 탈수시켰으며, 이 후, 100% ACN으로 겔 샘플을 좀 더 탈수시킨 후, 완전하게 건조하였다. 이 후, 25mM TEABC에 녹여진 트립신(protein:trypsin=50:1, g/g)을 이용해서 37℃에서 18시간 동안 반응시켜 단백분해를 하였다. 단백분해 이후에는 순차적인 용해과정을 통해 겔 샘플로부터 펩타이드를 추출하였다(추출용매 : 200㎕ of 25mM TEABC, 200㎕ of 0.1%(v/v) TFA in water, 200㎕ of 0.1%(v/v) TFA in ACN, 200㎕ of 100% ACN). 추출된 펩타이드 샘플은 스피드백(SpeedVac)을 이용해 농축하였다. Tryptic digestion was performed using the method of Han, C. L. et al. (Non-Patent Document 6). To this end, the cell extract was dissolved in 50 μl of lysis buffer at 37 ° C. for 30 minutes (dissolution buffer: 6 M urea, 5 mM EDTA, 2% (w / v) SDS in 0.1 M TEABC [Triethylammonium bicarbonate]) Once dissolved, the proteins were transferred to vials containing gel (Eppendorf vial), the gel was cut into small pieces, and washed several times with 1 ml of TEABC containing 50% (v / v) ACN. When the protein was dissolved, 3 μl of 10 mM dithiothreitol (DTT) was added, and 3 μl of 50 mM IAA (iodoactamide) was added for 30 minutes to react at room temperature. Then 15 μl of acrylamide / bisacrylamide solution (30%, v / v, 29: 1), 2.5 μl of 10% (w / v) APS (ammonium persulfate) and 1 μl of 100% TEMED (tetramethylethylene diamine) was added to polymerize in a gel state. The polymerized gel was cut into small pieces, washed three times with 1 ml of TEABC solution containing 50% (v / v) ACN (acetonitrile), and then dehydrated. Then, the gel sample was further dehydrated with 100% ACN. After that, it was dried completely. Thereafter, proteolysis was performed by using trypsin (protein: trypsin = 50: 1, g / g) dissolved in 25 mM TEABC for 18 hours at 37 ° C. After proteolysis, peptides were extracted from the gel sample by sequential dissolution (extraction solvent: 200 μl of 25 mM TEABC, 200 μl of 0.1% (v / v) TFA in water, 200 μl of 0.1% (v / v)). ) TFA in ACN, 200 μl of 100% ACN). The extracted peptide sample was concentrated using SpeedVac.
<< 실시예Example 4. 4. LCLC 를 통한 단백질의 분석>Analysis of Proteins Through
상기 실시예 3에서 트립신 소화된 단백질을 위해 LC(liquid chromatography)를 수행하되, 1-D LC(one-dimensional liquid chromatography)와 2-D LC(two-dimensional liquid chromatography)를 모두 수행하여 단백질 발현의 차이를 확인하였다. In Example 3, liquid chromatography (LC) was performed for the trypsin digested protein, but both 1-D one-dimensional liquid chromatography (LC) and 2-D LC (two-dimensional liquid chromatography) were used for protein expression. The difference was confirmed.
실시예Example 4-1. 1-D 4-1. 1-D LCLC
트립신 소화된 단백질(0.8㎍)의 nanoscale LC separations은 하기와 같은 컬럼을 장착한 nanoAcquity 시스템(nanoAcquity system, Waters Corporation, Milford, MA)을 이용해 수행되었다. Nanoscale LC separations of trypsin digested protein (0.8 μg) were performed using a nanoAcquity system (nanoAcquity system, Waters Corporation, Milford, Mass.) Equipped with the following columns.
* 컬럼 : Symmetry C18 5㎛, 5㎜×300㎛ precolumn / BEH C18 1.7㎛, 25cm×75㎛ analytical reversed phase column (Waters Corporation) * Column: Symmetry C18 5㎛, 5mm × 300㎛ precolumn / BEH C18 1.7㎛, 25cm × 75㎛ analytical reversed phase column (Waters Corporation)
이를 위해, 먼저, 상기 트립신 소화된 단백질은 0.1% 포름산 용액에 현탁된 상태로 10㎕/min의 유속으로 5분 동안 전치컬럼(precolumn)으로 이동되었다. 이 때, A 이동상(mobile phase A)은 0.1% 포름산 용액으로 구성되어 있으며 B 이동상(mobile phase B)은 아세토나이트릴에 녹인 0.1% 포름산 용액으로 구성되어 있다. 이 후, 펩타이드는 역상컬럼(reversed phase column)의 B 이동상에서 120분 동안 300nl/min의 유속으로 용매의 3~55%의 농도 구배로 분리되었으며, 90% 농도 조건에서 5분간 세척되었다. To this end, first, the trypsin digested protein was transferred to a precolumn for 5 minutes at a flow rate of 10 μl / min while suspended in 0.1% formic acid solution. At this time, the mobile phase A is composed of 0.1% formic acid solution, and the mobile phase B is composed of 0.1% formic acid solution dissolved in acetonitrile. Subsequently, the peptide was separated in a concentration gradient of 3 to 55% of the solvent at a flow rate of 300 nl / min for 120 minutes in the B mobile phase of the reversed phase column and washed for 5 minutes at 90% concentration.
실시예Example 4-2. 2-D 4-2. 2-D LCLC
트립신 소화된 단백질(0.8㎍)의 nanoscale LC separations은 하기와 같은 컬럼을 장착한 nanoAcquity 시스템(nanoAcquity system, Waters Corporation, Milford, MA)을 이용해 수행되었다. Nanoscale LC separations of trypsin digested protein (0.8 μg) were performed using a nanoAcquity system (nanoAcquity system, Waters Corporation, Milford, Mass.) Equipped with the following columns.
* 컬럼 : Symmetry C18 precolumn(5㎛, 5㎜×300㎛) / hybrid silica XTerra MS C18 first dimensional column(100㎜×300㎛, 5㎜, 130A° Column) / BEH C18 analytical reversed phase column(1.7㎛, 25cm×75㎛) (Waters Corporation) * Column: Symmetry C18 precolumn (5㎛, 5㎜ × 300㎛) / hybrid silica XTerra MS C18 first dimensional column (100㎜ × 300㎛, 5㎜, 130A ° Column) / BEH C18 analytical reversed phase column (1.7㎛, 25cm × 75㎛) (Waters Corporation)
이를 위해, 먼저, 상기 트립신 소화된 단백질은 0.1% 포름산 수용액에 현탁된 상태로 0.5㎕/min의 유속으로 5분 동안 1차 컬럼(first dimensional column)으로 이동되었다. 이 때, 1차 컬럼의 펩타이드는 B 이동상에서 11, 21, 35, 62%의 4단계의 농도 구배로 분리되어 프리컬럼(precolumn)에 부착시킨 후, 2차 컬럼(second dimensional column, analytical reversed phase column)으로 이동시킨 후 B 이동상에서 60분 동안 300nl/min의 유속으로 용매의 3~55%의 농도 구배로 분리되었으며, 90% 농도 조건에서 5분간 세척되었다. 이 때, 1차 컬럼의 A 이동상(mobile phase A)은 20mM 암모늄 포름산염(ammonium formate)으로 구성되어 있으며 B 이동상(mobile phase B)은 20mM 암모늄 포름산염/ACN(pH 10.0)으로 구성되어 있다. 또한, 2차 컬럼의 A 이동상(mobile phase A)은 0.1% 포름산 용액으로 구성되어 있으며 B 이동상(mobile phase B)은 ACN에 녹인 0.1% 포름산 용액으로 구성되어 있다. To this end, first, the trypsin digested protein was transferred to a first dimensional column for 5 minutes at a flow rate of 0.5 μl / min while suspended in 0.1% formic acid aqueous solution. At this time, the peptide of the primary column is separated into four concentration gradients of 11, 21, 35, and 62% in the B mobile phase and attached to a precolumn, followed by a second dimensional column, analytical reversed phase. column), separated by a gradient of 3 ~ 55% of solvent at a flow rate of 300nl / min for 60 min in mobile B phase, and washed for 5 min at 90% concentration. In this case, the mobile phase A of the primary column is composed of 20 mM ammonium formate and the B mobile phase B is composed of 20 mM ammonium formate / ACN (pH 10.0). In addition, the mobile phase A of the secondary column (mobile phase A) is composed of 0.1% formic acid solution and B mobile phase (mobile phase B) is composed of 0.1% formic acid solution dissolved in ACN.
<< 실시예Example 5. 5. MSMS /Of MSMS 데이터의 수집>Collection of Data>
상기 실시예 4에서 수행된 1-D LC 및 2-D LC를 이용하여 분석된 결과는 Q-Tof 질량분석기(Q-Tof Premier mass spectrometer, Waters Corporation, Manchester, UK)를 이용하여 수행되었다.Results analyzed using the 1-D LC and 2-D LC carried out in Example 4 is The Q-Tof mass spectrometer (Q-Tof Premier mass spectrometer, Waters Corporation, Manchester, UK) was used.
이를 위해, LC-MS 데이터가 액퀴지션(acquisition)의 데이터 의존 모드(data dependent mode)에서 수집되었다. MS 시스템(Mass spectrometer system)은 10,000의 분해능(resolving power)을 갖는 ESI 양성 V 모드(ESI positive V mode)에서 수행되었다. 나노 락 스프레이 소스(Nano Lock Spray source)가 정확한 질량 측정을 위해 사용되었고, 락 질량 채널(lock mass channel)이 매 30초마다 표본(sample)으로 이용되었다. 질량분석기(mass spectrometer)는 나노 락 스프레이 소스로부터 전달된 인간[Glu1]-피브리노펩타이드 용액(synthetic human[Glu1]-fibrinopeptide B solution, 100fmol/㎕; Sigma-Aldrich)으로 교정(calibration)되었다. 이 방법은 [m/z 4001600, 0.6s] 조건과 [m/z 1001990, 1.2s per scan] 조건의 MS/MS 스캔을 포함한다. 또한, MS/MS 데이터는 이온의 전하량의 차이로부터 얻어지며, MS/MS 충돌 에너지(MS/MS collision energy)는 15eV에서 60eV 사이에서 선택되었다. 이 때, dynamic exclusion window는 300초로 세팅되었으며, BPI(base peak intensity)가 150count/s의 역치(threshold)를 초과할 때, 액퀴지션을 MS 모드에서 MS/MS 모드로 변환시키고, TIC(total ion current)가 MS/MS 채널에서 1000count/s의 역치를 초과할 때, MS 모드로 다시 변환되었다. To this end, LC-MS data was collected in a data dependent mode of acquisition. The mass spectrometer system was performed in ESI positive V mode with a resolving power of 10,000. Nano Lock Spray source was used for accurate mass measurement, and lock mass channel was used as a sample every 30 seconds. Mass spectrometers were calibrated with synthetic human [Glu1] -fibrinopeptide B solution, 100 fmol / μl; Sigma-Aldrich, delivered from a nano-lock spray source. This method includes MS / MS scans under [m / z 4001600, 0.6s] and [m / z 1001990, 1.2s per scan]. In addition, MS / MS data was obtained from the difference in the amount of charge of the ions, and the MS / MS collision energy was selected between 15 eV and 60 eV. At this time, the dynamic exclusion window was set to 300 seconds, and when the base peak intensity (BPI) exceeds the threshold of 150 count / s, the acquisition is converted from MS mode to MS / MS mode, and TIC (total ion) is obtained. When current) exceeds the threshold of 1000 count / s in the MS / MS channel, it is converted back to MS mode.
<< 실시예Example 6. 6. LCLC -- MSMS /Of MSMS 결과에 대한 상대적 분석> Relative Analysis of Results>
상기 실시예 4 및 5에서 분석된, 결과 파일을 Mascot Distiller(Matrix Science; version 2.3.2)를 이용해 피크(peak) 리스트로 전환하였고, 모든 LC-MS/MS 샘플의 분석은 Mascot(Matrix Science; version 2.2.1)를 이용하여 분석하였다. 이를 위해, Mascot에서 IPI_Rat_3.70 데이터베이스(version 3.70; 68,161 entries)의 결과를 찾아 상기 분석결과와 비교 및 확인하였으며, Mascot에 대항하는 데이터베이스 검색은 0.05Da의 fragment ion mass tolerance 및 0.1Da의 parent ion tolerance를 이용하여 수행하였다. 단백질 정량을 위해서는 LC-MS/MS 데이터의 분석이 가능한 IDEAL-Q software(version 1.0.1.1)를 이용하였다. The resulting files analyzed in Examples 4 and 5 were converted to a peak list using Mascot Distiller (Matrix Science; version 2.3.2), and analysis of all LC-MS / MS samples was performed using Mascot (Matrix Science; version 2.2.1). To this end, Mascot found and compared the results of the IPI_Rat_3.70 database (version 3.70; 68,161 entries) with the analytical results. The database against Mascot was found to have a fragment ion mass tolerance of 0.05 Da and a parent ion tolerance of 0.1 Da. It was performed using. For protein quantification, IDEAL-Q software (version 1.0.1.1) capable of analyzing LC-MS / MS data was used.
이에 대한 최종 분석 결과는 각 단백질 발현이 1.5배 증가한 것이나 0.66배 감소한 것만을 선별하여 하기 표 1에 기재하였다. 분석 결과, 총 128개의 단백질의 발현이 증가하였고, 총 13개의 단백질의 발현이 감소된 것을 확인할 수 있었다. Final analysis results for this are shown in Table 1 by selecting only the 1.5-fold increase in each protein expression or 0.66-fold decrease. As a result, expression of a total of 128 proteins was increased, and it was confirmed that expression of a total of 13 proteins was decreased.
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<< 실시예Example 7. 단백질의 발현 검증> 7. Expression Verification of Proteins>
상기 실시예 6에서 확인된 단백질의 발현을 검증하기 위해 웨스턴 블롯 분석을 수행하였다. 이를 위해, 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포를 PBS(ice-cold phosphate-buffered saline)에 2회 세척하고, 세포 추출액을 추출하기 위해, 세포 펠렛(pellet)을 단백분해효소 억제제가 포함된 RIPA 버퍼를 넣어 반응시켰다(RIPA 버퍼 : 20mM Tris-HCl, pH 7.5, 1mM Na2EDTA, 1mM Na2EDTA, 1mM EGTA, 1% Triton, 2.5mM sodium pyrophosphate, 2.5mM sodium pyrophosphate, 1mM beta-glycerophosphate, 1mM Na3VO4, 1/㎖ leupeptin, 1mM Na3VO4).Western blot analysis was performed to verify the expression of the protein identified in Example 6 above. To this end, both hair loss and non-hair loss milk cells are washed twice in an ice-cold phosphate-buffered saline (PBS), and the cell pellet is extracted with a proteinase inhibitor to extract the cell extract. RIPA buffer was added and reacted (RIPA buffer: 20 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM Na 2 EDTA, 1 mM Na 2 EDTA, 1 mM EGTA, 1% Triton, 2.5 mM sodium pyrophosphate, 2.5 mM sodium pyrophosphate, 1 mM beta-glycerophosphate, 1 mM Na 3 VO 4 , 1 / ml leupeptin, 1 mM Na 3 VO 4 ).
이 후, 상기 반응물을 얼음에서 15분간 둔 후 4℃, 12,000rpm 조건에서 5분간 원심분리하여 상등액(supernatants)만 수거하였다. 수거된 세포 추출액은 BCA 어세이 키트(Pierce)를 이용하여 단백질 정량을 한 후 5㎍의 단백질을 SDS 샘플 버퍼에서 불활성하고, 10% SDS-폴리아크릴아마이드 겔에서 전기영동법을 이용하여 분리하였다. 분리된 단백질은 나이트로셀룰로오스 멤브레인으로 이동한 후(150mA 조건에서 60분), 이를 5% 스킴밀크(skim milk in PBST[PBS/0.1% Tween-20])로 블로킹하였다. 각각의 1차 항체는 4℃에서 18시간 이상 반응시켰으며, 다음날 2차 항체를 반응시켰고, 각 항체의 세척은 PBST를 이용하였다. 이 후, ECL 용액을 이용해 각 단백질 밴드의 강도를 분석하였으며, 상기 분석결과를 도 3에 나타내었다. Thereafter, the reaction was placed on ice for 15 minutes, and then centrifuged at 4 ° C. and 12,000 rpm for 5 minutes to collect only supernatants. The harvested cell extracts were protein quantified using BCA assay kit (Pierce), and then 5 μg of protein was inactivated in SDS sample buffer and separated by electrophoresis on 10% SDS-polyacrylamide gel. The isolated protein was transferred to nitrocellulose membrane (60 minutes at 150 mA) and then blocked with 5% skim milk (PBS / 0.1% Tween-20). Each primary antibody was reacted at 4 ° C. for 18 hours or more, the next day the secondary antibody was reacted, and each antibody was washed with PBST. Thereafter, the intensity of each protein band was analyzed using an ECL solution, and the analysis results are shown in FIG. 3.
도 3의 결과를 확인하면 2명의 남성형 탈모 환자(Patient 1 및 Patient 2)에서 채취한 탈모 세포에서 ASS1(argininosuccinate synthase 1), ADE2(phosphoribosylaminoimidazole carboxylase, PAICS), CKAP4(cytoskeleton-associated protein 4), GSN(Gelsolin), IQGAP1 (Ras GTPaseactivating-like protein 1) 및 SKP1(S-phase kinase-associated protein 1)이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 단백질 증가 패턴은 LC-MS/MS 분석 결과와 일치하였다. Referring to the results of FIG. 3, hair loss cells collected from two male hair loss patients (
<< 실시예Example 8. 8. 면역형광요법Immunofluorescence >>
상기 실시예 6에서 확인된 단백질의 발현을 검증하기 위해, 모발이식수술을 한 남성 환자의 두피로부터 얻은 탈모 모두유 세포와 비탈모 모두유 세포가 포함된 모낭 시료를 포매 용액(embedding midium, OCT compound, Tissue-Tek; Miles, Napierville, IL)에 넣어 -80℃에서 굳혔다. 이 후, 이를 7㎛의 두께로 자른 후 4% 파라포름알데하이드(4% paraformaldehyde containing 0.1% triton X-100)에 10분간 반응시켜 고정하였다. 다음으로는, PBS로 상기 포매된 절편을 15분간 세척하고, 4% 당나귀 혈청으로 1시간 동안 블로킹(blocking)한 뒤, 4℃에서 18시간 이상 1:100으로 희석된 1차 항체(IQGAP1, PLEC1, GSN, SPTAN1)와 반응시켰다. 이 후, 2차 항체와 반응시키고, DNA 염색을 위해 1㎎/㎖ DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)에 10분간 반응시킨 후, 마운팅하였다(VECTASHIELD mounting medium 이용, [Vector Laboratories, Burlingame, CA]). 형광 이미지는 공초점 현미경(Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)을 이용해 측정하였으며 이에 대한 결과를 도 4에 나타내었다. In order to verify the expression of the protein identified in Example 6, a hair follicle sample containing both hair loss cells and non-hair loss milk cells obtained from the scalp of a male patient who had undergone hair transplantation was embedded with a medium (OCED compound). , Tissue-Tek; Miles, Napierville, IL) and hardened at -80 ° C. Thereafter, it was cut to a thickness of 7 μm and fixed by reacting with 4% paraformaldehyde (4% paraformaldehyde containing 0.1% triton X-100) for 10 minutes. Next, the embedded section was washed with PBS for 15 minutes, blocked with 4% donkey serum for 1 hour, and then diluted with primary antibody (IQGAP1, PLEC1) at 4 ° C for 18 hours or more. , GSN, SPTAN1). Thereafter, the mixture was reacted with a secondary antibody, reacted with 1 mg / ml DAPI (4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole) for 10 minutes for DNA staining, and then mounted (using VECTASHIELD mounting medium, [Vector Laboratories, Burlingame, CA]). Fluorescence images were measured using a confocal microscope (Carl Zeiss, Oberkochen, Germany) and the results are shown in FIG. 4.
도 4를 참고하면, IQGAP1(Ras GTPaseactivating-like protein 1), PLEC1(Isoform 9 of Plectin-1), GSN(Gelsolin) 및 SPTAN1(Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain)이 탈모 모두유 세포의 모낭에서 현저하게 증가되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, LC-MS/MS와 동일한 패턴으로 단백질이 발현되고 있음을 입증할 수 있었다. Referring to Figure 4, IQGAP1 (Ras GTPaseactivating-like protein 1), PLEC1 (Isoform 9 of Plectin-1), GSN (Gelsolin) and SPTAN1 (Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain) are all hair loss in the hair follicles It was confirmed that the remarkably increased, it was able to prove that the protein is expressed in the same pattern as LC-MS / MS.
Claims (8)
<탈모 모두유 세포에서 증가하는 단백질>
Argininosuccinate synthase (ASS1, Accession No. IPI00020632);
Phosphoribosyl aminoimidazole carboxylase (PAICS[ADE2], Accession No. IPI00217223);
Isoform 1 of Cytoskeleton-associated protein 4 (CKAP4, Accession No. IPI00141318);
Isoform 1 of Gelsolin (GSN, Accession No. IPI00026314);
Ras GTPase-activating-like protein 1 (IQGAP1, Accession No. IPI00009342);
Isoform 1 of S-phase kinase-associated protein 1 (SKP1, Accession No. IPI00301364);
Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain (SPTAN1, Accession No. IPI00843765);
Isoform 9 of Plectin-1 (PLEC1, Accession No. IPI00398775).Biomarker composition for diagnosing male hair loss comprising at least three proteins selected from the following protein groups as an active ingredient:
Protein increases in all hair loss
Argininosuccinate synthase (ASS1, Accession No. IPI00020632);
Phosphoribosyl aminoimidazole carboxylase (PAICS [ADE2], Accession No. IPI00217223);
Isoform 1 of Cytoskeleton-associated protein 4 (CKAP4, Accession No. IPI00141318);
Isoform 1 of Gelsolin (GSN, Accession No. IPI00026314);
Ras GTPase-activating-like protein 1 (IQGAP1, Accession No. IPI00009342);
Isoform 1 of S-phase kinase-associated protein 1 (SKP1, Accession No. IPI00301364);
Isoform 3 of Spectrin alpha chain, brain (SPTAN1, Accession No. IPI00843765);
Isoform 9 of Plectin-1 (PLEC1, Accession No. IPI00398775).
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