KR20170109674A - 비소세포 폐암 세포(h1975)에 결합하는 dna 앱타머 - Google Patents

비소세포 폐암 세포(h1975)에 결합하는 dna 앱타머 Download PDF

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Abstract

폐암의 진단, 치료 및 전이 예방 등에 유용한 신규 DNA 앱타머를 제공하는 것을 과제로 한다. 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 적어도 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖고, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 DNA 앱타머, 당해 DNA 앱타머를 포함하는 폐암 세포의 검출용 조성물, 당해 DNA 앱타머를 포함하는, 폐암 세포의 검출용 키트, 당해 DNA 앱타머를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐암의 검출 방법, 당해 DNA 앱타머를 폐 세포, 폐 조직, 혈액, 혈청, 혈장, 타액 및 객담으로 이루어지는 군에서 선택되는 생체로부터 채취된 시료와 접촉시키는 공정, 및 당해 시료와 DNA 앱타머의 결합에 의한 응답을 관측함으로써 폐암 세포의 존재를 검출하는 공정을 포함하는 검출 방법, 당해 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물, 당해 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 약물 전달 시스템.

Description

비소세포 폐암 세포(H1975)에 결합하는 DNA 앱타머
본 발명은 암 세포, 특히 비소세포 폐암 세포(H1975)에 대하여 특이적으로 결합할 수 있는 DNA 앱타머 및 해당 DNA 앱타머를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
DNA는 구아닌(G), 시토신(C), 아데닌(A), 티민(T)의 4개의 핵산 염기로 이루어지는 생체 고분자이며, 생체 내에서는 주로 유전자의 보존·발현·전반의 역할을 담당하고 있다. 그러나 근년, 표적 물질에 특이적으로 결합하는 DNA가 존재하는 것이 명확해져, DNA 그 자체를 기능성 고분자로서 이용하는 연구가 활발화되고 있다. 지금까지 약제 등의 저분자량 화합물, DNA, RNA, 펩티드, 단백질에 대하여 높은 결합 친화능을 갖는 뉴클레오티드 서열이 발견·선별되고 있으며, 어떤 특정한 분자에 대하여 선택적인 인식능을 갖는 DNA는 "DNA 앱타머"라고 불린다.
DNA 앱타머 등의 핵산 앱타머의 선별은, 일반적으로, 시험관내 선택법(in vitro selection method), 특히 시험관내 진화법(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment: SELEX법)이라고 불리고 있는 조합 화학을 원리로 한 방법을 사용하여 행하여지고 있다(예를 들어, 비특허문헌 1 및 2; 특허문헌 1). 당해 SELEX법은, 타깃 물질에 결합하는 핵산 리간드(앱타머)의 선별과, PCR에 의한 지수 함수적인 증폭을 복수회 반복함으로써, 타깃 물질에 친화성을 갖는 핵산 분자(단일쇄 DNA, RNA)를 얻는다는 것이다. 또한, 근년에는 다양한 개량이 가해져, 더 적은 사이클 횟수로 앱타머를 회수할 수 있는, 효율·선택성에 있어서 우수한 방법이나, 저분자나 단백질뿐만 아니라 세포나 조직(정확하게는, 표면에 존재하는 분자)에 결합하는 앱타머를 얻는 방법(Cell-SELEX법; 예를 들어, 비특허문헌 3) 등이 보고되고 있다.
이러한 DNA 앱타머는 분자 인식능을 갖는 생체 고분자라는 점에서, 항체와 유사하지만, 항체와 비교하여 합성·수식이 용이한 점; 열이나 pH 등의 환경 변화에 대한 안정성이 우수한 점; 이론상 모든 물질에 대하여 앱타머를 획득할 수 있고, 대상으로 하는 타깃 물질이 한정되지 않는 점; PCR 등의 방법에 의해 신속하며 또한 저렴하게 증폭시킬 수 있어 비용면에서도 우수한 점 등의 장점을 갖는 것이다.
한편, 일본에 있어서의 폐암의 사망률은, 1950년 이후 일관되게 증가하고 있으며, 1993년 이후는 폐암 사망수가 암 사망수의 제1위가 되었다. 폐암은, 비소세포 폐암과 소세포 폐암의 2개로 크게 구별되며, 전자가 전체 폐암 중 80 내지 85%를 차지한다. 비소세포 폐암은, 그의 조직형에 따라 편평상피암, 선암, 대세포암 등으로 분류되며, 그의 2/3는 발견 시 이미 절제 불능예이며 약물 요법이 치료의 중심이 된다. 진행 폐암의 치료 성적을 높이는 것, 즉 화학 요법의 성적을 높이는 것이, 비소세포 폐암의 치료 성적의 향상에 불가결하다. 그를 위해서는, 정상 세포와 암 세포를 식별하고, 암 세포와 특이적으로 결합하는 생체 분자가 필요하다. 따라서, 보다 조기의 진단 및 효과적인 치료제의 개발에 유용한 신규한 폐암 바이오마커의 개발이 요구되고 있다.
국제 공개 WO/9119813
Lee, et al., Curr Opin Chem Biol., 10(3):282, 2006 Gilbert, et al., Circulation., 116(23):2678, 2007 Guo, et al., Int. J. Mol. Sci., 9(4):668, 2008
이상과 같은 배경 하에, 본 발명은 폐암의 진단, 치료 및 전이 예방, 나아가 암 전이 연구 등 암 기초 연구 등에 유용한 신규 DNA 앱타머를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, Cell-SELEX법을 사용함으로써 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적인 결합능을 갖는 뉴클레오티드 서열을 특정하고, 당해 특정된 서열을 갖는 DNA가 비소세포 폐암 세포에 대한 특이적 앱타머로서 기능할 수 있음을 신규로 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하나의 형태에 있어서,
(1) 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 적어도 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖고, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 DNA 앱타머;
(2) 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 적어도 하나의 뉴클레오티드 서열에 있어서, 1 내지 3개의 뉴클레오티드의 치환, 결실 또는 부가를 포함하는 서열을 갖고, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 DNA 앱타머;
(3) 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 DNA 앱타머이며,
Figure pct00001
로 표시되는 뉴클레오티드 서열을 갖고,
여기서, X는, 1) 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 뉴클레오티드 서열, 또는 2) 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 뉴클레오티드 서열에 있어서 1 내지 3개의 뉴클레오티드의 치환, 결실 또는 부가를 포함하는 서열이며,
P1 및 P2는, PCR 증폭을 위하여 도입된 제1 및 제2 프라이머 인식 서열인,
해당 DNA 앱타머;
(4) P1은, 서열 번호 3으로 표시되는 제1 프라이머 인식 서열이며, 그리고 P2는, 서열 번호 4로 표시되는 제2 프라이머 인식 서열인, 상기 (3)에 기재된 DNA 앱타머.
(5) 상기 비소세포 폐암 세포가 H1975 세포인, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머;
(6) 당쇄 부분에서의 화학적 치환, 인산에스테르 부분에서의 화학적 치환 및 핵산 염기 부분에서의 화학적 치환으로 이루어지는 군에서 선택되는, 적어도 하나의 화학 수식을 포함하는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머;
(7) 5' 말단 또는 3' 말단에 형광 표지를 갖는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머; 및
(8) 상기 형광 표지가, 6-카르복시테트라메틸로다민, 플루오레세인이소티오시아네이트, 6-카르복시플루오로세인-아미노헥실, 또는 시아닌계 형광 색소인, 상기 (7)에 기재된 DNA 앱타머에 관한 것이다.
다른 형태에 있어서, 본 발명은 상기 DNA 앱타머에 의한 폐암 세포의 검출에 관한 것이며, 상세하게는,
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머를 포함하는, 폐암 세포의 검출용 조성물;
(10) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머를 포함하는, 폐암 세포의 검출용 키트;
(11) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐암의 검출 방법; 및
(12) 상기 DNA 앱타머를 폐 세포, 폐 조직, 혈액, 혈청, 혈장, 타액 및 객담으로 이루어지는 군에서 선택되는 생체로부터 채취된 시료와 접촉시키는 공정, 및 당해 시료와 DNA 앱타머의 결합에 의한 응답을 관측함으로써 폐암 세포의 존재를 검출하는 공정을 포함하는, 상기 (11)에 기재된 검출 방법;
(13) 상기 응답이 형광 응답 혹은 라만 산란 응답인, 상기 (12)에 기재된 검출 방법
에 관한 것이다.
추가의 형태에 있어서, 본 발명은 상기 DNA 앱타머를 의약 조성물 및 약물 전달 시스템에 사용하는 것에 관한 것이며, 상세하게는,
(14) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물;
(15) 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물의 제조를 위한 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머의 용도;
(16) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 약물 전달 시스템
에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 신규 DNA 앱타머를 사용함으로써, 이러한 폐암 세포의 효율적인 검출이 가능해진다. 특히, 형광 표지 등의 검출 부위를 부여한 DNA 앱타머를 포함하는 키트 등에 응용함으로써, 생체로부터 채취한 폐 세포나 조직을 측정 대상으로 하는 간편하며 또한 고처리율의 검출 또는 이미징을 행할 수 있다. 그러한 폐암 세포의 검출에 의해, 암의 발병이나 전이의 유무, 암의 예후나 악성도의 진단이 가능해진다.
또한, 본 발명의 DNA 앱타머는 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합할 수 있다는 성질을 갖는 점에서, 상기 DNA 앱타머에 항암제 등의 약물을 콘쥬게이트시켜 사용함으로써, 당해 약제를 타깃 부위에 확실하게 작용시키는 것이 가능해지기 때문에, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물 또는 이러한 의약 조성물을 위한 약물 전달 시스템으로서도 유용성을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 DNA 앱타머에 있어서의 컨센서스 서열은, 불과 30염기 정도의 비교적 짧은 영역인 점에서, 제조를 위한 수고나 비용을 억제하는 것 및 다양한 용도에 따라 원하는 화학 수식이나 추가 기능의 부가를 행하는 것이 용이하다는 이점도 갖는다.
도 1은 자성 입자를 사용한 이중쇄 DNA의 단일쇄화를 도시하는 모식도이다.
도 2는 서열 번호 1을 갖는 DNA 앱타머에 의한 H1975 세포의 형광 이미징 도이다.
도 3은 서열 번호 2를 갖는 DNA 앱타머에 의한 H1975 세포의 형광 이미징 도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 발명의 범위는 이들 설명에 구속되지 않고, 이하의 예시 이외에 대해서도, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
1. DNA 앱타머
본원에 있어서 「DNA 앱타머」란, 타깃이 되는 분자나 물질을 특이적으로 인식할 수 있는 단일쇄 올리고 DNA를 의미하고, 본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 기능을 갖는 단일쇄 올리고 DNA이다.
일반적으로, 비소세포 폐암은, 주로 그의 조직형에 따라 편평상피암(ASC), 선암(ADC), 대세포암(LCC)으로 분류된다. 따라서, 본 명세서에 있어서의 「비소세포 폐암 세포」의 비한정적인 예는, 편평상피암 세포인 NCI-H226, NCI-H647; 폐선암 세포인 NCI-H1975, A549, LC319, PC-3, PC-9, PC-14, A427, NCI-H1373 및 폐대세포암 세포인 LX1을 들 수 있다. 본 발명에 관한 DNA 앱타머의 결합 타깃으로서는, 바람직하게는 폐선암 세포이며, 보다 바람직하게는 H1975 세포이다(H1975 세포의 상세는, 연구 과제명: 오피오이드가 암 세포 증식 및 줄기 세포 분화에 미치는 영향, 과제 번호 23781731, 과학 연구비 조성 사업(학술 연구 조성 기금 조성금) 연구 성과 보고서, 2013년 5월 15일 등에 기재되어 있다).
전형적인 형태에 있어서, 본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 이하에 나타내는 서열 번호 1 및 2 중 어느 것으로 표시되는 뉴클레오티드 서열을 갖는다. 또한, 뉴클레오티드 서열은, 5' 말단으로부터 3' 말단 방향으로 좌에서 우로 기재한다.
<서열 번호 1> ACA GTT CGT CAG TGT TTG GGG TTC AGC TTA GGT G(34 mer)
<서열 번호 2> TGC GCG TGG GTG GTT TTT GTC TGT CAG CTT GGG TC(35 mer)
본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합한다는 기능을 갖는 한, 상기 서열 번호 1 및 2 서열에 있어서의 1 혹은 복수의 뉴클레오티드가 치환, 결실 또는 부가된 서열이어도 된다. 바람직하게는, 당해 치환, 결실 또는 부가되는 뉴클레오티드는, 1 내지 3개이며, 보다 바람직하게는 1 또는 2개이며, 더욱 바람직하게는 1개이다. 또한, 이러한 뉴클레오티드의 치환, 결실 또는 부가가 존재하는 경우, 본 발명에 관한 DNA 앱타머의 서열은, 상기 서열 번호 1 및 2 각각과 90% 이상, 바람직하게는 93% 이상, 더욱 바람직하게는 96% 이상의 상동성인 서열(이하, 「상동체」라 하는 경우가 있다)일 수 있다. 여기서, 본 명세서에서 사용하는 경우, 용어 「상동성」은, 당해 기술 분야에서 일반적으로 인정되는 의미를 나타낸다. 해당 용어는, 전형적으로는 서열 해석 프로그램에 의해(예를 들어, Karlin 및 Altschul, 1990, PNAS 87:2264-2268; Karlin 및 Altschul, 1993, PNAS 90:5873-5877) 또는 목시 검사에 의해 조사했을 때, 참조 핵산 서열의 동일한 뉴클레오티드에 매칭한 주제의 핵산 서열의 뉴클레오티드의 수를 의미한다.
1 혹은 복수의 뉴클레오티드가 치환되는 경우, 당해 치환은 유니버설(universal) 염기에 의해 이루어질 수 있다. 용어 「유니버설 염기」는, 당해 기술 분야에서 일반적으로 인정되는 그 의미를 나타낸다. 해당 용어는, 일반적으로, 표준 DNA/RNA의 각 염기와 거의 구별없이 염기쌍을 형성하고, 세포 내 효소에 의해 인식되는 뉴클레오티드 염기 유사체를 의미한다(예를 들어, Loakes 등, 1997, J. Mol. Bio. 270:426-435). 유니버설 염기의 비한정적인 예로서는, C-페닐, C-나프틸 및 다른 방향족의 유도체, 이노신, 아졸 카르보자미드(carbozamide), 및 니트로아졸 유도체(3'-니트로 피롤, 4-니트로인돌, 5-니트로인돌 및 6-니트로인돌 등)를 들 수 있다(Loakes, 2001, Nucleic Acids Res. 29:2437).
또한, 본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합한다는 기능을 갖는 한, 그의 길이에 상한은 없다. 그러나, 합성의 용이함이나 항원성의 문제 등을 고려하면, 본 실시 형태에 있어서의 DNA 앱타머의 길이는, 상한으로서는 예를 들어 200염기 이하, 바람직하게는 150염기 이하, 보다 바람직하게는 100염기 이하이다. 전체 염기의 수가 적은 경우, 화학 합성 및 대량 생산이 보다 용이하며, 또한 비용면에 있어서의 장점도 크다. 또한, 화학 수식도 용이하고 생체 내의 안전성도 높고, 독성도 낮아진다. 하한으로서는, 상기 서열 번호 1 및 2에 있어서의 염기수 이상, 즉 34염기 또는 35염기 이상이다. DNA 앱타머는 단일쇄(ssDNA)인 것이 바람직하지만, 헤어핀 루프형의 구조를 취함으로써 부분적으로 이중쇄 구조를 형성하는 경우에도, 그 DNA 앱타머의 길이는 단일쇄의 길이로서 계산하기로 한다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 상기 서열 번호 1 및 2 중 어느 것의 서열, 및 그의 5' 및 3' 말단측에 각각 프라이머-프라이머 인식 서열을 포함하는 뉴클레오티드 서열일 수 있다. 즉, 이 경우, 당해 DNA 앱타머는,
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로 표시되는 뉴클레오티드 서열을 갖는다. 여기서, X는 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 뉴클레오티드 서열, 또는 이들 서열에 있어서 1 내지 3개의 뉴클레오티드의 치환, 결실 또는 부가를 포함하는 서열이다. P1 및 P2는, PCR 증폭을 위하여 도입된 제1 및 제2 프라이머 인식 서열이다. 바람직하게는, P1은, GCC TGT TGT GAG CCT CCT(서열 번호 3)이며 및 P2는 CGC TTA TTC TTG TCT CCC(서열 번호 4)이다.
본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 생체 내에 있어서의 안정성의 증대를 위하여, 화학 수식되어 있어도 된다. 그러한 화학 수식의 비한정적인 예로서는, 당쇄 부분에서의 화학적 치환(예를 들어, 2'-O 메틸화), 인산에스테르 부분에서의 화학적 치환(예를 들어, 포스포로티오에이트화, 아미노기, 저급 알킬아민기, 아세틸기 등) 및 염기 부분에서의 화학적 치환을 들 수 있다. 마찬가지로, 5' 또는 3' 말단에 부가적인 염기를 가질 수도 있다. 해당 부가적 염기의 길이는 통상 5염기 이하이다. 해당 부가적 염기는, DNA여도 RNA여도 되지만, DNA를 사용하면 앱타머의 안정성을 향상시킬 수 있는 경우가 있다. 이러한 부가적 염기의 서열로서는, 예를 들어 ug-3', uu-3', tg-3', tt-3', ggg-3', guuu-3', gttt-3', ttttt-3', uuuuu-3' 등의 서열을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 후술하는 폐암 세포의 검출 방법 또는 당해 검출용 키트에 사용하기 위하여, 예를 들어 5' 말단 또는 3' 말단에 연결한 검출 표지를 가질 수 있다. 이러한 검출 표지로서는, 형광 표지가 바람직하지만, 라만 표지, 효소 표지나 적외선 표지를 사용해도 된다. 형광 표지는, 당해 기술 분야에 있어서 관용되고 있는 형광 표지제를 사용할 수 있지만, 예를 들어 6-카르복시테트라메틸로다민(TAMRA(상표)), 플루오레세인이소티오시아네이트(FITC), 6-카르복시플루오로세인-아미노헥실(FAM), 시아닌계 형광 색소(Cy3, Cy5) 등 시판되고 있는 올리고뉴클레오티드 고상 합성 서비스에 의해 도입할 수 있는 형광단을 들 수 있다. 또한, 형광 물질의 근방에 해당 형광 물질이 발하는 형광 에너지를 흡수하는 퀀처(소광 물질)가 더 결합되어 있어도 된다. 이러한 실시 형태에 있어서는, 검출 반응 시에 형광 물질과 퀀처가 분리되어 형광이 검출된다.
라만 표지의 예로서는, 그 직경이 나노미터 사이즈 금 입자에 유기물, 특히 그 흡수대가 레이저 파장에 약간이라도 겹쳐지는 물질을 흡착시켜, 나노 입자의 표면 플라스마파가 형성하는 증강 전기장을 이용한 증강 라만 산란을 표지제로서 사용할 수도 있다. 이 경우, 유기물로서 빈번하게 형광 색소가 사용되지만, 특별히 이것에 구애될 필요는 없고, 크리스탈 바이올렛 등의 색소로도 충분한 라만 신호가 얻어진다.
효소 표지의 예로서는, β-갈락토시다아제, β-글루코시다아제, 알칼리포스파타아제, 퍼옥시다아제, 말산 탈수소효소 등을 들 수 있다. 또한, 발광 기질로서, 루미놀, 루미놀 유도체, 루시페린, 루시게닌 등을 표지제로서 사용해도 된다.
2. DNA 앱타머의 선별
본 발명의 DNA 앱타머는, 당해 기술 분야에 있어서 주지의 시험관내 선택법을 사용하여 선별 및 취득할 수 있다. 그러한 방법의 바람직한 예로서, 시험관내 진화법(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment: SELEX 법)이 사용된다. 당해 SELEX법은, 타깃 물질에 결합하는 핵산 리간드(앱타머)의 선별과, PCR에 의한 지수 함수적인 증폭을 복수회 반복함으로써, 타깃 물질에 친화성을 갖는 핵산 분자(단일쇄 DNA, RNA)를 얻는다는 것이다. 또한, 그의 개량 방법으로서, 예를 들어 Guo, et al., Int. J. Mol. Sci., 9(4):668, 2008에 기재되어 있는 바와 같은 Cell-SELEX법을 사용하는 것이 바람직하다. 이 방법은, 타깃으로서 세포 자체를 사용할 수 있기 때문에, 종래의 SELEX법과 비교하여, 세포 표면에 막 단백질의 해석이 불필요한 것, 세포 표면에 결합할 수 있는 복수의 앱타머를 동시에 선발할 수 있는 것, 및 타깃 세포에 대하여 보다 특이적으로 결합하는 앱타머를 선발할 수 있다는 이점을 갖는 것이다. 또한, 이들 이외에도 당해 기술 분야에 있어서 주지의 방법을 사용하여 본 발명의 DNA 앱타머를 선별 및 취득할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 「시험관내 선택법」은, 랜덤한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 핵산 분자의 풀(소위, DNA 풀)로부터 타깃으로 하는 분자나 세포에 대하여 친화성을 갖는 앱타머 분자를 선택하고, 친화성을 갖지 않는 분자를 배제하는 방법이다. 당해 선택된 앱타머 분자만을 PCR법 등으로 증폭하고, 또한 친화성에 의한 선택을 한다는 사이클을 반복함으로써, 강한 결합능을 갖는 앱타머 분자를 농축할 수 있다는 것이다.
구체적으로는, 먼저, 20 내지 300염기, 바람직하게는 30 내지 150, 보다 바람직하게는 30 내지 100염기 정도의 랜덤한 뉴클레오티드 서열(염기 서열) 영역을 포함하는 단일쇄 핵산 분자, 예를 들어 올리고 DNA를 조제한다. 올리고 DNA는, PCR 증폭을 가능하게 하기 위하여, 그 양단에 프라이머가 되어야 하는 염기 서열을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 프라이머 인식 서열 부분은, PCR 증폭 후에 프라이머 부분을 제한효소에 의해 절제할 수 있도록 적당한 제한효소 사이트를 갖도록 해도 된다. 사용하는 프라이머 인식 서열 부분의 길이는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 약 20 내지 50, 바람직하게는 20 내지 30염기 정도이다. 또한, PCR 증폭 후의 단일쇄 DNA를 전기 영동 등으로 분리 가능하게 하기 위하여, 5'측 말단에, 방사 표지, 형광 표지 등에 의한 표지를 행해도 된다.
이어서, 상기에서 얻어진 랜덤한 뉴클레오티드 서열을 갖는 핵산 분자(라이브러리 풀)와, 타깃 세포를 적당한 농도비로 혼합하고, 적당한 조건 하에서 인큐베이트한다. 인큐베이트 후, 혼합물을 원심기에 걸어, 핵산 분자-타깃 세포 복합체와 유리 핵산 분자를 분리한다. 분리 용액의 상청 부분을 제거하고, 얻어진 핵산 분자-타깃 세포 복합체를 사용하여 PCR 반응을 행함으로써 세포 결합성 핵산 서열의 증폭을 행한다. 이 후, 타깃 세포와 복합체를 형성하고 있는 핵산 분자를 당해 기술 분야에 있어서 주지의 방법에 따라 단일쇄화한다. 그러한 방법으로서는, 예를 들어 스트렙트아비딘 고정화 자성 입자와 비오틴의 결합을 이용하는 분리를 들 수 있다. 이에 의해, 증폭된 핵산 이중쇄 중 세포 결합능을 갖는 ssDNA를 분리할 수 있고, 또한 DNA 폴리메라아제 등의 PCR 반응 용액 중에 포함되는 불필요한 공존 물질을 제거할 수 있다. 그 후, 회수된 ssDNA를 라이브러리 풀로서 사용하여 마찬가지의 조작을 행한다.
상술한 핵산 분자와 타깃 세포의 혼합, 타깃 세포와 결합한 핵산 분자의 분리, PCR 증폭, 증폭된 핵산 분자를 다시 타깃 세포와의 결합에 사용할 때까지의 일련의 조작은 수 라운드를 행한다. 라운드를 반복하여 행함으로써, 보다 특이적으로 타깃 세포와 결합하는 핵산 분자를 선별할 수 있다. 얻어진 핵산 분자는, 당해 기술 분야에 있어서 주지의 방법에 의해 그 서열 해석을 행할 수 있다.
3. 암 세포의 검출용 조성물, 검출 방법 및 키트
상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 DNA 앱타머는, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 기능을 갖는 점에서, 당해 폐암 세포의 검출에 있어서 적합하게 사용할 수 있고, 본 발명의 DNA 앱타머를 포함하는 검출용 조성물은, 비소세포 폐암에 대한 종양 마커로서도 사용할 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 DNA 앱타머를 포함하는 검출용 조성물을 폐 세포, 폐 조직, 혈액, 혈청, 혈장, 타액 및 객담으로 이루어지는 군에서 선택되는 생체로부터 채취된 시료와 접촉시키고, 그 후, 당해 시료와 DNA 앱타머의 결합에 의한 응답(시그널의 유무)을 관측함으로써 폐암 세포의 존재를 검출한다. 「생체로부터 채취된 시료」는, 동물, 바람직하게는 인간에게서 채취한 것으로서, 최소 침습으로 확보 가능한 시료 또는 분비 체액, 시험관내 세포 배양액 성분 시료 등이면, 그 형태는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 폐암 세포의 존재를 검출하기 위한 「응답」은, 형광 응답인 것이 바람직하고, 그 때문에 상기에서 설명한 대로, DNA 앱타머의 5' 말단 또는 3' 말단에 TAMRA(상표) FITC 등의 형광 표지제를 연결시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 폐암 세포의 검출용 조성물은, 그의 간편성이나 휴대성을 높이기 위하여 DNA 앱타머를 포함하는 키트로서 제공할 수도 있다. 당해 키트에 있어서 DNA 앱타머는, 통상 적당한 농도가 되도록 용해된 수용액의 형태로, 혹은 해당 DNA 앱타머가 고상 담체 상에 고정된 DNA 어레이의 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, DNA 앱타머의 말단에 비오틴을 결합시켜 복합체를 형성하고, 고상 담체의 표면에 스트렙트아비딘을 고정화시켜, 비오틴과 스트렙트아비딘의 상호 작용에 의해 DNA 앱타머를 고상 담체 표면에 고정화할 수 있다. 당해 키트에는, 필요에 따라 다른 시약 등을 적절히 포함하고 있어도 되고, 예를 들어 첨가제로서, 용해 보조제, pH 조절제, 완충제, 등장화제 등의 첨가제를 사용할 수 있고, 이들의 배합량은 당업자에게 적절히 선택 가능하다.
4. 의약 조성물 및 DDS
다른 형태에 있어서, 본 발명은 상기 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물을 제공하는 것이다. 바람직하게는, 당해 의약 조성물은, DNA 앱타머에 더해, 유효량의 폐암의 전이 예방 또는 치료를 위한 의약 화합물(유효 성분) 및 의약상 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 앱타머를 금 나노 입자에 결합한 것을 사용하여, 암의 온열요법용의 시약으로서 이용할 수 있는 가능성이 있다.
상기 「폐암」은, 편평상피암(ASC), 선암(ADC) 및 대세포암(LCC)을 포함하는 비소세포 폐암이며, 바람직하게는 H1975 세포와 관련된 선암이다. 「전이 예방 또는 치료」에는, 암 세포의 유리, 이동, 전이, 침윤 또는 증식의 억제, 아포토시스의 유도가 포함될 수 있다. 전이의 억제란, 암 세포가 원발소로부터 다른 부위에 도달하여, 해당 부위에 있어서 암을 이차적으로 발생시키는 것을 억제함을 의미한다.
본 발명의 의약 조성물 중에 포함되는 유효 성분은, 폐암의 전이 예방 또는 치료에 유효한 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 항암제이다. 이러한 항암제의 예로서는, 알킬화제, 대사 길항제, 항종양성 항생 물질, 화학 요법제, 이들 이외의 다른 항암제 등을 들 수 있다. 알킬화제로서는, 예를 들어 질소 머스타드, 클로람부실, 디브로모둘시톨, 티오테파, 카르무스틴, 부술판 등, 대사 길항제로서는, 6-머캅토퓨린, 플루오로우라실, 테가푸르, 독시플루리딘, 시타라빈, 에노시타빈, 메토트렉세이트 등, 항생 물질로서는, 마이토마이신 C, 블레오마이신, 페플로마이신, 독소루비신, THP-아드리아마이신, 악티노마이신 D 등, 그 밖의 항암제로서는,
염산암루비신, 염산이리노테칸, 이포스파미드, 에토포시드라스테트, 게피니티브, 시클로포스파미드, 시스플라틴, 트라스투주맙, 플루오로우라실, 메실산이마티니브, 메토트렉세이트, 리툭산, 아드리아마이신, 카르보플라틴, 타목시펜, 캄토테신, 멜팔란, L-아스파라기나아제, 아세클라톤, 시조피란 등을 들 수 있다.
본 발명의 의약 조성물 중에 포함되는 의약상 허용되는 담체로서는, 예를 들어 자당, 전분 등의 부형제, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등의 결합제, 전분, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 붕괴제, 스테아르산마그네슘, 에어로질 등의 활제, 시트르산, 멘톨 등의 방향제, 벤조산나트륨, 아황산수소나트륨 등의 보존제, 시트르산, 시트르산나트륨 등의 안정제, 메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈 등의 현탁제, 계면 활성제 등의 분산제, 물, 생리 식염수 등의 희석제, 베이스 왁스 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 의약 조성물의 암 세포 내로의 도입을 촉진하기 위하여, 당해 조성물은, 핵산 도입용 시약을 더 포함할 수도 있다. 해당 핵산 도입용 시약으로서는, 아텔로콜라겐, 리포좀, 나노파티클, 리포펙틴, 리포펙타민, DOGS(트랜스펙탐), DOPE, DOTAP, DDAB, DHDEAB, HDEAB, 폴리브렌, 혹은 폴리에틸렌이민 등의 양이온성 지질 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 의약 조성물은, 예를 들어 포유 동물(예를 들어, 인간, 래트, 마우스, 토끼, 양, 돼지, 소, 고양이, 개, 원숭이 등)에 대하여 투여할 수 있다.
본 발명의 의약 조성물은, 다양한 제제 형태, 예를 들어 캡슐제, 정제, 액제 등의 제형을 취할 수 있고, 한정은 하지 않지만, 보다 일반적으로는 액제화하여, 주사제로 하거나 또는 경구제로 하거나, 또는 서방제로 한다. 당해 주사제는, 당해 기술 분야에 있어서의 주지의 방법으로 조제할 수 있다. 예를 들어, 멸균수, 완충액, 생리 식염수 등의 적절한 용매에 용해한 후, 필터 등으로 여과하여 멸균하고, 계속하여 무균적인 용기에 충전함으로써 조제할 수 있다. 또한, 경구제로서는, 예를 들어 정제, 과립제, 세립제, 산제, 연 또는 경캡슐제, 액제, 유제, 현탁제, 시럽제 등의 제형으로 제제화된다. 서방제로서는, 예를 들어 정제, 과립제, 세립제, 산제, 연 또는 경캡슐제, 마이크로 캡슐 등의 제형으로 제제화된다. 제제화하는 경우에는, 바람직하게는, 예를 들어 알부민, 글로불린, 젤라틴, 만니톨, 글루코오스, 덱스트란, 에틸렌글리콜 등의 안정화제가 첨가될 수 있다. 또한, 본 발명의 의약 조성물의 제제화에 있어서는, 예를 들어 부형제, 용해 보조제, 산화 방지제, 무통화제, 등장화제 등의 필요한 보조 첨가물을 포함해도 된다. 액상 제재로 한 경우에는, 동결 보존 또는 동결 건조 등에 의해 수분을 제거하여 보존하는 것이 바람직하다. 동결 건조제는, 사용 시에 주사용 증류수 등을 첨가하고, 재용해하여 사용된다. 또한, 서방제로 한 경우, 서방용 담체로서 예를 들어, 가용성 콜라겐 또는 가용성 콜라겐 유도체, 젤라틴 등의 단백질, 세라믹스 다공체, 폴리아미노산, 폴리락트산, 키틴 또는 키틴 유도체, 수팽윤성 고분자 겔 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 의약 조성물은, 그 형태에 따른 적절한 투여 경로에 의해 투여될 수 있다. 경구적으로 또는 비경구적으로 투여하는 것이 가능하지만, 비경구적으로 투여하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 주사제의 형태로서 정맥, 동맥, 피하, 근육내 등에 투여할 수 있다. 또한, 서방제의 형태로서 생체 내, 예를 들어 환부, 피하, 근육내 등에 매립함으로써 투여할 수 있다. 투여량 및 투여 횟수 등은, 투여의 목적, 투여 방법, 암의 종류, 크기, 투여 대상자의 상황(성별, 연령, 체중 등)에 따라 상이하지만, 기본적으로는 상기 유효 성분에 있어서의 바람직한 투여 형태에 따른다.
또한, 본 발명의 DNA 앱타머를 리포좀이나 나노 입자 등의 수송 재료의 표면에 부착시킴으로써 당해 수송 재료 중에 포함되는 의약 성분을 폐암 세포에 선택적으로 수송할 수 있다. 따라서, 추가의 형태에 있어서, 본 발명은 상기 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 약물 전달 시스템을 제공하는 것이다. 당해 약물 전달 시스템에 의해 수송될 수 있는 의약 성분은, 전형적으로는 상술한 항암제이지만, 폐암의 전이 예방 또는 치료에 유용한 물질인 한, 이들 이외에도 톡신, 암 성장 저해 유전자, 자살 유전자, 또는 폐암의 성장 및 전이에 중요한 역할을 하는 유전자의 발현을 저해하는 siRNA(small interfering RNA) 등일 수도 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 앱타머의 선별
Cell-SELEX법을 사용하여, 랜덤한 서열을 갖는 DNA 풀로부터 비소세포 폐암 세포인 H1975 세포에 특이적으로 결합하는 앱타머의 선별을 행했다. 당해 Cell-SELEX법에 있어서의 각 공정은 이하와 같다.
1) DNA 풀의 조제(DNA 앱타머 후보군의 용액 조제)
2) 타깃 물질-H1975 세포-와의 혼합
3) 타깃 결합성 DNA와 비결합성 DNA의 분리
4) 타깃 결합성 DNA의 복제(타깃 물질과 결합한 DNA 앱타머를 증폭하는 공정)
5) 타깃 결합성 DNA의 정제(증폭한 DNA 앱타머를 단일쇄 DNA로 정제하는 공정)
6) 타깃 결합성 핵산의 클로닝(얻어진 DNA 앱타머의 서열 해석의 전처리)
7) 이들 1) 내지 6)의 공정을 8라운드 실행
8) 타깃 결합성 핵산의 서열 해석(시퀀서에 의한 DNA 앱타머의 뉴클레오티드 서열의 해석)
보다 상세한 실험 수순은, 이하와 같다.
DNA 풀은, 이하의 서열을 갖는 전장이 70염기이고 랜덤 서열 부분(N)이 34염기인 올리고 DNA를 사용했다.
DNA 풀(pool): Random34(츠쿠바 올리고 서비스 가부시끼가이샤제)
· 서열: 5'-GCC TGT TGT GAG CCT CCT(N34) CGC TTA TTC TTG TCT CCC-3'
·길이: 70염기(랜덤 서열은 중앙의 34염기)
·분자량: 21391.3 g/㏖
·몰 흡광 계수: 630475 L/㏖·㎝
랜덤 서열의 양측은, 후속의 PCR에 있어서 프라이머에 의해 인식되고, 증폭을 가능하게 하기 위한 서열이다. 상기 랜덤 DNA를 세포 배양용 배지(와코 쥰야쿠 고교 가부시끼가이샤제: RPM1-1640 With Glucose+송아지 혈청+항생 물질) 버퍼를 용매로 하여 1μM의 DNA 풀을 조제했다.
그 후, H1975 세포를 배양 샤알레에서 배양하여, 세포수가 106 내지 107개가 될 때까지 배양했다. 배양 후 배지를 제거하고, 또한 동일 샤알레에 인산 완충 생리 식염수(이하, PBS라고 칭한다)를 2mL 첨가하여 세포를 세정했다. 이 샤알레에 EDTA 함유 0.05% 트립신 용액 1mL를 첨가하고, 37℃ 인큐베이터에 2분간 정치했다. 세포가 샤알레로부터 박리되어 있음을 확인한 후, PBS를 4mL 첨가하고, 이것을 15mL 원침관으로 회수하고, 200g으로 3분간 원심 처리를 행했다. 그 후 상청액을 아스피레이터에 의해 제거했다. 거기에 PBS를 3mL 첨가하고, 피펫팅에 의해 세포를 현탁시킨 뒤 200g으로 3분간 원심 처리를 행하고, 상청을 제거하는 세정 공정을 2회 행했다. 배지를 330uL 중 106셀이 되도록 조제했다. 조제된 현탁액에 미리 준비해 둔 1μM의 랜덤 DNA(DNA 풀) 용액 370μL를 혼화하고, 볼텍스에 의해 충분히 혼화시켰다.
얻어진 혼합 용액을 37℃ 인큐베이터 내에 1시간 정치했다. 그 후 동일 원침관을 사용하여 400g으로 4분간 원심 처리를 행하고, 상청을 제거한 후 PBS를 500μL 첨가하고 400g으로 4분간 원심 처리를 행했다. 이 세정 조작을 3회 행했다. 상청을 제거한 후 PBS 200μL를 첨가하고, 95℃에서 10분간 과열했다. 13000g으로 5분간 원심 처리를 행하고, 상청을 회수했다.
분리된 H1975 세포 결합성의 DNA를 PCR에 의해 증폭했다. 장치는, Thermal Cycler(TAKARA-TP600)를 사용했다. 프라이머는, 상기 랜덤 DNA의 공통 서열에 대응하는 18염기의 프라이머를 사용했다(츠쿠바 올리고 서비스 가부시끼가이샤제). 당해 프라이머의 5' 말단측에는, 후술하는 바와 같이 단일쇄 DNA의 분리를 가능하게 하기 위하여 비오틴 수식을 실시하고 있다.
정제한 DNA에 스트렙트아비딘을 첨가하여 자성 입자에 흡착시키고, 자석에 의해 자성 입자를 회수한 뒤 상청을 제거, 그 후 알칼리 버퍼 변성에 의해 상청 중에 자성 입자와 결합하고 있지 않은 단일쇄 DNA를 회수했다(도 1). 그 후 알칼리 버퍼를 PBS 버퍼로 치환함으로써, 자성 입자와 결합한 목적물인 단일쇄 DNA를 회수했다. 이것을 1라운드로 하고 이 조작을 8회 행했다.
8라운드 후, 비오틴 비수식의 18염기 프라이머를 사용하여 PCR 증폭을 행하고, PCR 산물을 시퀀서 해석했다. 해석은 라이프 테크놀로지 재팬제 시퀀서 해석 장치 Ion PGMTM(등록 상표)에 의해 해석을 행하고, 또한 상기 마찬가지의 방법을 사용하여 마우스 전혈 및 마우스 단핵구 세포를 타깃으로 하는 DNA 앱타머를 Cell-SELEX법에 의해 각각 독립적으로 탐색을 행하고, 이미 발견되어 있는 H1975 세포에 대한 DNA 앱타머군으로부터 마우스 전혈 및 마우스 단핵구를 타깃으로 하는 DNA 앱타머 서열과 공통된 것을 뺀 결과, 마우스 전혈 및 마우스 단핵구에는 결합하지 않고, H1975 세포에만 결합하는 서열로서 서열 1 및 2를 발견했다.
실시예 2: 형광 표지 DNA 앱타머에 의한 비소세포 폐암 세포의 염색
H1975 세포를 배양 샤알레에서 배양하여, 세포수가 106 내지 107이 될 때까지 배양한다. 이것에 시퀀서 해석에 의해 발견된 H1975 세포에 대하여 친화성이 있는 뉴클레오티드 서열로 이루어지는 DNA 앱타머의 5' 말단을 Cy 3.5(상표)로 수식하고, 이 DNA를 초순수에 의해 100μM로 조제한 앱타머 용액을 30μL 취하고, 배양 샤알레(배지 RPMI-1640; 2mL)에 분산시키면서 첨가했다. 이것을 37℃ 1시간 인큐베이터에 정치했다. 그 후, PBS로 세포를 3회 세정한 후, 또한 PBS를 2mL 첨가한 상태에서 올림푸스제의 도립형 형광 현미경 IX51에 의해 관찰했다. 서열 번호 1 및 2를 갖는 DNA 앱타머에 의한 결과를, 각각 도 2 및 도 3에 도시한다. 이들 형광 표지 DNA 앱타머가 H1975 세포에 특이적으로 결합하고, 그것에 의하여 H1975 세포에 대한 양호한 형광 이미징 화상이 얻어짐이 명확해졌다.
SEQUENCE LISTING <110> Nissan Chemical Industries,Ltd. <120> Aptamer that binds to a lung cancer cell H1975 <130> 10092 <160> 5 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA Aptamer that binds to lung cancer cell H1975 <400> 1 acagttcgtc agtgtttggg gttcagctta ggtg 34 <210> 2 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA Aptamer that binds to lung cancer cell H1975 <400> 2 tgcgcgtggg tggtttttgt ctgtcagctt gggtc 35 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer binding to site P1 <400> 3 gcctgttgtg agcctcct 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer binding to site P2 <400> 4 cgcttattct tgtctccc 18 <210> 5 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA Pool random 34 <220> <221> misc_feature <222> (19)..(52) <223> n is a, c, g, or t <400> 5 gcctgttgtg agcctcctnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nncgcttatt 60 cttgtctccc 70

Claims (16)

  1. 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 적어도 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖고, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 DNA 앱타머.
  2. 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 적어도 하나의 뉴클레오티드 서열에 있어서, 1 내지 3개의 뉴클레오티드의 치환, 결실 또는 부가를 포함하는 서열을 갖고, 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 DNA 앱타머.
  3. 비소세포 폐암 세포에 대하여 특이적으로 결합하는 DNA 앱타머이며,
    Figure pct00003

    로 표시되는 뉴클레오티드 서열을 갖고, 여기서,
    X는, 1) 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 뉴클레오티드 서열, 또는 2) 서열 번호 1 및 2로 표시되는 서열로부터 선택되는 뉴클레오티드 서열에 있어서 1 내지 3개의 뉴클레오티드의 치환, 결실 또는 부가를 포함하는 서열이며,
    P1 및 P2는, PCR 증폭을 위하여 도입된 제1 및 제2 프라이머 인식 서열인,
    해당 DNA 앱타머.
  4. 제3항에 있어서, P1은, 서열 번호 3으로 표시되는 제1 프라이머 인식 서열이며, 그리고
    P2는, 서열 번호 4로 표시되는 제2 프라이머 인식 서열인, DNA 앱타머.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비소세포 폐암 세포가 H1975 세포인, DNA 앱타머.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 당쇄 부분에서의 화학적 치환, 인산에스테르 부분에서의 화학적 치환 및 핵산 염기 부분에서의 화학적 치환으로 이루어지는 군에서 선택되는, 적어도 하나의 화학 수식을 포함하는, DNA 앱타머.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 5' 말단 또는 3' 말단에 형광 표지를 갖는, DNA 앱타머.
  8. 제7항에 있어서, 상기 형광 표지가, 6-카르복시테트라메틸로다민, 플루오레세인이소티오시아네이트, 6-카르복시플루오로세인-아미노헥실, 또는 시아닌계 형광 색소인, DNA 앱타머.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 앱타머를 포함하는, 폐암 세포의 검출용 조성물.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 앱타머를 포함하는, 폐암 세포의 검출용 키트.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 앱타머를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐암의 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 DNA 앱타머를 폐 세포, 폐 조직, 혈액, 혈청, 혈장, 타액 및 객담으로 이루어지는 군에서 선택되는 생체로부터 채취된 시료와 접촉시키는 공정, 및 당해 시료와 DNA 앱타머의 결합에 의한 응답을 관측함으로써 폐암 세포의 존재를 검출하는 공정을 포함하는, 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 응답이 형광 응답 혹은 라만 산란 응답인, 검출 방법.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물.
  15. 폐암의 전이 예방 또는 치료용 의약 조성물의 제조를 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 앱타머의 용도.
  16. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 앱타머를 함유하는, 폐암의 전이 예방 또는 치료용 약물 전달 시스템.
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CN101914542B (zh) * 2009-04-28 2013-03-06 中国科学院化学研究所 用于不同亚型非小细胞肺癌分型的一种核酸适体及其筛选方法
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CN101914543B (zh) * 2009-04-28 2012-04-18 中国科学院化学研究所 一种用于不同亚型非小细胞肺癌分型的核酸适体及其筛选方法
JP2014217311A (ja) * 2013-05-08 2014-11-20 日産化学工業株式会社 がん細胞に結合するdnaアプタマー
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