KR20170021580A - A biomarker for lung cancer - Google Patents

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KR20170021580A
KR20170021580A KR1020150116146A KR20150116146A KR20170021580A KR 20170021580 A KR20170021580 A KR 20170021580A KR 1020150116146 A KR1020150116146 A KR 1020150116146A KR 20150116146 A KR20150116146 A KR 20150116146A KR 20170021580 A KR20170021580 A KR 20170021580A
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김우진
이희영
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강원대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a biomarker for lung cancer and, more specifically, to a micro RNA biomarker for non-small cell lung cancer. According to the present invention, miRNA, which is distinguished and expressed from a lung cancer patient, can be used as a biomarker. Provided is a micro RNA marker for diagnosing lung cancer which is selected from the group consisting of hsa-miR-144-5p, hsa-miR-182-5p, hsa-miR-205-5p, and hsa-miR-891a-5p.

Description

폐암의 바이오마커{A biomarker for lung cancer} A biomarker for lung cancer < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 폐암의 바이오마커에 관한 것으로 더욱 상세하게는 비소세포 폐암의 마이크로RNA 바이오마커에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker of lung cancer, and more particularly to a microRNA biomarker of non-small cell lung cancer.

폐암, 주로 비소세포 폐암(NSCLC)은 전세계적으로 가장 일반적인 암 사망 원인이다. CA Cancer J. Clin., 56:106 - 130(2006)(Jamal et al.) 참조. 초기 단계의 NSCLC 환자는 치료 후 5년 이내에 40%의 재발률을 나타낸다. 이는 병의 단계가 임상적 예후와 연관된 인자인 것으로 사료된다. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.33: 216 - 223(2005)(Miller) 참조. 그러나 이 인자 하나로는 임상적 예후를 예측하는데 불충분하다.Lung cancer, mainly non-small cell lung cancer (NSCLC), is the most common cause of cancer deaths worldwide. CA Cancer J. Clin., 56: 106-130 (2006) (Jamal et al.). Early stage NSCLC patients have a recurrence rate of 40% within 5 years after treatment. This suggests that the stage of the disease is a factor associated with clinical prognosis. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 33: 216-223 (2005) (Miller). However, one of these factors is insufficient to predict the clinical prognosis.

유전자발현 프로파일링(profiling), 특히 마이크로RNA 프로파일링 기법은 암 진단과 예후 양쪽 모두에 유용한 것으로 제안되고 있다. J. Clin. Oncol., 22: 811 - 819(2004)(Endoh et al.) 및 N. Engl. J. Med., 355: 570- 580(2006)(Potti et al.) 참조. 예를 들면, 암의 서브타입을 결정하는데 있어서 특정 마이크로RNA의 발현 패턴이 단백질-암호 유전자의 발현 패턴보다 더 정확한 것으로 알려져 있다. Nat. Rev. Cancer, 6: 857 -866(2006)(Calin et al.) 및 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 103: 2257 - 2261(2006)(Volinia et al.)참조.Gene expression profiling, particularly the microRNA profiling technique, has been suggested to be useful in both cancer diagnosis and prognosis. J. Clin. Oncol., 22: 811-819 (2004) (Endoh et al.) And N. Engl. J. Med., 355: 570-580 (2006) (Potti et al.). For example, in determining the subtype of cancer, the expression pattern of a specific microRNA is known to be more accurate than the expression pattern of a protein-coding gene. Nat. Rev. Cancer, 6: 857-866 (2006) (Calin et al.) And Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 103: 2257-2261 (2006) (Volinia et al.).

마이크로RNA는 유전자의 전사 후 과정에서 RNA 간섭을 통해 수백개의 유전자의 발현을 제어함으로써, 광범위한 생체경로, 예컨대 세포 증식, 분화 및 세포자살을 조절하는 작은 비단백질-암호 RNA이다. Calin et al.(2006)참조. 특정 마이크로RNA 표식(microRNA signature)- 즉, 환자 그룹의 특정 발현 패턴을 보여주는 하나 또는 그 이상의 마이크로RNA-가 만성 림프구성 백혈병, 폐 선암, 유방암, 췌장암의 임상적 예후와 관련이 있다고 보고되어 있다. Calin et al.(2006) 참조. 이러한 마이크로RNA 표식은 여러 가지 암, 특히 NSCLC의 임상적 예후를 예측하는데 유효한 것이므로, 신규한 마이크로RNA 표식을 찾아내는 것이 큰 관심거리이다.MicroRNAs are small nonprotein-encoded RNAs that regulate a wide range of biological pathways, such as cell proliferation, differentiation and cell apoptosis, by controlling the expression of hundreds of genes through RNA interference in the post-transcriptional stage of the gene. See Calin et al. (2006). It has been reported that certain microRNA markers - i.e., one or more microRNAs - showing a particular pattern of expression in a patient group are associated with the clinical prognosis of chronic lymphocytic leukemia, lung adenocarcinoma, breast cancer, and pancreatic cancer. See Calin et al. (2006). Since these microRNA markers are effective in predicting the clinical prognosis of various cancers, particularly NSCLC, it is of great interest to find novel microRNA markers.

[선행 특허 문헌][Prior Patent Literature]

대한민국 특허공개번호 제1020080099666호Korean Patent Publication No. 1020080099666

본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 폐암 진단을 위한 신규한 마이크로RNA 표식을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above needs, and it is an object of the present invention to provide novel microRNA markers for diagnosis of lung cancer.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 hsa-miR-144-5p, hsa-miR-182-5p, hsa-miR-205-5p, 및 hsa-miR-891a-5p로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 폐암 진단용 마이크로RNA 마커를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of treating a lung cancer selected from the group consisting of hsa-miR-144-5p, hsa-miR-182-5p, hsa-miR-205-5p, Diagnostic microRNA markers.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 hsa-miR-144-5p는 서열번호 1에 기재된 염기서열로 이루어진 것이 바람직하고,In one embodiment of the present invention, the hsa-miR-144-5p is preferably composed of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1,

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 hsa-miR-182-5p는 서열번호 2에 기재된 염기서열로 이루어진 것이 바람직하며,In another embodiment of the present invention, the hsa-miR-182-5p is preferably composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2,

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 hsa-miR-205-5p는 서열번호 3에 기재된 염기서열로 이루어진 것이 바람직하고,In another embodiment of the present invention, the hsa-miR-205-5p is preferably composed of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3,

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 hsa-miR-891a-5p는 서열번호 4에 기재된 염기서열로 이루어진 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In another embodiment of the present invention, the hsa-miR-891a-5p comprises the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4, but is not limited thereto.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 폐암은 비소세포 폐암(NSCLC)인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In a preferred embodiment of the present invention, the lung cancer is preferably non-small cell lung cancer (NSCLC), but is not limited thereto.

또 본 발명은 상기 본 발명의 마이크로RNA 마커를 유효성분으로 포함하는 폐암 진단용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for diagnosing lung cancer comprising the microRNA marker of the present invention as an active ingredient.

또 본 발명은 상기 본 발명의 마이크로RNA가 고정화된 폐암 진단용 마이크로어레이를 제공한다.The present invention also provides a microarray for diagnosing lung cancer in which the microRNAs of the present invention are immobilized.

또 본 발명은 대상체의 마이크로RNA들인 hsa-miR-205-5p, 또는 hsa-miR-182-5p의 발현량을 검출하는 단계; 및 The present invention also provides a method for detecting the expression of hsa-miR-205-5p or hsa-miR-182-5p, which is a microRNA of a subject, And

상기 마이크로RNA들의 발현량을 기초로 해서 상기 대상체의 발현량이 정상에 비하여 업-레귤레이트된 경우에 폐암으로 판단하는 단계를 포함하는 폐암에 대한 정보제공 방법을 제공한다.And judging the lung cancer to be lung cancer when the expression amount of the subject is up-regulated based on the expression amount of the microRNAs.

또 본 발명은 대상체의 마이크로RNA들인 hsa-miR-144-5p의 발현량을 검출하는 단계; 및 The present invention also provides a method for detecting hsa-miR-144-5p, comprising the steps of: detecting the expression level of hsa-miR-144-5p, And

상기 마이크로RNA들의 발현량을 기초로 해서 상기 대상체의 발현량이 정상에 비하여 다운-레귤레이트된 경우에 폐암으로 판단하는 단계를 포함하는 폐암에 대한 정보제공 방법을 제공한다.And judging the lung cancer to be lung cancer if the expression level of the subject is down-regulated based on the expression level of the microRNAs.

MicroRNA, - 또한 miRNA 또는 miR으로도 불리기도 함-는 길이가 대략 21-23개 뉴클레오티드인 짧은 RNA 스트랜드이다. MiRNA는 DNA로부터 전사되지만 단백질로 해독되지 않고, 따라서 넌-코딩 RNA를 포함하는 유전자에 의해 인코드된다.MicroRNAs, also called miRNAs or miRs, are short RNA strands that are approximately 21-23 nucleotides in length. MiRNAs are transcribed from DNA but not decoded into proteins, and thus encoded by genes containing non-coding RNAs.

miR는 공지의 원발성 전사체 pri-miRNA로부터 pre-miRNA라고 불리는 짧은 스템-루프(stem-loop) 구조로 프로세스되고, 최종적으로 생성된 단일 스트랜드 miRNA로 프로세스된다. pre-miRNA는 전형적으로 자가-상보 영역내에서 자체적으로 안으로 접히는 구조를 형성한다. 이들 구조는 그 다음 동물에서는 뉴클레아제 또는 식물에서는 DCL1에 의해 프로세스된다. 성숙 miRNA 분자들은 하나 이상의 메신져 RNA (mRNA) 분자들에 부분적으로 상보적이며, 그리고 단백질들의 전사를 조절하는 기능을 할 수 있다. miRNA의 확인된 서열들은 공개된 이용가능한 데이터베이스 가령, www.microRNA.org, www.mirbase.org, 또는 www.mirz.unibas.ch/cgi/miRNA.cgi.에서 평가할 수 있다.miR is processed from a known primary transcript pri-miRNA into a short stem-loop structure termed pre-miRNA and finally processed into a single stranded miRNA that is finally produced. Pre-miRNAs typically form a self-folding structure within the self-complementary region. These structures are then processed by nuclease in the next animal or by DCL1 in plants. Mature miRNA molecules are partially complementary to one or more messenger RNA (mRNA) molecules and can function to regulate the transcription of proteins. Identified sequences of miRNAs can be evaluated in publicly available databases, such as www.microRNA.org, www.mirbase.org, or www.mirz.unibas.ch/cgi/miRNA.cgi.

miRNA는 " mir-[숫자]"과 같은 작명 협정에 따라 일반적으로 번호를 할당받는다. miRNA의 숫자는 이미 확인된 miRNA 종에 대해 발견된 순서에 따라 할당된다. 예를 들면, 만약 가장 최근에 공개된 miRNA가 mir-121이라면,그 다음 발견되는 miRNA는 mir-122로 명명될 것이다. miRNA가 상이한 유기체의 공지의 miRNA에 유사한 것으로 발견되었다면, 이름은 [유기체 확인자]- mir-[숫자]의 형태로, 선택적 유기체 확인자 이름이 제공된다. 확인자는 호모 사피엔스의 경우 hsa 그리고 Mus Musculus의 경우 mmu를 포함한다. 예를 들면, mir-121에 인간 상동체는 hsa-mir-121로 명명될 것이며, 마우스 상동체는 mmu-mir-121로 명명되며, 쥐 상동체는 rno-mir-121 등으로 명명될 것이다.miRNAs are generally numbered according to a naming convention such as "mir- [number]". The number of miRNAs is assigned according to the sequence found for miRNA species that have already been identified. For example, if the most recently revealed miRNA is mir-121, then the miRNA found will be named mir-122. If the miRNA is found to be similar to a known miRNA of a different organism, the name is provided in the form of [organism identifier] - mir- [number], the name of the selector organism identifier. The verifier includes hsa for Homo sapiens and mmu for Mus Musculus. For example, the human homolog at mir-121 will be named hsa-mir-121, the mouse homologue will be named mmu-mir-121, and the rat homologue will be named rno-mir-121.

성숙한 microRNA는 보통 접두사 "miR"이 붙고, 유전자 또는 전구물질 miRNA는 접두사 "mir"이 붙는다. 예를 들면, mir-121은 miR-121의 전구물질이다. 상이한 miRNA 유전자 또는 전구물질들이 동일한 성숙한 miRNA로 프로세스될 때, 이 유전자/전구물질은 숫자로 된 접미사로 나타낼 수 있다. 예를 들면, mir-121-1 및 mir-121-2는 miR-121로 프로세스되는 별개의 유전자 또는 전구물질을 지칭할 수 있다. 문자로 된 접미사들을 이용하여 밀접하게 관련된 성숙 서열들을 나타낸다. 예를 들면, mir-121a 및 mir-121b는 각각 밀접하게 관련된 miRNA miR-121a 및 miR-121b으로 프로세스될 수 있다. 본 발명의 내용에서, 접두사 mir-* 또는 miR-*를 가진 임의의 microRNA (miRNA 또는 miR)는 명시적으로 다른 언급이 없는 한, 전구물질 및/또는 성숙 종을 모두 포함하는 것으로 이해해야 한다.Mature microRNAs are usually prefixed with "miR", and gene or precursor miRNAs are prefixed with "mir". For example, mir-121 is a precursor of miR-121. When different miRNA genes or precursors are processed with the same mature miRNA, this gene / precursor can be represented by a numbered suffix. For example, mir-121-1 and mir-121-2 may refer to distinct genes or precursors that are processed with miR-121. Character suffixes are used to represent closely related maturation sequences. For example, mir-121a and mir-121b may be processed with closely related miRNAs miR-121a and miR-121b, respectively. In the context of the present invention, any microRNA (miRNA or miR) with the prefix mir- * or miR- * should be understood to include both precursors and / or mature species unless explicitly stated otherwise.

일부의 경우, 두 가지 성숙 miRNA 서열들은 동일한 전구물질로부터 기원됨이 관찰된다. 서열들중 하나는 다른 것에 비하여 더 많을 경우, "*" 접미사를 이용하여 일반성이 적은 변이체를 나타낸다. 예를 들면, miR-121는 우세한 산물이며, 반면 miR-121*는 전구물질의 반대 측에서 볼 수 있는 일반성이 적은 변이체를 나타낸다. 우세 변이체가 확인되지 않는다면, miR는 전구물질의 5'가지로부터의 변이체에 대해 접미사 "5p"을 붙이고, 3'가지로부터의 변이체에 대해 접미사 "3p"을 붙여서 구별할 수 있다. 예를 들면, miR-121-5p는 전구물질의 5'가지로부터 기원되었고, 반면 miR-121-3p는 3'가지로부터 기원되었다. 흔하지는 않지만, 5p 및 3p 변이체들을 센스("s")과 안티센스 ("as")으 지칭할 수 있다. 예를 들면, miR-121-5p는 miR-121-s로 지칭할 수 있고, 반면 miR-121-3p는 miR-121-as으로 지칭할 수 있다.In some cases, it is observed that both mature miRNA sequences originate from the same precursor. When one of the sequences is more common than the other, the "*" suffix is used to indicate a less common variant. For example, miR-121 is the predominant product, whereas miR-121 * represents a less common variant seen on the opposite side of the precursor. If dominant variants are not identified, miR can be distinguished by appending the suffix "5p" to the mutants from the 5 'branch of the precursor and the suffix "3p" to the mutants from the 3' branch. For example, miR-121-5p originated from the 5 'branch of the precursor, while miR-121-3p originated from the 3' branch. Although not common, 5p and 3p variants can be referred to as sense ("s") and antisense ("as"). For example, miR-121-5p may be referred to as miR-121-s, whereas miR-121-3p may be referred to as miR-121-as.

상기 명명 협정은 세월이 경과함에따라 발전하여왔고, 절대적인 규칙보다는 일반적인 지침이다. 예를 들면,miRNA의 let- 및 lin- 패밀리는 일반명으로 지속적으로 지칭되고 있다. 전구물질/성숙 형에 대한 mir/miR은 또한 지침으로, 어떤 형태로 부를지를 결정하기 위해 내용을 고려해야만 한다. miR 명명에 대한 상세한 내용은 www.mirbase.org 또는 Ambros et al., A uniform 시스템 for microRNA annotation, RNA 9:277-279 (2003)을 참고한다.The naming convention has evolved over time and is a general guide rather than an absolute rule. For example, the let- and lin- families of miRNAs are constantly being referred to as generic names. The mir / miR for precursor / mature types should also be considered as guidelines and content to determine what form to call. For more information on miR nomenclature, see www.mirbase.org or Ambros et al., A uniform system for microRNA annotation, RNA 9: 277-279 (2003).

다수의 miRNA는 유전자 조절에 관여하고, 그리고 miRNA는 유전자 조절의 주요 단계로 현재 인지되는 넌-코딩 RNA의 성장하는 부류의 일부다. 일부 경우에서, miRNA는 이들의 표적 mRNA의 3-UTRs에 박혀있는 조절 부위에 결합하여 해독의 억제를 유도함으로써 해독을 방해할 수 있다. 표적 인지는 표적 부위와 miRNA의 씨드 영역(miRNA's 5 단부에서 위치 2-8)의 상보적 염기 접합(pairing)이 관계하는데, 씨드 상보성의 정확한 수준은 정확하게 결정되지 않았고, 그리고 3 접합에 의해 수정될 수 있다. 접합. 다른 경우들에서, miRNA는 작은 간섭 RNA(siRNA)와 유사하게 기능을 하여, 그리고 완벽하게 상보적인 mRNA 서열들에 결합하여 표적 전사체를 파괴한다.Many miRNAs are involved in gene regulation, and miRNAs are part of a growing class of non-coding RNAs that are currently recognized as a key step in gene regulation. In some cases, miRNAs can interfere with detoxification by inducing inhibition of detoxification by binding to regulatory sites embedded in 3-UTRs of their target mRNA. Target cognition involves the complementary base pairing of the target site with the miRNA's seed region (positions 2-8 at the 5'-end of the miRNA), the exact level of seed complementarity is not precisely determined, . join. In other cases, miRNAs function similarly to small interfering RNAs (siRNAs) and bind to perfectly complementary mRNA sequences to destroy the target transcript.

다수의 miRNA의 특징은 이들이 초기 발생, 세포 증식 그리고 세포 사멸, 아팝토시스(자가사멸) 그리고 지방 대사를 포함하는 다양한 프로세스에 영향을 준다는 것을 나타낸다. 예를 들면, 일부 miRNA, 가령 lin-4, let-7,mir-14, mir-23, 그리고 반탐(bantam)은 세포 분화 및 조직 발달에 주요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 다른 것들도 이들의 차등적 공간적 그리고 일시적 발현 패턴으로 인하여 유사한 중요한 역할을 가지는 것으로 본다.
The characteristics of multiple miRNAs indicate that they affect various processes including early development, cell proliferation and apoptosis, apoptosis (self-destruction) and fat metabolism. For example, some miRNAs such as lin-4, let-7, mir-14, mir-23, and bantam have been shown to play a major role in cell differentiation and tissue development. Others are assumed to have a similar important role due to their differential spatial and temporal pattern of expression.

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

임상특성Clinical characteristics

9명의 비소세포폐암환자들은 임상특성의 다음 표 1과 같다.Nine non-small cell lung cancer patients have the following clinical characteristics.

NSCLC patients (n = 9)NSCLC patients (n = 9) Age, year (mean ±SD) Age, year (mean ± SD) 5 9 (45~68)  5 9 (45 ~ 68) Male, n (%) Male, n (%) 9 (100)      9 (100) Smoking, (mean ±SD)a Smoking, (mean ± SD) a 33±15.6   33 ± 15.6 Histological cell type, n (%) Histological cell type, n (%) Squamous cell carcinoma Squamous cell carcinoma 5 (55.6%)  5 (55.6%) Adenocarcinoma   Adenocarcinoma 4 (44.4%) 4 (44.4%) TNM stage, n (%) TNM stage, n (%) I       I 4 (44.4%) 4 (44.4%) II       II 5 (55.6%)5 (55.6%) III       III 0 (0) 0 (0)

표 1은 비소세포폐암 환자의 임상적 특성을 나타낸 표
Table 1 shows the clinical characteristics of patients with non-small cell lung cancer

발현된 Expressed miRNAsmiRNAs  And mRNAmRNA 프로파일링 Profiling

|fold change| ≥ 1.5 & raw.p < 0.05 의 기준으로 유의하게 상승되거나 하강되어 있는 miRNA 는 다음과 같다.(표 2 참조) 그 중 miR-205-5p 와 miR-196a-5p 가 상승되어 있었고 miR-133a and miR-139-5p 는 하강되어 있었다. | fold change | (Table 2). Among the miRNAs, miR-205-5p and miR-196a-5p were elevated and miR-133a and 5p were elevated. miR-139-5p was down.

miRNAmiRNA fold change (LC/NOR)fold change (LC / NOR) p valuep value up-regulatedup-regulated hsa-miR-205-5phsa-miR-205-5p 18.859518.8595 0.03060.0306 hsa-miR-196a-5phsa-miR-196a-5p 11.096811.0968 0.01020.0102 hsa-miR-1246hsa-miR-1246 9.21129.2112 0.01110.0111 hsa-miR-577hsa-miR-577 8.41148.4114 0.00060.0006 hsa-miR-301bhsa-miR-301b 7.64267.6426 0.00040.0004 hsa-miR-182-5phsa-miR-182-5p 7.43887.4388 0.00150.0015 hsa-miR-196b-5phsa-miR-196b-5p 7.21267.2126 0.02800.0280 down-regulateddown-regulated hsa-miR-133ahsa-miR-133a -7.8252-7.8252 0.00040.0004 hsa-miR-139-5phsa-miR-139-5p -7.1165-7.1165 0.00020.0002 hsa-miR-144-5phsa-miR-144-5p -6.5923-6.5923 1.41E-061.41E-06 hsa-miR-338-3phsa-miR-338-3p -6.5742-6.5742 0.00020.0002 hsa-miR-1hsa-miR-1 -6.1193-6.1193 0.00020.0002 hsa-miR-490-3phsa-miR-490-3p -6.1072-6.1072 0.00010.0001 hsa-miR-30a-3phsa-miR-30a-3p -5.5812-5.5812 0.00010.0001

표 2는 NSCLC에서 탑 7개의 업-레귤레이트되거나 다운 레귤레이트된 microRNAsTable 2 shows the top seven up-regulated or downregulated microRNAs in NSCLC

폐암조직에서 표 2의 마이크로RNA 목록를 얻었으며 validation을 위해 또 다른 폐암환자의 혈액에서 실험을 하여 유의하게 차이가 있었던 마이크로RNA를 본 발명의 특허청구범위에 기재하였다.
A list of microRNAs in Table 2 was obtained in lung cancer tissues, and microRNAs that differed significantly in the blood of another lung cancer patient for validation were described in the claims of the present invention.

miRNAmiRNA -- mRNAmRNA integrative 유전체 분석  integrative genome analysis

유의하게 상승되거나 하강되어 있는 miRNA 과 음의 상관관계를 이루는 mRNA짝을 찾았다. 49 putative putative negative regulatory miRNA-mRNA pairs 가 확인되었다.(표 3, 및 표 4 참조) 이 중 19 miRNAs 는 upregulaion 되어있고 425 mRNAs 는 downregulation 되었다. 반대로 30 miRNAs는 downregulation되어 있고 425 mRNAs는 upregulaion되었다. MRNA pairs were found that negatively correlated with significantly elevated or depleted miRNAs. 49 putative putative negative regulatory miRNA-mRNA pairs were identified (see Table 3 and Table 4). Of these, 19 miRNAs were upregulated and 425 mRNAs were downregulated. Conversely, 30 miRNAs were downregulated and 425 mRNAs were upregulated.

miRNA miRNA miR.FC (LC/NOR)miR.FC (LC / NOR) miRNA_rawPmiRNA_rawP P value on Hypergeometric testP value on Hypergeometric test hsa-miR-577 hsa-miR-577 8.4118.411 0.00060.0006 0.04610.0461 hsa-miR-301b hsa-miR-301b 7.6437.643 0.00040.0004 0.03600.0360 hsa-miR-944 hsa-miR-944 5.7655.765 0.04220.0422 0.04160.0416 hsa-miR-891a hsa-miR-891a 5.6835.683 0.02290.0229 0.00200.0020 hsa-miR-615-3p hsa-miR-615-3p 5.2115.211 0.00640.0064 0.02990.0299 hsa-miR-671-5p hsa-miR-671-5p 2.6062.606 0.01190.0119 3.83E-063.83E-06 hsa-miR-429 hsa-miR-429 2.5992.599 0.04290.0429 0.00070.0007 hsa-miR-210 hsa-miR-210 2.2462.246 0.03340.0334 9.27E-069.27E-06 hsa-miR-137 hsa-miR-137 2.0022.002 0.04120.0412 0.01430.0143 hsa-let-7c hsa-let-7c -2.044-2.044 0.01050.0105 0.00460.0046 hsa-miR-338-3p hsa-miR-338-3p -6.574-6.574 0.00020.0002 0.04420.0442

표 3은 putative 타겟 유전자를 가지는 miRNAs
Table 3 shows that miRNAs having a putative target gene

Figure pat00001
Figure pat00001

표 4는 NSCLC에서 차별적으로 발현된 miRNAs 및 그들의 예측된 타겟 유전자
Table 4 shows the expression of miRNAs differentially expressed in NSCLC and their predicted target gene

물리적 상호작용 분석Physical interaction analysis

도 2는 2 is a cross-

본 발명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 비소세포페암으로 수술받은 환자에서 폐암조직과 정상조직을 next generation sequencing 방법을 사용하여 차별발현한 miRNA, mRNA 리스트를 추출하여 miRBase Target을 기반으로 한 target pair를 선별하였고 차별발현된 miRNA 와 target gene 자료를 얻어서 이를 바이오마커로 사용할 수 있다.As can be seen from the present invention, the present invention extracts miRNA and mRNA differentially expressed from lung cancer tissues and normal tissues using a next generation sequencing method in a patient who has undergone surgery with non-small cell lung cancer, pair and can be used as a biomarker by obtaining differentially expressed miRNA and target gene data.

도 1은 본 발명의 데이터 분석 흐름도를 나타낸 그림,
도 2는 생물학적 과정의 도메인에서 GO terms에 대한 Enrichment 분석을 나타낸 그림,
도 3은 세포 주기와 관련된 유전자와 유의하게 negative correlation을 가지는 7개의 miRNA를 나타낸 그림
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
FIG. 2 is a diagram showing Enrichment analysis for GO terms in the domain of biological processes,
Figure 3 shows seven miRNAs with a significant negative correlation with the cell cycle related genes

이하 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 의도로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.The present invention will now be described in more detail by way of non-limiting examples. The following examples are intended to illustrate the invention and the scope of the invention is not to be construed as being limited by the following examples.

본 발명에서, 비소세포폐암으로 수술받은 2008년 3월부터 2011년 3월까지 수술받은 9명의 폐암조직과 같은 환자의 정상폐조직을 짝을 이루어 분양받았고, 환자들의 평균 나이는 59세이었으며 성별은 모두 남자였다. 5명은 편평상피세포암이였고 4명은 선암임. 대상 환자들의 임상특징은 상기 표 1에 기술하였다.
In the present invention, normal lung tissues of 9 patients who were operated on from non-small cell lung cancer between March 2008 and March 2011 were distributed in pairs, and the mean age of patients was 59 years. All were men. 5 were squamous cell carcinoma and 4 were adenocarcinoma. The clinical characteristics of the patients were described in Table 1 above.

실시예Example 1: RNA 추출 및 RNA Sequencing 1: RNA Extraction and RNA Sequencing

냉동보관된 폐조직으로부터 폐암조직과 정상 폐조직을 병리학자의 판독을 통해 분류하였다. 이 조직들로부터 RNeasy 96 Universal Tissue Kit (Qiagen, Gaithersburg, USA)를 사용하여 RNA를 추출하였으며, NanoCrop1000 spectrometer (Thermo Scientific, Wilmington, DE, USA)와 Bioanalyzer 2100 (Agilent technologies, Palo Alto CA, USA)을 이용하여 RNA를 확인하였다. RNA-Seq reads는 TopHat(version 1.3.3)을 이용하여 mapping하였고, Cufflinks software (version 1.2.1)로 결정하였다. Reference genome sequence는 UCSC website (http://genome.uscs.edu)에서 다운로드 받았으며, RNA transcript는 FPKM (Fragments Per Kilobase of exon per Million fragments mapped)으로 측정하였다. 이렇게 추출된 FPKM으로 유전자발현 정도를 fold change로 비교하여 비소세포폐암환자의 암조직과 정상폐조직에서 차별발현유전자 (DEG;differentially expressed gene)들을 찾아내었다. 모든 데이터는 R 2.15.1(www.r-project.org)를 이용하여 분석하였고, FDR( False discovery rate)는 Benjamini-Hochberg algorithm을 이용하여 p value를 보정하였다.
Lung cancer tissues and normal lung tissues were categorized from cryopreserved lung tissues by pathologists. RNA was extracted from these tissues using the RNeasy 96 Universal Tissue Kit (Qiagen, Gaithersburg, USA) and analyzed using a NanoCrop 1000 spectrometer (Thermo Scientific, Wilmington, DE, USA) and Bioanalyzer 2100 (Agilent Technologies, Palo Alto CA, USA) And RNA was identified using this method. RNA-Seq reads were mapped using TopHat (version 1.3.3) and determined with Cufflinks software (version 1.2.1). The reference genome sequence was downloaded from the UCSC website ( http://genome.uscs.edu), and the RNA transcript was measured by FPKM (Fragments Per Kilobase of exon per Million fragments mapped). By comparing fold expression of gene expression with the FPKM extracted, we found differentially expressed genes (DEGs) in cancer tissues and normal lung tissues of non-small cell lung cancer patients. All data were analyzed using R 2.15.1 ( www.r-project.org) and FDR (false discovery rate) was corrected for p value using the Benjamini-Hochberg algorithm.

실시예Example 2:  2: miRNAmiRNA 분석 analysis

수술 직후 -80℃의 액체질소 탱크에 냉동보관된 조직으로부터 mRNA 와 miRNA 리스트를 얻었다.
Immediately after surgery, mRNA and miRNAs were obtained from frozen tissues in a liquid nitrogen tank at -80 ° C.

실시예Example 3: integrative 분석 3: integrative analysis

1) miRNA data set과 mRNA data set에서 각각 differential expression을 보인 probe list를 추출하였다.1) A probe list showing differential expression was extracted from miRNA data set and mRNA data set, respectively.

: significant cut-off : |fold change| ≥ 1.5 & raw.p < 0.05: Significant cut-off: | fold change | ≥ 1.5 & raw.p <0.05

2)차별 발현한 mRNA, miRNA list 중, 실제 regulatory relationship이 있을 만한 candidate을 추출하였다. miRBase Targets 을 이용하여 putative microRNA - mRNA target pair를 유추하였다.2) We extracted candidates that would have a real regulatory relationship among mRNA and miRNA list with differential expression. The putative microRNA - mRNA target pair was derived using miRBase Targets.

3)negative correlation이 존재하는지 확인하고, 최종 microRNA-mRNA regulatory association list를 도출하였다.자료분석과정의 요약은 도 1에 나타내었다.
3) Negative correlation was confirmed and the final microRNA-mRNA regulatory association list was derived. A summary of the data analysis procedure is shown in FIG.

<110> KNU-Industry Cooperation Foundation <120> A biomarker for lung cancer <130> HY150857 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 ggatatcatc atatactgta ag 22 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 tttggcaatg gtagaactca cact 24 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 3 tccttcattc caccggagtc tg 22 <210> 4 <211> 79 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 4 ccttaatcct tgcaacgaac ctgagccact gattcagtaa aatactcagt ggcacatgtt 60 tgttgtgagg gtcaaaaga 79 <110> KNU-Industry Cooperation Foundation <120> A biomarker for lung cancer <130> HY150857 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 ggatatcatc atatactgta ag 22 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 tttggcaatg gtagaactca cact 24 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 3 tccttcattc caccggagtc tg 22 <210> 4 <211> 79 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 4 ccttaatcct tgcaacgaac ctgagccact gattcagtaa aatactcagt ggcacatgtt 60 tgttgtgagg gtcaaaaga 79

Claims (15)

hsa-miR-144-5p, hsa-miR-182-5p, hsa-miR-205-5p, 및 hsa-miR-891a-5p로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 폐암 진단용 마이크로RNA 마커.a lung cancer diagnostic microRNA marker selected from the group consisting of hsa-miR-144-5p, hsa-miR-182-5p, hsa-miR-205-5p, and hsa-miR-891a-5p. 제 1항에 있어서, 상기 hsa-miR-144-5p는 서열번호 1에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 마이크로RNA 마커.The microRNA marker for lung cancer diagnosis according to claim 1, wherein the hsa-miR-144-5p comprises the nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 제 1항에 있어서, 상기 hsa-miR-182-5p는 서열번호 2에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 마이크로RNA 마커.The microRNA marker for lung cancer diagnosis according to claim 1, wherein the hsa-miR-182-5p comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. 제 1항에 있어서, 상기 hsa-miR-205-5p는 서열번호 3에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 마이크로RNA 마커.2. The microRNA marker for lung cancer diagnosis according to claim 1, wherein the hsa-miR-205-5p comprises the nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 3. 제 1항에 있어서, 상기 hsa-miR-891a-5p는 서열번호 4에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 마이크로RNA 마커.The microRNA marker for lung cancer diagnosis according to claim 1, wherein the hsa-miR-891a-5p comprises the nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 4. 제 1항에 있어서, 상기 폐암은 비소세포 폐암(NSCLC)인 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 마이크로RNA 마커.The microRNA marker for lung cancer diagnosis according to claim 1, wherein the lung cancer is non-small cell lung cancer (NSCLC). 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 마이크로RNA 마커를 유효성분으로 포함하는 폐암 진단용 조성물.A composition for diagnosing lung cancer comprising the microRNA marker of any one of claims 1 to 5 as an active ingredient. 제 7항에 있어서, 상기 폐암은 비소세포 폐암(NSCLC)인 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 조성물.8. The composition for diagnosing lung cancer according to claim 7, wherein the lung cancer is non-small cell lung cancer (NSCLC). 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 마이크로RNA가 고정화된 폐암 진단용 마이크로어레이.A microarray for diagnosing lung cancer, wherein the microRNA is immobilized according to any one of claims 1 to 5. 제 9항에 있어서, 상기 폐암은 비소세포 폐암(NSCLC)인 것을 특징으로 하는 폐암 진단용 마이크로어레이.10. The microarray for diagnosing lung cancer according to claim 9, wherein the lung cancer is non-small cell lung cancer (NSCLC). 대상체의 마이크로RNA들인 hsa-miR-205-5p, 또는 hsa-miR-182-5p의 발현량을 검출하는 단계; 및
상기 마이크로RNA들의 발현량을 기초로 해서 상기 대상체의 발현량이 정상에 비하여 업-레귤레이트된 경우에 폐암으로 판단하는 단계를 포함하는 폐암에 대한 정보제공 방법.
Detecting the expression levels of hsa-miR-205-5p, or hsa-miR-182-5p, microRNAs of the subject; And
Determining whether the amount of expression of the micro-RNA is lung cancer when the amount of expression of the micro-RNA is up-regulated relative to the normal amount.
제 11항에 있어서, 상기 hsa-miR-182-5p는 서열번호 2에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암에 대한 정보제공 방법.12. The method according to claim 11, wherein the hsa-miR-182-5p comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. 제 11항에 있어서, 상기 hsa-miR-205-5p는 서열번호 3에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암에 대한 정보제공 방법.12. The method according to claim 11, wherein the hsa-miR-205-5p comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. 대상체의 마이크로RNA들인 hsa-miR-144-5p의 발현량을 검출하는 단계; 및
상기 마이크로RNA들의 발현량을 기초로 해서 상기 대상체의 발현량이 정상에 비하여 다운-레귤레이트된 경우에 폐암으로 판단하는 단계를 포함하는 폐암에 대한 정보제공 방법.
Detecting the expression level of hsa-miR-144-5p, which is a microRNA of the subject; And
And judging the lung cancer to be lung cancer when the expression level of the subject is down-regulated based on the expression level of the microRNAs.
제 14항에 있어서, 상기 hsa-miR-144-5p는 서열번호 1에 기재된 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐암에 대한 정보제공 방법.

15. The method according to claim 14, wherein the hsa-miR-144-5p comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024047914A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Analysis method, kit, and detection device for cancer diagnosis by means of microrna expression

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