KR20130136964A - Use of hmgb1 as a biological marker of bowel inflammatory conditions, non-invasive method for its detection in fecal samples and kit thereof - Google Patents

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살바토레 쿠치아라
라우라 스트로나티
로베르타 비탈리
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디.엠.지. 이탈리아 에스알엘
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Abstract

본 발명은 웨스턴 블롯(Western blot) 분석법 또는 적절한 항원-항체를 이용하는 ELISA 분석법을 통해 대변 중 HMGB1의 존재를 검출하기 위한 분석 프로토콜을 포함하며, 대변 추출물에 HMGB1의 존재 및 만성 염증성 창자병, 특히 크론병(CD) 및 궤양대장염(UC)의 발병기전(발병기전)에서 상기 단백질의 연루를 통해 인간의 창자 염증 병태를 측정하기 위한 비침습법(noninvasive method)을 제공한다.
본 발명은 또한 이러한 방법을 실시하기 위한 비색계 키트를 포함한다.
The present invention includes an assay protocol for detecting the presence of HMGB1 in feces via Western blot assays or ELISA assays using appropriate antigen-antibodies, the presence of HMGB1 in fecal extracts and chronic inflammatory bowel disease, especially Crohn In the pathogenesis of disease (CD) and ulcerative colitis (UC), the involvement of the protein provides a noninvasive method for measuring human intestinal inflammatory conditions.
The present invention also includes colorimetric kits for practicing this method.

Description

창자 감염성 병태의 생물학적 마커로서 HMGB1의 용도, 대변 샘플에서 그의 검출을 위한 비침습적 방법 및 키트{Use of HMGB1 as a Biological Marker of Bowel Inflammatory Conditions, Non-Invasive Method for Its Detection in Fecal Samples and Kit Thereof} Use of HMGB1 as a Biological Marker of Bowel Inflammatory Conditions, Non-Invasive Method for Its Detection in Fecal Samples and Kit Thereof}

본 발명은 인간의 만성 염증성 창자병(IBD, "Inflammatory Bowel Disease")을 검출 및 진단하기 위한 물질 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 대변 추출물에 HMGB1의 존재를 통해 그리고 만성 염증성 창자병, 특히 크론병(CD) 및 궤양대장염(UC)의 발병기전(pathogenesis)에서 상기 단백질의 병발(involvement)을 통해 인간의 창자 염증 병태를 측정하기 위한 비침습적 방법(noninvasive method)에 대해 기술한다. 본 발명은 또한 이러한 방법을 실행하기 위한 비색계(colorimetric) 키트를 포함한다. The present invention relates to materials and methods for detecting and diagnosing chronic inflammatory bowel disease (IBD) in humans. In particular, the present invention relates to human intestinal inflammation through the presence of HMGB1 in fecal extract and through the involvement of the protein in the pathogenesis of chronic inflammatory bowel disease, particularly Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC). Describe a noninvasive method for measuring a condition. The invention also includes a colorimetric kit for carrying out this method.

HMGB1 (High-mobility group box 1)은 염증 반응을 유발함으로써 조직 손상으로부터 자극에 반응할 수 있는 DAMP (Damage Associated Molecular Patterns) 분자 원형으로서 발생된 비-히스톤 염색질에 연합된 비-히스톤 핵 단백질이다(1). HMGB1은 포식세포 (macrophages)(2) 및 장세포(3), 다음의 사전 염증(pro-inflammatory) 자극소, 이를테면 LPS, TNFα, IL-β, IL-6, 및 IL-8(4)에 의해 활발하게 분비되고, 사멸(apoptotic) 세포(5)가 아닌 괴사 세포에 의해 방출된다. 세포외(extracellular) 공간으로 분비되는 HMGB1은, 다음과 같이 상이한 분자를 갖는 고 염증성 복합체를 형성한다: 그들 각각의 수용체, 이를테면 TLR9, TLR4, IL-1R 및 TLR2와 상호작용하면서, 선천 면역을 활성화하는 단일-스트랜드 DNA, LPS, IL-Iβ 및 뉴클레오솜. 한편, HMGB1은 복합체를 형성하지 않고, 무효소당화(glycation) 목적 생성물 RAGE를 위한 수용체(고급 무효소당화 목적 생성물을 위한 수용체)를 결합할 수 있다(6). High-mobility group box 1 (HMGB1) is a non-histone nuclear protein associated with non-histone chromatin generated as a Damage Associated Molecular Patterns (DAMP) molecular prototype that can respond to stimuli from tissue damage by inducing an inflammatory response ( One). HMGB1 is present in macrophages (2) and enterocytes (3), following pro-inflammatory stimulants such as LPS, TNFα, IL-β, IL-6, and IL-8 (4). Is actively secreted and released by necrotic cells rather than apoptotic cells 5. HMGB1 secreted into the extracellular space forms a highly inflammatory complex with different molecules as follows: activating innate immunity, interacting with their respective receptors, such as TLR9, TLR4, IL-1R and TLR2 Single-stranded DNA, LPS, IL-Iβ and nucleosomes. HMGB1, on the other hand, can bind a receptor for glycosylation target product RAGE (receptor for higher glycosylation target product) without forming a complex (6).

세포외 HMGB1은 염증 매개물(inflammatory mediators)의 생성을 유발하고(4), 류마티스 관절염(7), 전신홍반루푸스(8) 및 다발근육염(9)을 포함한 자가면역 또는 염증성 질환의 발병기전에 중요한 역할을 할 수 있다. 미국특허 제 6,303,321 호에 기술된 발명은 패혈증을 치료하기 위한 의약 조성물에 관한 것이다. 의약 조성물은 활성 물질로서 유효량의 HMGB1 길항제 또는 억제제를 포함한다. 바람직하게는, HMGB1의 길항제 중에서, HMGB1 단백질에 결합하는 항체, HMGBl-코딩 유전자의 안티센스 서열(antisense sequences) 및 HMGB1 수용체의 길항제가 사용된다. 그러므로, 상기 특허 발명의 목적은 HMGB1의 길항제 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 패혈증을 치료하기 위한 방법을 제공하는 데 있다. 상기 특허의 발명은 또한 환자 병태의 중증도를 모니터하고, 패혈증의 유사 임상 과정 및 쇼크 증상 또는 관련 증상을 나타내는 환자에 대한 관련 병태를 예측하기 위한 진단 및 예지 방법을 제공한다. 진단 및 예지 방법은 샘플, 특히 혈청 또는 전체 혈액에서 HMGB1 단백질의 농도를 측정하고, 그 농도를 HMGB1의 표준 농도와 비교하는 것을 포함한다. HMGB1의 함량이 더 많으면 나쁜 예후를 나타내거나 독성 반응의 발생 가능성을 나타낸다. 진단 방법 또한 기타 조직이나 뇌척수액 또는 소변과 같은 체액구역(fluids compartments)에 이용될 수 있다. Extracellular HMGB1 causes the production of inflammatory mediators (4) and plays an important role in the pathogenesis of autoimmune or inflammatory diseases, including rheumatoid arthritis (7), systemic lupus erythematosus (8) and polymyositis (9). can do. The invention described in US Pat. No. 6,303,321 relates to a pharmaceutical composition for treating sepsis. The pharmaceutical composition comprises an effective amount of an HMGB1 antagonist or inhibitor as the active substance. Preferably, among the antagonists of HMGB1, antibodies that bind to HMGB1 protein, antisense sequences of the HMGB1-encoding gene, and antagonists of the HMGB1 receptor are used. Therefore, it is an object of the patent invention to provide a method for treating sepsis, comprising administering an antagonist effective amount of HMGB1. The invention also provides diagnostic and prognostic methods for monitoring the severity of patient conditions and for predicting similar clinical processes of sepsis and related conditions for patients exhibiting shock or related symptoms. Diagnostic and prognostic methods include measuring the concentration of HMGB1 protein in a sample, particularly serum or whole blood, and comparing the concentration to a standard concentration of HMGB1. Higher amounts of HMGB1 indicate a poor prognosis or the likelihood of toxic reactions occurring. Diagnostic methods can also be used in other tissues or fluids compartments such as cerebrospinal fluid or urine.

HMGB1 및 위장관: 기술 현황HMGB1 and Gastrointestinal Tract: Technology

스트레스의 징후, 조직 손상 또는 장점막 내의 미생물 항원은 선천 면역 반응과 관련된 세포, 이를테면 포식세포 및 가지 세포를 활성화하여 염증 반응을 유발한다. Signs of stress, tissue damage or microbial antigens in the membranes activate inflammatory responses by activating cells associated with the innate immune response, such as phagocytic and branched cells.

세포외 매트릭스 다음의 염증성 자극소(stimuli)에서 방출된 HMGB1이 존재하면, 상피 장 세포의 침투성을 변경하고 미생물 항원의 유입 증가를 초래함으로써 장 장벽 기능에 크게 영향을 미치는 것으로 보인다. 사실상, 시험관 및 생체 내 연구결과, 면역자극된 장세포 또는 기타 면역 세포에 의해 분비된 HMGB1의 존재와 장 장벽 기능장애는 상호관련이 있다는 것이 밝혀졌다(10∼15). 또한, 염증성 사이토카인 방출로 인해, HMGB1은 또한 동물 모델(16,17)에서 입증된 바와 같이, 결장 염증 및 대장염(18,19)의 괴사 형태와 관련되어 있을 가능성이 있다.The presence of HMGB1 released from the inflammatory stimuli following the extracellular matrix appears to significantly influence intestinal barrier function by altering epithelial intestinal cell permeability and causing increased influx of microbial antigens. In fact, in vitro and in vivo studies have shown that the presence of HMGB1 secreted by immunostimulated enterocytes or other immune cells correlates with intestinal barrier dysfunction (10-15). In addition, due to inflammatory cytokine release, HMGB1 is also likely associated with necrotic forms of colon inflammation and colitis (18, 19), as demonstrated in animal models (16, 17).

항-HMGBl 분자에 의한 HMGB1의 분비 감소는, 장 장벽의 손상 및 점막 염증(11, 13, 14, 16, 19, 20) 모두를 개선하는 데 상호 관련이 있는 것으로 보인다. Reduced secretion of HMGB1 by anti-HMGBl molecules appears to correlate with improving both intestinal barrier damage and mucosal inflammation (11, 13, 14, 16, 19, 20).

환자로부터 채취된 조직 샘플에서 HMGB1 단백질의 존재와 양은, 미국특허 출원 제 2006/0188883 호에 기술된 바와 같이, 창자 암, 특히 결장 및 직장 암의 진단 및 예후 마커로서 이미 이용되어 왔다. 그러나, 암 질환이 염증성 창자병과는 매우 다른 병태라는 것은 공지되어 있다. 또한, 상기 출원 발명은 생물학적 조직에만 이용 가능하고, 대변의 이용과 관련하여서는 참고 사항이 없다. The presence and amount of HMGB1 protein in tissue samples taken from patients has already been used as a diagnostic and prognostic marker for intestinal cancers, particularly colon and rectal cancers, as described in US Patent Application 2006/0188883. However, it is known that cancer disease is a very different condition from inflammatory bowel disease. In addition, the present invention is applicable only to biological tissues, and there is no reference regarding the use of feces.

데이브(Dave) 등에 의한 최근의 문헌(16)에서, HMGB1 분비를 감소하기 위해서 만성 대장염의 생쥐 모델에서 항-염증제, 이를테면 에틸 피루브산염을 사용하는 것과 관련한 결과가 나타났다. 대변 샘플에 대해 실시된 시험 결과, 대변 내의 HMGB1 함량은 에틸 피루브산염의 투여 후 감소된 것으로 밝혀졌다. In a recent work by Dave et al. (16), results have been associated with the use of anti-inflammatory agents, such as ethyl pyruvate, in a mouse model of chronic colitis to reduce HMGB1 secretion. Tests conducted on stool samples showed that the HMGB1 content in the stool was reduced after administration of ethyl pyruvate.

그러나, 대장염에 관한 데이브의 연구에서 실시된 실험은 생쥐 모델에만 관련된 것이고, 그 실험에서 얻어진 결과는 항상 인간 및 그들의 질병에 당연히 적용되는 것이 아니며, 실제적으로 동물 모델에 의해 얻어진 결과는, 분자 마커의 경우에, 질병의 임상 과정 및 특이 치료에 대한 반응에서 대응하는 인간 질병과 전혀 일치하지 않는다는 것이 꽤 알려져 있다. However, the experiments conducted in Dave's study of colitis are only relevant in mouse models, and the results obtained in those experiments do not always apply naturally to humans and their diseases, and in practice the results obtained by animal models are based on molecular markers. In some cases, it is well known that there is no coincidence with the corresponding human disease in the clinical course of the disease and in response to specific treatment.

또한, 이 연구에 사용된 생쥐 모델에서 IL-10 제거된 항염증성 사이토카인에 대한 유전자 코딩과 함께 생쥐의 유전적으로 변형된 균주를 이용하여 생쥐에게 대장염을 일으킨다. 이는 오히려 훨씬 더 복합적인 기여 인자가 질병의 발병을 결정하는 인간 질병과는 다를 수 있는 병태이다. In addition, genetically modified strains of mice, along with genetic coding for IL-10-removed anti-inflammatory cytokines in the mouse model used in this study, cause colitis in mice. This is rather a condition in which a much more complex contributing factor may be different from the human disease that determines the onset of the disease.

사실상, 인간을 특징짓는 유전적 및 환경적 다양성은 연구용 동물 모델에서는 절대로 재현될 수 없다고 알려져 있다. 특히, 염증성 창자병은, 유전적 및 환경적 다양성이 질병의 발병 및 진행에 중요한 역할을 하는 다인성 질병이다. In fact, it is known that the genetic and environmental diversity that characterizes humans can never be reproduced in research animal models. In particular, inflammatory bowel disease is a multifactorial disease in which genetic and environmental diversity plays an important role in the development and progression of the disease.

실제로, 오늘날까지 CD에 대한 30 이상(CU의 경우는 더 적음)의 감수성 부위(susceptibility loci)가 확인되었고, 또한 영향을 미치는 모든 개별적인 부위가 동일한 유전자 변이를 발현하는 것이 아닐 뿐만 아니라, 유전자 변이가 반드시 질병을 진행시킨다는 것을 의미하지 않는다. 즉 유전적 동질성이 대부분 총체적인 생쥐 모델과는 달리 염증성 질환을 앓는 사람들 사이에 큰 유전적 변이가 있다. Indeed, to date, more than 30 susceptibility loci have been identified for CD (less in the case of CUs), and also not all individual sites affecting express the same gene mutation, It does not necessarily mean that the disease progresses. In other words, unlike most mouse models, genetic homogeneity has a large genetic variation among people with inflammatory diseases.

또한, 생활습관(다이어트, 흡연, 스트레스)에 있어 환경적 압박, 뿐만 아니라 약제의 사용 또는 유해 환경 약품에의 노출은 사람에 따라 다르고, 또한 질환의 발병에 한 역할을 하며, 장 균무리의 조성은 물론 개인마다 다르다. 이와 관련하여, 중요한 국가 기관 및 국제 기관에 의해 실시된 최근의 연구에서는, 건강한 개체에 비해서 영향에 의해 사실상 변경되는 염증성 창자병에서 공생균(commensal bacterial) 균무리의 중요 역할을 강조하고 있다는 사실을 상기하는 것이 중요하다. 다시 말하면, 표준 상태의 생쥐 모델은 환경적 부담을 전혀 받지 않거나 적어도 훨씬 덜 받는 것이고, 또한 미생물학적 프로필은 동일한 음식을 섭취할 때 개체들 중에서 훨씬 덜 변할 수 있다. In addition, environmental pressures in lifestyle (diet, smoking, stress), as well as the use of drugs or exposure to hazardous environmental drugs vary from person to person, and also play a role in the development of disease, and the composition of intestinal flora Of course it varies from individual to individual. In this regard, recent research conducted by important national and international organizations highlights the important role of commensal bacterial flora in inflammatory bowel disease, which is virtually altered by influences compared to healthy individuals. It is important to remember. In other words, the mouse model in a standard state is not subjected to environmental burdens or at least much less, and the microbiological profile can also change much less among individuals when eating the same food.

도 1은 R&D 시스템의 항-HMGBl 단클론 항체를 사용하여 웨스턴 블롯 분석법에 의해 검출된 대변 샘플 내의 HMGBl 단백질을 나타낸 도면이다.
도 2는 대변에서 검출된 HMGBl 단백질의 함량과 대변 칼프로텍틴의 HMGBl 단백질 함량을 비교분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
FIG. 1 shows HMGBl protein in stool samples detected by Western blot analysis using anti-HMGBl monoclonal antibodies of the R & D system.
Figure 2 is a graph showing the results of comparing the content of HMGBl protein detected in the stool and HMGBl protein content of fecal calprotectin.

인간 장 염증에서 HMGB1의 역할Role of HMGB1 in Human Intestinal Inflammation

인간의 창자 염증에서 HMGB1의 역할에 관한 연구는 매우 적다: 최근의 공보에서는 관절염 및 대장염과 같은 병리 병태의 잠재적인 "바이오마커"로서 HMGB1을 포함한 RAGE의 리간드를 나타내고(21), 제2판 공보에서는, 궤양대장염(22) 환자의 혈청에서 관찰된 바와 같이, 항-중성구 세포질 항체 ANCA (Anti-neutrophid cytoplasmic antibody)의 새로운 항원으로서 HMGB1을 확인한다. There is very little research on the role of HMGB1 in human intestinal inflammation: recent publications indicate ligands of RAGE, including HMGB1, as potential "biomarkers" of pathologies such as arthritis and colitis (21), second edition. In E. coli, HMGB1 is identified as a new antigen of the anti-neutrophil cytoplasmic antibody (ANCA), as observed in the serum of ulcerative colitis 22 patients.

장 염증의 마커로서 사용된 단백질Protein used as marker of intestinal inflammation

생물학적 마커는 염증을 객관적으로 측정하는 비침습적 방법을 나타내며, 염증성 창자병(IBD, Inflammatory Bowel Disease)을 포함한 일부 질병(23)의 평가에 일차 또는 이차 역할을 할 수 있다. Biological markers represent a non-invasive method of objectively measuring inflammation and may play a primary or secondary role in the evaluation of some diseases 23, including Inflammatory Bowel Disease (IBD).

이러한 마커는 혈청 또는 대변으로서 확인될 수 있고, 특별한 과정을 진단하고, 질병을 상이한 아류 형태(subtypes)로 분류하고, 그의 활성, 전개 및 예후를 평가하거나, 또는 치료나 재발(24)에 대한 반응을 예측하기 위해 사용될 수 있다.Such markers can be identified as serum or stool, diagnose a particular process, classify the disease into different subtypes, assess its activity, development and prognosis, or respond to treatment or relapse 24 Can be used to predict

IBD를 포함한 몇 가지 염증성 질환에 대해 구입할 수 있는 혈청 마커로는 적혈구침강속도(ESR), C-반응성 단백질(CRP), 항-중성구 세포질 항체(ANCA) 및 항-사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cerevisiae) 항체(ASCA)(24)가 있다. 그러나, 이들은 장 염증에 대해 낮은 민감성(sensitivity)과 특이성을 나타내고, 질병 활성(24)의 증상 및 지수와 상호 관련성이 낮다. Serum markers available for several inflammatory diseases, including IBD, include erythrocyte sedimentation rate (ESR), C-reactive protein (CRP), anti-neutrophil cytoplasmic antibody (ANCA), and anti-saccharomyces cerevisiae. (Saccharomyces cerevisiae) antibody (ASCA) 24. However, they exhibit low sensitivity and specificity for intestinal inflammation and are low in correlation with the symptoms and indices of disease activity 24.

이와는 대조적으로, 대변 마커는 IBD와 같은 위장 질환의 진단에는 더 큰 특이성을 나타내는데, 그 이유는 이 마커의 함량(levels)이 소화 계통(25,26)에 관여하지 않는 질환에서 증가하지 않기 때문이다. 또한, 이 마커는 질병 활성(26,27)을 평가하기 위해 내시경 검사를 필수적으로 요하지 않는 장점을 갖는다. 락토페린 및 칼프로텍틴은 창자 염증에 대한 대변 마커로서 가장 빈번하게 사용된다(24, 25, 28, 29). 실제로 대변 내에 이들 단백질이 존재하면, 질병 활성(activity) 및 재발 예측을 정확하게 측정할 수 있고, 심한 대장염 환자 중에서 고 위험군을 확인하고 의학적 치료 효과를 확인할 수 있다. In contrast, stool markers show greater specificity in the diagnosis of gastrointestinal disorders such as IBD because the levels of these markers do not increase in diseases not involving the digestive system (25, 26). . This marker also has the advantage of not necessarily requiring endoscopy to assess disease activity 26, 27. Lactoferrin and calprotectin are most frequently used as stool markers for intestinal inflammation (24, 25, 28, 29). Indeed, the presence of these proteins in feces can accurately measure disease activity and recurrence predictions, identify high-risk groups among patients with severe colitis, and confirm the effectiveness of medical treatment.

위장 염증을 비침습적으로 더 민감하고 특이적으로 그리고 경제적으로 검출하기 위한 방법을 확인할 필요가 점점 증가하고 있으므로, 이들 특성과 일치하는 새로운 분자를 확인하기 위해 연구하는 데 많은 관심을 계속 기울이고 있다.There is an increasing need to identify methods for detecting non-invasive, more sensitive, specific, and economically gastrointestinal inflammation, and as a result, there is a continuing interest in research to identify new molecules that match these characteristics.

객관적 및 예비적 결과Objective and Preliminary Results

HMGB1이 세포 염증 목록의 반사점증(recruitment)에 관한 신호를 발생하고 외인(exogenous) 또는 내인(endogenous) 자극으로 인한 면역 반응을 활성화하는 작용을 갖고 있다는 것이 잘 알려져 있기 때문에, 본 발명자들은 인간 염증성 창자병, 특히 CD 및 UC의 발병 기전에서 이러한 단백질의 가능한 병발(involvement)을 조사할 것을 제안하였다. Since it is well known that HMGB1 has a function of generating signals on the recruitment of the cellular inflammation list and activating immune responses due to exogenous or endogenous stimulation, the inventors of the human inflammatory bowel It was proposed to investigate the possible involvement of these proteins in the pathogenesis of disease, particularly CD and UC.

CD는 입으로부터 항문까지의 소화 기관(tract)의 어떠한 부분에도 영향을 미칠 수 있는 벽경유 염증(transmural inflammation)을 특징으로 하고 있다. 통상, 불연속적으로 더 많은 부분에 병발이 있다. 염증은 영향받는 부분의 모든 벽을 포함하고 종종 근처 잘간막(mesentery) 및 림프절로 확산된다. 가장 흔하게는, 염증은 말단 돌창자(ileum) 및 결장을 포함한다. CD is characterized by transmural inflammation that can affect any part of the digestive tract from the mouth to the anus. Usually, there are discontinuities in more parts. Inflammation includes all walls of the affected area and often spreads to nearby mesentery and lymph nodes. Most often, inflammation includes terminal ileum and colon.

UC에서 염증 과정은 결장으로 제한되고 점막층에만 영향을 미친다. 직장의 병발은 일정하고 결장의 다양한 상향 부분에서 병발을 동반할 수 있다. In UC, the inflammatory process is limited to the colon and affects only the mucosal layer. Recurrences of the rectum are constant and can accompany the incidences of the various upward portions of the colon.

최근 서양 국가(유럽 및 미국)에서 이들 질병의 발병율은 UC에 대해서 100,000 명당 약 70∼150건이고, 그리고 CD에 대해서는 100,000 명당 약 20∼40건이다. 이들은 주로 늦은 청년기 및 젊은 성인들의 질병으로 15세 내지 35 세 사이에 발병율이 피크를 이룬다. In recent Western countries (Europe and the United States), the incidence of these diseases is about 70-150 cases per 100,000 for UC and about 20-40 cases per 100,000 for CD. They are predominantly diseases of late adolescents and young adults, peaking incidence between 15 and 35 years of age.

이와 관련하여, 단백질이 세포외 매트릭스에서 분비될 때 염증 작용을 일으키고, 그리고 대변이 창자로부터 생성되고 제거되는 것을 정확히 나타낸다는 것은 알려져 있기 때문에, 본 발명자들은 IBD 소아 환자의 대변에서 HMGBl를 발견하는 것을 가장 중요하게 생각한다. 얻어진 자료는 대조군의 자료와 비교하였다. In this regard, the inventors have found that HMGBl is found in the stool of an IBD pediatric patient because it is known that when proteins are secreted from the extracellular matrix it is inflammatory and accurately indicates that feces are produced and removed from the intestines. I think the most important. The data obtained were compared with that of the control group.

IBD 환자의 대변에서 관찰된 HMGBl의 함량이 건강한 대조군의 함량보다 크게 증가되었다는 것이 놀랍게도 발견되었다(도 1). 이에 따라 환자의 대변에서 HMGBl의 측정은 장 염증의 마커로서 이용될 수 있다는 것을 설정하였다. 또한, 치료로 인해 심하지 않은 정도의 질병을 앓고 있는 환자(질병 지수 PCDAI/PUCAI ≤25/60를 갖는 군)는 심한 질병을 앓고 있는 환자에 비해서 HMGBl의 감소를 나타내는 것이 분명해 졌다. 그러므로, 이 단백질은 또한, 염증의 양호한 마커 이외에도, 치료에 대한 반응의 양호한 지표로 될 것이다(도 1). 이러한 목적을 위해 개발된 방법은 이하에 설명된다. It was surprisingly found that the amount of HMGBl observed in the stool of IBD patients was significantly increased than that of healthy controls (FIG. 1). Thus it was established that the measurement of HMGBl in the stool of a patient can be used as a marker of intestinal inflammation. In addition, it has been evident that patients suffering from moderately severe disease due to treatment (groups with disease index PCDAI / PUCAI <25/60) exhibited a decrease in HMGBl compared to patients with severe disease. Therefore, this protein will also be a good indicator of response to treatment, in addition to good markers of inflammation (FIG. 1). The method developed for this purpose is described below.

샘플 채취Sampling

IBD 소아 환자 40명(크론병(CD) 환자 19명 및 궤양대장염(UC) 환자 21명), 그리고 대조군 13명으로부터 수집된 대변 샘플은, 웨스턴 블롯(Western blot)에 의해 HMGBl의 존재를 평가하기 위해 분석되었다. HMGBl의 검출을 위한 2개의 특이 항체를 사용하기 위한 목적으로 웨스턴 블롯의 병태가 특별히 개발되었다. Stool samples collected from 40 IBD pediatric patients (19 patients with Crohn's disease (CD) and 21 patients with ulcerative colitis (UC)), and 13 controls, were evaluated by Western blot to assess the presence of HMGBl. To be analyzed. The condition of Western blots has been specifically developed for the purpose of using two specific antibodies for the detection of HMGBl.

HMGBl 단백질의 존재와 관련하여 강조된 밴드는 ImageQuant 소프트웨어(GE Healthcare Life Sciences, Uppsala, 스웨덴)를 이용함으로써 실시된 밀도계 (densitometric) 분석법에 도입되었고, HMGBl 함량 범위의 수치를 얻을 수 있었다. Bands highlighted in relation to the presence of HMGBl protein were introduced into densitometric assays conducted using ImageQuant software (GE Healthcare Life Sciences, Uppsala, Sweden) and numerical values in the HMGBl content range could be obtained.

환자의 IBD 진단은 널리 인식되고 공유된 내시경 및 조직학적 기준에 따라 실시되었다(30). CD의 활성은 임상적 및 실험식 파라미터(31)를 기본으로 하는 측정법인 "소아 크론병 활성 지수" (PCDA)에 의해 측정되었다: 지수가 10 이하인 경우는 비활성 질환, 10∼30인 경우는 약하거나 보통인 질환, 그리고 30을 초과하는 경우는 심한 질환으로 분류. UC의 활성은 "소아 궤양대장염 활성 지수" (PUCAI)(32)에 따라 등급이 정해졌으며: 후자는 최근 입증된 비침습법인 멀티파라미터 법으로서, 이에 따라 완화된 질환(스코어 10 미만), 약한 질환(스코어 10 내지 34), 보통 질환(스코어 35 내지 64) 및 심한 질환(스코어 65 내지 85)으로 정해진다. Diagnosis of IBD in patients was performed according to widely recognized and shared endoscopy and histological criteria (30). CD activity was measured by the "pediatric Crohn's disease activity index" (PCDA), a measure based on clinical and empirical parameters (31): inactive disease when the index is 10 or less, weak on 10-30, or Common disease, and more than 30 cases are classified as severe. The activity of UC has been graded according to the Pediatric Ulcerative Colitis Activity Index (PUCAI) (32): the latter is a recently proven non-invasive multiparameter method, thus relieving disease (less than score 10), mild disease (Scores 10 to 34), moderate disease (scores 35 to 64) and severe disease (scores 65 to 85).

내시경 스코어는 궤양대장염에 대한 SES-CD(33) 및 Matts 스코어(34)를 사용하여 측정되었다. SES-CD를 계산하기 위해서, 창자를 5 부분(돌창자, 좌측 결장, 횡 결장, 우측 결장, 직장)으로 분리하고, 그리고 각 부분에서 0∼12 범위의 값(총 수치 범위: 0∼60)이 질병 활성도에 사용되었다. Matts 스코어를 계산하기 위해서 창자는 6 부분(블라인드, 상행 결장, 횡 결장, 하행 결장, 구불 결장, 직장)으로 분리되었고, 그리고 각 부분에서 1∼4 범위의 값(총 범위: 6∼24)이 질병 활성도에 사용되었다. Endoscopic scores were measured using SES-CD (33) and Matts score (34) for ulcerative colitis. To calculate the SES-CD, separate the intestines into five parts (the intestines, left colon, transverse colon, right colon, rectum), and in each part the values in the range 0-12 (total numerical range: 0-60). It was used for this disease activity. To calculate the Matts score, the intestines were divided into 6 parts (blind, ascending, transverse, descending, twisting, rectal), and in each part, values ranging from 1 to 4 (total range: 6 to 24). Used for disease activity.

이 연구에 등록된 환자에서 이들의 지수를 기본으로 할 때, 질병은 13 명의 IBD 환자(8 CD 및 5 UC)가 심각하고, 11명의 환자(3 CD 및 8 UC)가 약하거나 보통이며, 그리고 16 명의 환자(8 CD 및 8 UC)가 비활성인 것으로 밝혀졌다(표 1). Based on their indices in patients enrolled in this study, the disease is severe in 13 IBD patients (8 CD and 5 UC), 11 patients (3 CD and 8 UC) are weak or moderate, and Sixteen patients (8 CD and 8 UC) were found to be inactive (Table 1).

표 1은 임상 실험에 등록되고, 질병 형태 및 중증도에 따라 분리된 환자들을 열거한다.Table 1 lists patients enrolled in clinical trials and separated by disease type and severity.

표 1. 연구된 환자 집단에서 IBD의 질병 활성에 대한 인구학적(Demographic) 특성 및 지수. PCDAI(Pediatric Crohn's Disease Activity Index): "소아 크론병 활성 지수"; PUCAI(Pediatric Ulcerative Colitis Activity Index): "소아 궤양대장염 활성 지수"Table 1. Demographic characteristics and indices of disease activity of IBD in the studied patient population. Pediatric Crohn's Disease Activity Index (PCDAI): "pediatric Crohn's disease activity index"; Pediatric Ulcerative Colitis Activity Index (PUCAI): "Child Ulcerative Colitis Activity Index"

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대변 샘플의 준비Preparation of Stool Samples

살바토어 쿠치하라(Salvatore Cucchiara) 교수에 의해 감독되는 소아과, 소아 위장병학 및 간학 유닛, 로마 대학 "La Sapienza"에서 모집된 사람으로서, 병세의 중증도에 따라 달리하여 IBD 소아 환자(표 1) 및 건강한 대조군 사람으로부터 대변 샘플을 얻었다. A pediatric, pediatric gastroenterology and pediatric unit, supervised by Professor Salvatore Cucchiara, recruited from the University of Rome "La Sapienza", IBD pediatric patients (Table 1) and healthy depending on the severity of the condition Stool samples were obtained from control persons.

대변용 무균 용기에 수집된 샘플을 분자 분석 때까지 -20 ℃ 내지 -80 ℃의 온도에서 저장하였다. Samples collected in stool sterile containers were stored at temperatures between -20 ° C and -80 ° C until molecular analysis.

대변 샘플의 평량 및 완충액 중 현탁Basis weight of fecal samples and suspension in buffer

용기로부터 무균 팁(tip)으로 각 샘플(대변용 표준 용기 내의 스푼 양에 해당)을 제거한 후, 1.5 ml 에펜도르프(eppendorf) 튜브에 넣고 디지털 저울로 무게를 쟀다. 세제와 나트륨 아지드를 함유하는 추출 완충액(포스페이트 완충 식염수 용액 PBS, pH 7.2)(ScheBo Biotech사 제품)에 샘플을 재현탁하여 최종 농도 500 mg/ml을 얻었다. Each sample (corresponding to the amount of spoon in a standard fecal container) was removed from the vessel with a sterile tip, then placed in a 1.5 ml eppendorf tube and weighed with a digital balance. The sample was resuspended in extraction buffer (phosphate buffered saline solution PBS, pH 7.2) containing detergent and sodium azide (ScheBo Biotech) to obtain a final concentration of 500 mg / ml.

대변의 균질화 및 추출Homogenization and Extraction of Feces

샘플을 실온(RT)에서 1분 동안 교반한 다음, 실온에서 30분 동안 궤도 쉐이커(orbital shaker)에 설치하였다. 4℃ 및 10,000 rpm에서 5분 동안 원심분리한 후, 추출된 대변의 상청액을 수집하여 단백질 농도를 브래드포드(Bradford) 분석(Biolabs)에 의해 측정하였다. 얻어진 샘플을 즉시 웨스턴 블롯 분석법에 의해 분석하거나 -80 ℃에서 저장한 다음 분석하였다. The sample was stirred for 1 minute at room temperature (RT) and then placed in an orbital shaker for 30 minutes at room temperature. After centrifugation at 4 ° C. and 10,000 rpm for 5 minutes, the supernatant of the extracted feces was collected and the protein concentration was measured by Bradford assay (Biolabs). The obtained samples were immediately analyzed by Western blot analysis or stored at -80 ° C and then analyzed.

웨스턴 블롯에 의한 대변 추출물의 분석Analysis of Fecal Extract by Western Blot

대변 단백질 추출물 20 ㎍에 동일 부피의 2X 샘플 완충액(100 mM Tris-Cl, pH 6.8, 10% β-머캅토에탄올, 4% SDS, 20% 글리세롤, 0.2% 브로모페놀 블루)을 첨가한 후, 샘플을 5분 동안 끓인 다음, 웨스턴 블롯(WB)에 의해 추출물의 분석을 하기 전에 간단히 원심분리하였다. 12% SDS-폴리아크릴아미드 겔을 사용하여 대변 단백질 추출물을 분리한 다음, 70 볼트에서 1 시간 동안 전자 전환기에 의해 PVDF 필터(Amersham)로 옮겼다. 필터 상의 비특이적 부위는 블로킹 완충액(Blocking Buffer)(0.02M Tris-Cl, pH 7.6, 0.137 M NaCl, 5% 무지방 분유)과 함께 실온에서 1 시간 동안 배양함으로써 차단된 다음, 필터는 항체 완충액(0.02M Tris-Cl, pH 7.6, 0.137 M NaCl, 3% 무지방 분유)에 1:1,000의 비로 희석된 항-HMGBl 다클론 항체(카달로그 번호 H9593, Sigma) 또는 항체 완충액에 1:500의 비로 희석된 항-H GBl 단클론 항체(카달로그 번호 MAB 1690, R&D Systems, 미니애폴리스, USA)와 함께 4℃에서 16 시간 동안 배양되었다. TBS-T 0.1% Tween(0.02M Tris-Cl, pH 7.6, 0.137 M NaCl, 0.1% Tween)으로 각 5분 동안 3회 세척한 후, 항-HMGBl(Sigma 사제)를 사용할 때, 필터는 항-토끼 이차 항체와 함께 실온에서 1 시간 동안 배양되었고, 항체 완충액에서 1:4,000의 비로 희석된 퍼옥시다제(Santacruz)에 모두 콘주게이트된 항-HMGBl 항체 R&D 시스템과 함께 배양하는 경우에 항-생쥐 이차 항체가 사용되었다. TBS-T + 0.1% Tween으로 5분 동안 3회 더 세척한 다음, ECLplus (Amersham) 및 자가방사 기록(autoradiographic) 필름(Kodak)을 사용하여 화학발광 신호를 검출하였다. To 20 μg of fecal protein extract add the same volume of 2X sample buffer (100 mM Tris-Cl, pH 6.8, 10% β-mercaptoethanol, 4% SDS, 20% glycerol, 0.2% bromophenol blue) The sample was boiled for 5 minutes and then briefly centrifuged before analysis of the extract by Western blot (WB). Fecal protein extracts were separated using a 12% SDS-polyacrylamide gel and then transferred to a PVDF filter (Amersham) by an electronic converter for 1 hour at 70 volts. Nonspecific sites on the filter were blocked by incubating for 1 hour at room temperature with blocking buffer (0.02M Tris-Cl, pH 7.6, 0.137 M NaCl, 5% nonfat dry milk), and then the filter was blocked with antibody buffer (0.02). Anti-HMGBl polyclonal antibody (Catalog No. H9593, Sigma) diluted 1: 1000 in M Tris-Cl, pH 7.6, 0.137 M NaCl, 3% nonfat dry milk or 1: 500 in antibody buffer. Incubated with anti-H GBl monoclonal antibody (Catalog number MAB 1690, R & D Systems, Minneapolis, USA) at 4 ° C. for 16 hours. After washing three times for 5 minutes each with TBS-T 0.1% Tween (0.02M Tris-Cl, pH 7.6, 0.137 M NaCl, 0.1% Tween), when using anti-HMGBl (manufactured by Sigma), the filter was Anti-mouse secondary when incubated with rabbit secondary antibody for 1 hour at room temperature and in combination with anti-HMGBl antibody R & D system conjugated to peroxidase (Santacruz) diluted at a ratio of 1: 4,000 in antibody buffer. Antibodies were used. After three more washes for 5 minutes with TBS-T + 0.1% Tween, chemiluminescent signals were detected using ECLplus (Amersham) and autoradiographic film (Kodak).

도 1은 R&D 시스템의 항-HMGBl 단클론 항체를 사용하여 웨스턴 블롯 분석법에 의해 검출된 대변 샘플 내의 HMGBl 단백질을 나타낸다. 특히, 패널 A는 웨스턴 블롯의 결과를 나타내고, 패널 B는 환자에게서 웨스턴 블롯에 의해 강조된(highlighted) 밴드의 밀도측정 값의 그래프를 나타내고, 패널 C는 질병의 중증도에 따라 그룹으로 분리된 환자에서 웨스턴 블롯에 의해 강조된 밴드의 밀도측정 값의 그래프를 나타낸다. 1 shows HMGBl protein in stool samples detected by Western blot analysis using anti-HMGBl monoclonal antibodies of the R & D system. In particular, Panel A shows the results of the Western blot, Panel B shows the graph of the density measurements of the bands highlighted by the Western blot in the patient, and Panel C shows Western in patients separated into groups according to the severity of the disease. A graph of the density measurements of the bands highlighted by the blot is shown.

웨스턴 블롯에 의한 강조된 밴드의 밀도측정 분석법에 따라 대변 샘플에 존재하는 HMGBl의 함량과 관련된 수치를 얻도록 하였다. 특히, 임시 밀도측정 단위(Arbitrary Densitometric Units, ADU)로 나타낼 때, 건강한 사람은 1,000∼3,000, 평균치 1200 ADU를 나타내고; CD 환자는 20,000∼380,000 ADU 범위의 수치, 평균치 190,000 ADU를 나타내고; 반면 모든 UC 환자는 분석된 대변 샘플에 존재하는 HMGBl 의 함량과 관련된 수치로서 6,000∼280,000 ADU, 평균치 120,000 ADU를 나타내는 것으로 밝혀졌다(도 1-B). 도면에서, 아스테리스크는 Mann-Whitney 통계 시험을 통해 평가된 통계적 중요성을 의미하고, 여기서 *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001이다. Density analysis of the highlighted bands by Western blot was performed to obtain values related to the content of HMGBl present in the stool sample. In particular, when expressed in Arbitrary Densitometric Units (ADUs), a healthy person represents 1,000 to 3,000, an average of 1200 ADUs; CD patients exhibited values ranging from 20,000 to 380,000 ADU, with an average of 190,000 ADU; All UC patients, on the other hand, were found to exhibit 6,000-280,000 ADUs, an average of 120,000 ADUs, as values associated with the HMGBl content in the analyzed fecal samples (FIG. 1 -B). In the figure, asterisk means statistical significance assessed through the Mann-Whitney statistical test, where * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001.

분석 결과, HMGBl 단백질 발현은 대조군에 비해 IBD 환자의 대변에서 크게 증가되었는데, 이는 검출할 수 없을 정도(p<0.001)이었다(도 1). 이러한 결과로부터, 대변에서 검출된 HMGBl 단백질의 존재는 인간 창자에서 염증의 마커라는 것을 나타낸다. HMGBl 단백질의 존재는 또한 PCDAI 및 PUCAI 지표를 기본으로 비활성으로 한정된 질병 환자 16명의 대변에서 검출되었다. 그러나, 내시경 스코어의 평가에 따라, 이들 환자는 그들의 대변 내에 HMGBl의 검출과 일치하여 장 염증을 어느 정도 가졌다. As a result, HMGBl protein expression was significantly increased in the feces of IBD patients compared to the control group, which was undetectable (p <0.001) (FIG. 1). These results indicate that the presence of HMGBl protein detected in feces is a marker of inflammation in the human intestine. The presence of HMGBl protein was also detected in the stool of 16 patients with disease who were limited to inactive based on the PCDAI and PUCAI indicators. However, upon evaluation of the endoscopy score, these patients had some degree of intestinal inflammation consistent with the detection of HMGBl in their feces.

특히, 활성 CD 및 UC 환자에서 SES-CD와 Matts 스코어의 정중앙은 각각 23.0(범위: 14∼34) 및 18.0(범위: 8∼24)이었고, 그리고 비활성 CD 및 UC의 환자에서 SES-CD와 Matts 스코어의 정중앙은 각각 7.5(범위: 0∼15) 및 11.5(범위: 6∼18)이었다. 이들 지수는, PCDAI 및 PUCAI 지수에 따라 그와 같이 한정된 비활성 환자에서도 장 염증 피치(pitch)가 있고, 그리고 HMGBl는 또한 질병의 비활성 상태의 지표를 제공할 수 있으므로, 그러한 비활성 염증 병태에 대해 매우 민감한 마커로 간주된다는 것을 나타낸다. 대변에서 검출된 HMGBl 단백질의 함량을 대변 칼프로텍틴의 HMGBl 단백질 함량과 비교하였으며, 이는 최근 ELISA(29, 35)에 의한 장 염증의 진단에 선택되고 신뢰할 수 있는 바이오마커로 간주되고 있다. 이러한 분석 결과를 도 2에 나타냈는데, 여기서 아스테리스크는 Mann-Whitney의 통계적 시험에 따라 통계적인 중요성을 나타내고, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001이다. 두 단백질은 건강한 대조군 사람에 비해 환자의 대변에서 크게 증가되었다(p<0.001) (도 1-B, 도 2-A). 그러나, 비활성 CD 및 UC 군은 낮은 함량의 칼프로텍틴을 나타냈지만, 대조군 사람(p<0.01, CD 및 UC에서)에 비해 HMGBl의 대변 함량이 크게 증가하였다(도 1-C, 도 2-B). 요약하면, 비교 결과, 진단된 활성 염증 질환 환자 모두(CD 및 UC)의 대변 샘플에서 2 단백질의 함량 사이에 큰 상관관계를 나타냈다(r: 0.77, CD, r: 0.70, UC, p<0.01)(여기서 r=rank로서 Spearman 시험에 따른 상관관계 계수임). 비활성 염증 질환 환자만을 고려할 때 이러한 상관관계는 없어졌다(r: 0.22, CD, r: 0.18, UC, 증상 없음). 사실상, 내시경 스코어에 따른 염증의 정도를 나타냄에도 불구하고, PCDAI 및 PUCAI의 지수에 따른 상기와 같이 정의된 비활성 질환을 가진 16명의 모든 환자에게서 HMGB1은 크게 증가한 반면, 칼프로텍틴은 그들 중 2명에게만 상승하였다. 이는, HMGB1이 질병 활성의 종래 지수에 의해 나타난 바와 같이, 임상적으로 비활동성인 질환을 갖는 만성 장 염증 환자의 매우 민감한 마커라는 것을 나타낸다. 그러나, 후자는 임상적 및 실험실의 혼합 양상을 고려할 때, 내시경 검사법에 의해 검출된 장 염증과 항상 상호관계가 있는 것은 아니다. In particular, the median SES-CD and Matts scores in active CD and UC patients were 23.0 (range: 14-34) and 18.0 (range: 8-24), respectively, and in patients with inactive CD and UC, SES-CD and Matts The centers of scores were 7.5 (range: 0-15) and 11.5 (range: 6-18), respectively. These indices are very sensitive to such inactive inflammatory conditions because there is an intestinal inflammation pitch in such defined inactive patients according to the PCDAI and PUCAI indices, and HMGBl can also provide an indication of the inactive state of the disease. Indicates that it is considered a marker. The content of HMGBl protein detected in feces was compared to the HMGBl protein content of fecal calprotectin, which has recently been considered a reliable and biomarker for the diagnosis of intestinal inflammation by ELISA (29, 35). The results of this analysis are shown in FIG. 2, where the asterisks show statistical significance according to Mann-Whitney's statistical tests, * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001. Both proteins were significantly increased (p <0.001) in the stool of the patient compared to healthy control persons (FIGS. 1-B, FIG. 2-A). However, inactive CD and UC groups showed low levels of calprotectin, but the stool content of HMGBl was significantly increased compared to control humans (p <0.01, in CD and UC) (FIG. 1-C, FIG. 2-B). ). In summary, the comparison showed a significant correlation between the content of 2 proteins in the stool samples of all diagnosed active inflammatory disease patients (CD and UC) (r: 0.77, CD, r: 0.70, UC, p <0.01). (Where r = rank is the correlation coefficient according to the Spearman test). This correlation disappeared when only patients with inactive inflammatory disease were considered (r: 0.22, CD, r: 0.18, UC, no symptoms). In fact, despite indicating the extent of inflammation according to the endoscope score, HMGB1 increased significantly in all 16 patients with inactive disease as defined above according to the index of PCDAI and PUCAI, whereas calprotectin was found in two of them. Only rose to. This indicates that HMGB1 is a very sensitive marker of chronic intestinal inflammatory patients with clinically inactive diseases, as indicated by the conventional index of disease activity. However, the latter does not always correlate with intestinal inflammation detected by endoscopy, given the clinical and laboratory mix.

그러므로, 외견적으로 완화된 질병을 갖는 환자에게서 재발에 대한 잠재적 분자 예후 파라미터로서 HMGBl 단백질의 사용을 유추할 수 있다. 도 1에서, IBD 환자는 건강한 대조군에 비해 대변에서 HMGBl이 크게 증가한 것을 나타낸다. 또한, HMGBl 함량과 질병의 중증도 사이에 직접 상관관계가 있다. 결론적으로, HMGBl은 염증의 양호한 마커 이외에, 또한 질병의 중증도에 대해 양호한 지시계를 제공하므로, 치료 반응에 대한 마커로서 사용될 수 있다.Therefore, it is possible to infer the use of HMGBl protein as a potential molecular prognostic parameter for relapse in patients with apparently alleviated disease. In Figure 1, IBD patients show a significant increase in HMGBl in feces compared to healthy controls. There is also a direct correlation between the HMGBl content and the severity of the disease. In conclusion, HMGBl can be used as a marker for therapeutic response, in addition to being a good marker of inflammation, it also provides a good indicator of the severity of the disease.

지금까지 설명된 것으로부터, 본 발명의 중요성은 다음과 같이 분명하다: 생물학적 마커로서 HMGBl의 사용과 대변 샘플에서 그의 존재를 검출하는 방법은, 대부분의 환자에게 매우 외상적인(traumatic) 자주 반복되는 영상 연구를 피하면서, 인간 장 염증의 수준과 존재를 안전하고 비침습적인 방법으로 진단하기 위한 중요한 단계이다. From what has been described so far, the importance of the present invention is evident as follows: The use of HMGBl as a biological marker and the method of detecting its presence in a stool sample are highly traumatic and frequently repeated images for most patients. While avoiding research, it is an important step to diagnose the level and presence of human intestinal inflammation in a safe and non-invasive way.

또한, 단백질 발현 수준은 질병 재발의 예후적 마커로서 그리고 치료에 대한 반응의 마커로서 사용될 수 있다. In addition, protein expression levels can be used as prognostic markers of disease recurrence and as markers of response to treatment.

대변 추출물의 분석을 위해서 웨스턴 블롯 분석법만을 이용할 수 있다는 것이 아니라는 것을 주목할 필요가 있다. 본 발명자들은, 목표 단백질에 대한 특이성 및 민감성의 경우에 무난한 결과 이상을 제공하는 웨스턴 블롯 분석법에 사용된 동일한 항체를 사용하여, ELISA법에 의해 대변 중 HMGB1의 존재를 검출하기 위한 분석 프로토콜을 개발하는데 관심을 기울였다. 그러므로, 대변 샘플에서 WB에 의한 단백질의 검출에 이미 사용된 2개의 항체를 사용하는 ELISA 키트를 제조하고자 한다. 웨스턴 블롯 이외에 ELISA 프로토콜을 제공하는 선택은, 이러한 기술이 단순하고 더욱이 반응을 더 잘 측정(quantify)한다는 사실로부터 쉽게 이루어지고, 실제로 ELISA 플레이트의 색 채도는 항원-항체 복합체(일차)의 수에 비례하므로, 분석된 샘플 내의 항원(일차 항체를 결합할 수 있음)의 농도에 비례한다.It should be noted that not only Western blot analysis can be used for the analysis of fecal extracts. We have developed an assay protocol for detecting the presence of HMGB1 in stool by ELISA using the same antibodies used in Western blot assays that provide more than acceptable results in the case of specificity and sensitivity to the target protein. Attention was paid. Therefore, we want to prepare an ELISA kit using two antibodies already used for detection of protein by WB in stool samples. The choice to provide an ELISA protocol in addition to the Western blot is easily made from the fact that this technique is simple and further quantify the response, in fact the color saturation of the ELISA plate is proportional to the number of antigen-antibody complexes (primary) Therefore, it is proportional to the concentration of antigen (which can bind primary antibody) in the sample analyzed.

참고문헌 목록Bibliography

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Claims (12)

인간 환자의 대변 샘플에서 HMGB1의 함량을 검출하는 것을 특징으로 하는, 동일한 환자의 창자 염증 병태를 검출, 진단 및 예지하기 위한 비침습 방법.
A non-invasive method for detecting, diagnosing, and prognosing intestinal inflammatory conditions in the same patient, characterized by detecting the content of HMGB1 in a stool sample of a human patient.
대변 샘플 내에서 HMGB1의 함량 감소가 특정 치료에 대한 반응 마커로서 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
A method wherein the decrease in the content of HMGB1 in the stool sample is used as a response marker for a particular treatment.
제 1항에 있어서, 상기 창자 염증 병태가 만성 염증성 창자병(IBD), 특히 크론병(CD) 및 궤양대장염(CU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. The method of claim 1, wherein said bowel inflammatory condition is selected from the group consisting of chronic inflammatory bowel disease (IBD), particularly Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (CU).
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 인간 환자가 IBD를 앓고 있는 소아 환자인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1 or 2, wherein the human patient is a pediatric patient suffering from IBD.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
- 대변 샘플을 평량하고 PBS 추출 완충액에 현탁하는 단계;
- 대변을 균질화 하고 대변 추출물 상청액의 원심분리 후 추출하는 단계;
- 브래드포드(Bradford) 분석에 의해 단백질 농도를 평가하는 단계; 및
- 웨스턴 블롯(Western blot)에 의해 대변 추출물을 분석하는 단계.
The method according to any one of claims 1 to 4, comprising the following steps:
Weighing the stool sample and suspending it in PBS extraction buffer;
Homogenizing the stool and extracting after centrifugation of the stool extract supernatant;
Assessing protein concentration by Bradford assay; And
Analyzing fecal extract by Western blot.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나에 있어서, 웨스턴 블롯법에 의해 추출물을 분석하는 동안, PVDF 필터로 옮겨진 대변 추출물이 항-HMGBl 다클론 또는 단클론 항체와 함께 배양되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the fecal extract transferred to the PVDF filter is incubated with an anti-HMGBl polyclonal or monoclonal antibody during analysis of the extract by Western blot.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 하나에 있어서, 상기 항-HMGBl 다클론 항체가 면역원으로서 인간 HMGBl의 아미노산 165-180에 해당하는 합성 펩티드를 사용하여 토끼에서 생성되고, 그리고 상기 항-HMGBl 단클론 항체가 정제된 대장균 유도 재조합 인간 HMGBl 단백질로 면역화된 생쥐로부터 얻어진 B 세포와 생쥐 골수종과의 융합으로부터 얻어진 하이브리도마의 클론 115603에 해당하는 것을 특징으로 하는 방법.
The anti-HMGBl polyclonal antibody according to any one of claims 1 to 6, wherein the anti-HMGBl polyclonal antibody is generated in a rabbit using a synthetic peptide corresponding to amino acids 165-180 of human HMGBl as an immunogen, and the anti-HMGBl monoclonal antibody And cloned to clone 115603 of hybridoma obtained from the fusion of B-cell obtained from mouse immunized with purified E. coli-derived recombinant human HMGBl protein with mouse myeloma.
제 5항에 있어서, 대변 추출물의 분석이 ELISA 분석법에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 5 wherein the analysis of the stool extract is carried out by ELISA assay.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 하나에 있어서, 웨스턴 블롯 분석법에 사용된 동일한 항체가 ELISA 분석법을 실시하는데 항체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. The method of claim 1, wherein the same antibody used in the Western Blot Assay is used as an antibody to perform the ELISA assay.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나에 있어서, 사용된 항-HMGBl 항체가 면역원으로서 인간 HMGBl의 아미노산 165-180에 해당하는 합성 펩티드를 사용하여 토끼에서 생성된 항-HMGBl 다클론 항체, 및 정제된 대장균 유도 재조합 인간 HMGBl 단백질로 면역화된 생쥐로부터 얻어진 B 세포와 생쥐 골수종과의 융합으로부터 얻어진 하이브리도마의 클론 115603에 해당하는 항-HMGBl 단클론 항체인 것을 특징으로 하는 방법.
The anti-HMGBl polyclonal antibody produced in a rabbit according to any one of claims 1 to 9, wherein the anti-HMGBl antibody used is a synthetic peptide corresponding to amino acids 165-180 of human HMGBl as an immunogen, and purification. And anti-HMGBl monoclonal antibody corresponding to clone 115603 of hybridoma obtained from fusion of mouse B myeloma with B-cell obtained from mouse immunized with recombinant E. coli-derived recombinant human HMGBl protein.
항원-항체 특이 반응을 기본으로 제 1항 내지 제 10항 중 어느 하나의 방법에 따라 인간 대변 샘플에서 HMGBl 단백질을 검출하기 위한 비색계 키트로서, 상기 항체가 항-HMGBl 다클론 항체 또는 항-HMGBl 단클론 항체인 것을 특징으로 하는, 인간 대변 샘플에서 HMGBl 단백질을 검출하기 위한 비색계 키트.
A colorimetric kit for detecting HMGBl protein in a human stool sample according to any one of claims 1 to 10 based on an antigen-antibody specific reaction, wherein the antibody is an anti-HMGBl polyclonal antibody or an anti-HMGBl monoclonal. Colorimetric kit for detecting HMGBl protein in human stool samples, characterized in that the antibody.
제 11항에 있어서, 사용된 항-HMGBl 항체가 면역원으로서 인간 HMGB1의 아미노산 165-180에 해당하는 합성 펩티드를 사용하여 토끼에서 생성된 항-HMGBl 다클론 항체, 및 정제된 대장균 유도 재조합 인간 HMGBl 단백질로 면역화된 생쥐로부터 얻어진 B 세포와 생쥐 골수종과의 융합으로부터 얻어진 하이브리도마의 클론 115603에 해당하는 항-HMGBl 단클론 항체인 것을 특징으로 하는 비색계 키트. The anti-HMGBl polyclonal antibody produced in rabbits using a synthetic peptide corresponding to amino acids 165-180 of human HMGB1 as an immunogen, and purified E. coli derived recombinant human HMGBl protein. A colorimetric kit, characterized in that it is an anti-HMGBl monoclonal antibody corresponding to clone 115603 of hybridoma obtained from fusion of B cells obtained from mice immunized with mouse myeloma.
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