KR20180044617A - Biomarker composition for diagnosing cell senescence comprising UHRF1 and DNMT1 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 PHD 포함 유비퀴틴-유사 및 링 핑거 도메인 1(Ubiquitin-like with PHD and Ring Finger Domains 1; UHRF1) 및 DNA 메틸트랜스퍼라제 1(DNA Methyltransferase 1; DNMT1)을 포함하는 세포 노화 진단용 바이오마커 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing cellular senescence comprising a PHD-containing ubiquitin-like and PHM and Ring Finger Domains 1 (UHRF1) and DNA methyltransferase 1 (DNMT1) .
세포 노화는 유사분열 세포에서 점차적으로 복제 능력을 상실하고, 결국 세포 분열이 중단되는 세포적 운명이다. 세포 노화는 암, 알츠하이머 질환 및 심혈관 질환을 포함하는 다양한 노화 관련 질환들 뿐만 아니라 노화 자체의 원인에 대해서도 보고되고 있다. 또한, 노화된 세포는 낮은 탄력성을 가진 확대되고 납작해진 세포 형태, 활성산소종(reactive oxygen species; ROS) 발생 증가, 노화-연관 β-갈락토시다제(senescence-associated β-galactosidase; SA-β-gal) 활성 증가 및 노화-연관 분비 표현형(senescence-associated secretory phenotypes; SASP)을 포함하는 악화된 표현형을 나타낸다. Cell senescence is a cellular fate that gradually loses its ability to replicate in mitotic cells and eventually stops cell division. Cell senescence has also been reported for various aging-related diseases, including cancer, Alzheimer's disease and cardiovascular disease, as well as the cause of aging itself. In addition, senescent cells have been shown to have an expanded and flattened cell shape with low elasticity, increased reactive oxygen species (ROS) generation, senescence-associated beta-galactosidase (SA-beta -gal) activity and senescence-associated secretory phenotypes (SASP).
진핵세포에서, DNA 메틸화는 유전자 발현 및 침묵(silencing)을 조절하는 중요한 후생유전학적 변형이다. 이는 전형적으로 유전자 프로모터 부위에 풍부한 CpG 섬 중, 시토신의 C5 위치에서 종종 일어난다. CpG 섬 과-메틸화(hyper-methylation)는 유전자 침묵과 자주 연관되는 반면, 저-메틸화(hypo-methylation)는 유전자 전사 활성화와 관련되어 있다. DNA 메틸화 패턴은 생물체의 수명에 따라 달라질 수 있고, 종종 환경 조건에 적응하기 위해 변하기도 한다. 노화된 조직은 모든 유전체 부분(프로모터, 유전자간 영역, 인트론 영역 및 엑손 영역) 전체적으로 DNA 메틸화의 손실을 나타낸다. 하지만, 다양한 종양 억제 유전자들 및 Polycomb 표적 유전자들에 있어서의 과-메틸화 또한 노화와 관련된 것으로 보고되었다. 이는 과도한 DNA 저-메틸화는 노화 과정을 가속화시키는 다양한 유전자들의 대대적인 발현 유도와 밀접하게 연관되어 있다는 것을 나타낸다. 이에 대응하여, 저-메틸화의 가역성은 생물체의 생존 유지에 필수적일 수도 있다. In eukaryotic cells, DNA methylation is an important welfare genetic modification that regulates gene expression and silencing. This often occurs at the C5 position of cytosine, typically among CpG islands rich in gene promoter sites. CpG island-hypermethylation is frequently associated with gene silencing, while hypo-methylation is associated with gene transcription activation. The DNA methylation pattern can vary depending on the life span of an organism and can often change to adapt to environmental conditions. Aging tissue exhibits loss of DNA methylation throughout the entire genome (promoter, intergenic region, intron region and exon region). However, over-methylation in a variety of tumor suppressor genes and Polycomb target genes has also been reported to be associated with senescence. This indicates that excessive DNA hypomethylation is closely related to the induction of large expression of various genes that accelerate the aging process. Correspondingly, the reversibility of hypomethylation may be essential to the viability of the organism.
인간은 DNA 메틸트랜스퍼라제(DNA methyltransferases; DNMTs)에 의해 만들어지는 2 종류의 DNA 메틸화 활성을 나타낸다: 새로이 합성된(de novo) 메틸화 및 유지(maintenance) 메틸화. DNMT3a 및 DNMT3b에 의해 만들어지는, 새로이 합성된(de novo) 메틸화는 배발생(embryogenesis) 과정 중, 초기 DNA 메틸화 패턴을 형성한다. 반면, 유지 메틸화는 각 세포 DNA 복제 주기 후, DNA 메틸화 패턴을 회복하고 보존한다. DNMT1은 DNA 복제 과정 중 DNA 메틸화 패턴을 딸가닥(daughter strands)으로 복제하고, 이는 노화-관련 후생유전학적 변형과 연관될 수 있다.Humans exhibit two types of DNA methylation activity produced by DNA methyltransferases (DNMTs): newly synthesized ( de novo ) methylation and maintenance methylation. The newly synthesized ( de novo ) methylation produced by DNMT3a and DNMT3b forms an early DNA methylation pattern during the embryogenesis process. On the other hand, retention methylation restores and preserves the DNA methylation pattern after each cell DNA replication cycle. DNMT1 replicates DNA methylation patterns in daughter strands during DNA replication, which may be associated with senescence-related welfare genetic alterations.
비록 DNMT1은 유지 메틸화를 위해 중요한 효소학적 기능기를 갖고 있지만, DNMT1 활성은 다양한 단백질들과의 물리적 상호작용 및 번역 후 변형에 의해 민감하게 조절된다. PCNA와 DNMT1의 결합은 메틸화 활성을 증가시키는 반면, UHRF1과 DNMT1의 결합은 절반(hemi)-메틸화 DNA에 대한 인식을 촉진시킨다. DNMT1은 KAT5에 의해 아세틸화되고, HDAC1에 의해 탈아세틸화되며, casein kinase 1δ/ε 및 AKT1에 의해 인산화되고, SETD7에 의해 메틸화된다. DNMT1에 있어, 상기 DNMT1-상호작용 단백질들(DNMT1-interacting proteins; DIPs)의 전체적인 통합 반응은 메틸화 활성 및 관련 세포 표현형을 유지하는데 기여한다. 하지만, 여전히 DNMT1 및 이의 상호작용 단백질들이 어떻게 노화-연관 유전자 리프로그래밍에 관련되는지 명확하게 알려져 있지 않다.Although DNMT1 has important enzymatic functional groups for maintenance methylation, DNMT1 activity is sensitively controlled by physical interactions with various proteins and post-translational modifications. Binding of PCNA to DNMT1 increases methylation activity, while binding of UHRF1 to DNMT1 promotes recognition of hemi-methylated DNA. DNMT1 is acetylated by KAT5, deacetylated by HDAC1, phosphorylated by casein kinase 1δ / ε and AKT1, and methylated by SETD7. In DNMT1, the overall integration of the DNMT1-interacting proteins (DIPs) contributes to maintaining methylation activity and related cell phenotypes. However, it is still unclear how DNMT1 and its interacting proteins are involved in aging-associated gene reprogramming.
본 발명의 목적은 UHRF1 및 DNMT1을 포함하는 세포 노화 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 세포 노화 진단 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a biomarker composition for diagnosing cell senescence including UHRF1 and DNMT1 and a method for diagnosing cell senescence using the same.
본 발명은 UHRF1 유전자 또는 상기 UHRF1 유전자가 코딩된 단백질; 및 DNMT1 유전자 또는 상기 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질을 포함하는 세포 노화 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.The present invention relates to a UHRF1 gene or a protein encoded by the UHRF1 gene; And a biomarker composition for diagnosing cellular senescence comprising a DNMT1 gene or a protein encoded by the DNMT1 gene.
또한, 본 발명은 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브, 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 상기 단백질에 특이적인 결합 도메인을 갖는 펩타이드를 포함하는 세포 노화 진단용 키트를 제공한다.The present invention also includes a primer or a probe specifically binding to the UHRF1 gene and the DNMT1 gene, an antibody specifically binding to the UHRF1 gene and a DNMT1 gene-encoded protein, or a peptide having a binding domain specific to the protein The present invention provides a kit for diagnosing cell aging.
또한, 본 발명은 분리된 시료로부터 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 mRNA 발현 수준 또는 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 세포 노화 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for providing information necessary for diagnosis of cell senescence comprising the steps of measuring mRNA expression levels of UHRF1 gene and DNMT1 gene or expression levels of proteins encoded by UHRF1 gene and DNMT1 gene from separated samples to provide.
또한, 본 발명은 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질; 또는 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 촉진제 또는 활성화제를 유효성분으로 포함하는 세포 노화 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다.The present invention also relates to UHRF1 protein and DNMT1 protein; Or an expression promoter or activator of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein as an active ingredient.
또한, 본 발명은 분리된 노화 세포주에서 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 또는 활성 정도를 측정하는 단계를 포함하는 세포 노화 치료제 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a screening method for cell senescence comprising the step of measuring the expression or activity level of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein in the isolated senescent cell line.
본 발명은 UHRF1 및 DNMT1을 포함하는 세포 노화 진단용 바이오마커 조성물에 대한 것으로, 상세하게는 UHRF1 유전자 또는 상기 UHRF1 유전자가 코딩된 단백질; 및 DNMT1 유전자 또는 상기 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질을 포함하는 세포 노화 진단용 바이오마커 조성물, 이를 이용한 세포 노화 진단 키트 및 세포 노화 진단 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질; 또는 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 촉진제 또는 활성화제를 유효성분으로 포함하는 세포 노화 예방 또는 치료용 약학조성물 및 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질을 이용한 세포 노화 치료제 스크리닝 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명의 UHRF1 또는 DNMT1는 세포 노화 진단 및 치료에 유용하게 활용될 수 있다.The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing cell senescence comprising UHRF1 and DNMT1, and more particularly to a biomarker composition for UHRF1 gene or a protein encoded by the UHRF1 gene; And a DNMT1 gene or a protein encoded by the DNMT1 gene, a cell aging diagnostic kit and a cell aging diagnostic method using the biomarker composition. The present invention also relates to UHRF1 protein and DNMT1 protein; Or an expression promoter or activator of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein as an active ingredient, and a method for screening a therapeutic agent for cell senescence using the UHRF1 protein and the DNMT1 protein. Therefore, UHRF1 or DNMT1 of the present invention can be usefully used for diagnosis and treatment of cell senescence.
도 1은 DNMT1-매개 DNA 메틸화 활성 감소가 HDF의 노화와 관련되어 있다는 것을 나타낸다. (A) 1차 HDF에서 진행된 과산화수소(H2O2)-유도 노화(HS)를 나타낸다. (a) DNMT1 및 DNMT3A에 대한 웨스턴 블랏 분석 결과(좌) 및 이의 정량 결과(우)이다. qRT-PCR에 의한 메신저 RNA 수준(b) 및 SA-β-gal 분석에 대한 대표 이미지(c)를 나타낸다. **p < 0.01 vs. control primary HDF by Student t test. (B) 1차 HDF에서 진행된 복제 노화(RS)를 나타내고, DT2 (검은색 바) 및 DT14 (흰색 바)의 HDFs가 사용되었다. (a) 웨스턴 블랏 분석 결과(좌) 및 이의 정량 결과(우)이다. qRT-PCR에 의한 메신저 RNA 수준(b) 및 SA-β-gal 분석(c)를 나타낸다. (c)의 오른쪽 패널은 SA-β-gal 분석의 대표 이미지를 나타낸다. **p < 0.01 vs. DT2 by Student t test. (C) HDF (DT2)는 표시된 농도의 5-aza-2’-deoxycytidine (5-AzC, Sigma, St. Louis, MO)로 5일 동안 노출시켰다. (a) SA-β-gal 분석에 대한 대표적인 이미지(상부 패널) 및 정량 결과(하부 패널)이다. (b) 웨스턴 블랏 분석 결과이다. (D) HDF (DT2)는 DNMT1에 대한 siRNA로 5일 동안 형질감염시켰다. (a) SA-β-gal 분석에 대한 대표적인 이미지(상부 패널) 및 정량 결과(하부 패널)이다. (b) 웨스턴 블랏 분석 결과이다. **p < 0.01 vs. siNC (siRNA for negative control) or control by Student t test.
도 2는 HDF의 RS 및 HS 모두에서 공통적으로 조절되는 DNMT1-상호작용 단백질들의 발현을 나타낸다. (A) HS 모델로부터 얻은 시간 연속적 HDFs를 cDNA 마이크로어레이에 적용하였다. 시간 연속적 유전자 발현 프로파일의 히트 맵을 나타냈다. (B) 점차적으로 상향 조절되는 유전자(HS_UP, 310 genes) 및 하향 조절되는 유전자(HS_DOWN, 404 genes)는 이전에 보고된 시간 연속적 RS 모델로부터 확인된 4개의 다른 유전자들과(G1~G4) 일치하였다. (C) 농축도 점수(Enrichment score)는 유전자 집합 농축도 분석(Gene set enrichment analysis)으로부터 계산된, log10-transformed P values로 나타냈다. (D) 벤 다이어그램(Venn diagram)은 DIPs, RS 및 HS 모델에서 겹치는 유전자의 수를 나타냈다. 7개의 유전자가 2개의 HDF 노화 모델에서 공통적으로 조절되는 것으로 밝혀졌다. 2개의 HDF 노화 모델에서 7 DIPs(상부 패널) 및 SA-β-gal 분석(하부 패널)의 시간 연속적 유전자 발현 프로파일의 히트 맵을 나타낸다. (E) 7 DIPs의 단백질 발현 수준은 웨스턴 블랏 분석으로 검증하였다.
도 3은 UHRF1이 DNMT1 발현의 상류 조절자라는 것을 나타낸다. (A-C) HDF (DT2)는 표시된 표적에 대한 siRNAs로 3일 동안 형질감염되었다. (A) 웨스턴 블랏 분석 결과이다. (B) 웨스턴 블랏 분석 결과(a) 및 이의 정량 결과(b)를 나타낸다. (C) qRT-PCR에 의한 메신저 RNA 수준을 나타낸다. **p < 0.01 vs. siNC. (D) HDF (DT7)는 표시된 표적 cDNA를 가진 재조합 레트로바이러스(recombinant retrovirus; rRV)로 3일 동안 감염시켰다. qRT-PCR에 의한 메신저 RNA 수준(a) 및 웨스턴 블랏 분석(b)를 나타낸다. **p < 0.01 vs. RFP by Student t test.
도 4는 UHRF1 녹다운이 DNMT1 억제를 통한 노화를 효과적으로 유도한다는 것을 나타낸다. (A-C) HDF (DT2)는 표시된 표적에 대한 siRNAs로 5일 동안 형질감염되었다. (A) 정량 결과(상부 패널) 및 SA-β-gal 분석의 대표 이미지(하부 패널)를 나타낸다. (b) 표적들의 녹다운 수준은 웨스턴 블랏 분석을 통해 확인하였다. **p < 0.01 vs. siNC by Student t test. (B) 웨스턴 분석 결과를 나타낸다. (C) 세포 내 ROS 수준은 DCF-DA 형광 염료로 세포를 염색한 후, 유세포 분석을 통해 관측하였다. (D, E) HDF (DT2)는 표시된 표적에 대한 siRNAs로 형질감염시킨 후, 다음 날 표시된 표적 cDNA를 가진 rRV로 4일 동안 감염시켰다. (D) 계수된 세포수에 따른 세포 성장률(a) 및 DCF-DA 형광 염료를 사용한 세포 내 ROS 수준(b)을 나타낸다. **p < 0.01 vs. siNC/GFP and ## p < 0.01 vs. siUHRF1/GFP. (E) 웨스턴 블랏 분석 결과를 나타낸다.Figure 1 shows that a decrease in DNMT1-mediated DNA methylation activity is associated with aging of HDF. (A) hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) -induced aging (HS) in primary HDF. (a) Western blot analysis results for DNMT1 and DNMT3A (left) and their quantitative results (right). (b) by messenger RNA (qRT-PCR) and representative image (c) for SA-β-gal analysis. ** p < control primary HDF by Student t test. (B) HDFs of DT2 (black bars) and DT14 (white bars) were used, indicating replica aging (RS) progressing in primary HDF. (a) Western blot analysis results (left) and their quantitative results (right). (b) and SA-beta-gal analysis (c) by qRT-PCR. The right panel of (c) shows representative images of SA-β-gal analysis. ** p < DT2 by Student t test. (C) HDF (DT2) was exposed to the indicated concentrations of 5-aza-2'-deoxycytidine (5-AzC, Sigma, St. Louis, MO) for 5 days. (a) Representative images (upper panel) and quantification results (lower panel) for SA- [beta] -gal analysis. (b) Western blot analysis results. (D) HDF (DT2) was transfected with siRNA against DNMT1 for 5 days. (a) Representative images (upper panel) and quantification results (lower panel) for SA- [beta] -gal analysis. (b) Western blot analysis results. ** p < siRNA for negative control or control by Student t test.
Figure 2 shows the expression of DNMTl-interacting proteins that are commonly regulated in both RS and HS of HDF. (A) Time-continuous HDFs from HS models were applied to cDNA microarrays. Time-continuous gene expression profile. (B) Upwardly regulated genes (HS_UP, 310 genes) and downregulated genes (HS_DOWN, 404 genes) correspond to four different genes (G1 to G4) identified from the previously reported time series RS model Respectively. (C) The enrichment score was expressed as log10-transformed P values, calculated from the Gene set enrichment analysis. (D) The Venn diagram showed the number of overlapping genes in the DIPs, RS, and HS models. Seven genes were found to be commonly regulated in two HDF aging models. Shows a heat map of a time-sequential gene expression profile of 7 DIPs (upper panel) and SA-beta-gal analysis (lower panel) in two HDF aging models. Protein expression levels of (E) 7 DIPs were verified by western blot analysis.
Figure 3 shows that UHRF1 is an upstream regulator of DNMTl expression. (AC) HDF (DT2) was transfected with siRNAs for the indicated target for 3 days. (A) Western blot analysis results. (B) Western blot analysis results (a) and their quantitative results (b). (C) indicates the level of messenger RNA by qRT-PCR. ** p < siNC. (D) HDF (DT7) was infected with a recombinant retrovirus (rRV) with the indicated target cDNA for 3 days. The messenger RNA level (a) and Western blot analysis (b) by qRT-PCR are shown. ** p < RFP by Student t test.
Figure 4 shows that UHRF1 knockdown effectively induces senescence through inhibition of DNMT1. (AC) HDF (DT2) was transfected with siRNAs for the indicated target for 5 days. (A) Quantitative results (upper panel) and representative image (lower panel) of SA-β-gal analysis. (b) The knockdown level of the targets was confirmed by Western blot analysis. ** p < siNC by Student t test. (B) Western analysis results. (C) Intracellular ROS levels were observed by flow cytometry after staining cells with DCF-DA fluorescent dye. (D, E) HDF (DT2) was transfected with siRNAs for the indicated target and then infected for 4 days with rRV with the indicated cDNA of the next day. (D) Cell growth rate (a) and number of intracellular ROS levels (b) using DCF-DA fluorescent dye. ** p < siNC / GFP and ## p < siUHRF1 / GFP. (E) Western blot analysis results.
이에, 본 발명자들은 2개의 다른 세포 노화 모델 시스템[인간 이배체 섬유아세포의 복제 노화(RS) 및 과산화수소(H2O2)-유도 노화(HS)]에서 53개의 알려진 DIPs의 시간-연속 유전자 발현 프로파일을 분석하였다. 또한, 상기 DIPs의 조절이 DNMT1 발현 및 DNMT1-연관 노화 과정에 어떻게 관련되어 있는지 확인하고 본 발명을 완성하였다. Thus, the present inventors have found that the time-continuous gene expression profile of 53 known DIPs in two different cell senescence model systems (replicative senescence (RS) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) -induced senescence (HS) of human diploid fibroblasts) Respectively. In addition, we have ascertained how the regulation of DIPs is involved in DNMT1 expression and DNMT1-associated senescence, and have completed the present invention.
본 발명은 UHRF1 유전자 또는 상기 UHRF1 유전자가 코딩된 단백질; 및 DNMT1 유전자 또는 상기 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질을 포함하는 세포 노화 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다. The present invention relates to a UHRF1 gene or a protein encoded by the UHRF1 gene; And a biomarker composition for diagnosing cellular senescence comprising a DNMT1 gene or a protein encoded by the DNMT1 gene.
본 명세서에서 용어 “진단”은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 객체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 한 객체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링하는 것)을 포함한다.The term " diagnosing " herein is used to determine the susceptibility of an object to a particular disease or disorder, to determine whether an object currently has a particular disease or disorder, Determining the prognosis of the object, or therametrics (e.g., monitoring the status of the object to provide information about the therapeutic efficacy).
또한, 본 발명은 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브, 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 상기 단백질에 특이적인 결합 도메인을 갖는 펩타이드를 포함하는 세포 노화 진단용 키트를 제공한다. The present invention also includes a primer or a probe specifically binding to the UHRF1 gene and the DNMT1 gene, an antibody specifically binding to the UHRF1 gene and a DNMT1 gene-encoded protein, or a peptide having a binding domain specific to the protein The present invention provides a kit for diagnosing cell aging.
상기 "프라이머"는 짧은 자유 3-말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍을 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사을 위한 시작 지점으로서 작용하는 짧은 핵산 서열을 말한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응을 위한 시약(즉, DNA 폴리머라제 또는 역전사효소) 및 상이한 4 가지의 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 기술에 따라 적절히 선택될 수 있다.The term "primer" refers to a short nucleic acid sequence capable of forming a base pair with a template complementary to a nucleic acid sequence having a short free 3 'hydroxyl group and acting as a starting point for template strand replication . Primers can initiate DNA synthesis in the presence of reagents for polymerization (i. E., DNA polymerase or reverse transcriptase) and four different nucleoside triphosphates at appropriate buffer solutions and temperatures. The PCR conditions, the lengths of the sense and antisense primers can be appropriately selected according to techniques known in the art.
상기 "프로브"는 mRNA외 특이적으로 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링되어 있어서 특정 mRNA의 존재 유무, 발현양을 확인할 수 있다. 프로브는 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single strand DNA) 프로브, 이중쇄DNA(double strand DNA)프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 적절한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당해 기술 분야에 공지된 기술에 따라 적절히 선택할 수 있다.The term "probe" means a nucleic acid fragment such as RNA or DNA corresponding to a few nucleotides or several hundreds of nucleotides that can specifically bind to an mRNA, and is labeled to confirm the presence or expression level of a specific mRNA . The probe may be prepared in the form of an oligonucleotide probe, a single strand DNA probe, a double strand DNA probe, or an RNA probe. Selection of suitable probes and hybridization conditions can be appropriately selected according to techniques known in the art.
상기 "항체"란 당해 기술분야에 공지된 용어로서 항원성 부위에 대하여 지시되는 특이적인 면역 글로불린을 의미한다. 상기 언급한 하나 이상의 단백질 주입을 통해 제조된 것 또는 시판되어 구입한 것이 모두 사용 가능하다. 또한, 상기 항체는 다클론 항체, 단클론 항체 및 에피토프와 결합할 수 있는 단편 등을 포함한다. 상기 항체의 형태는 폴리클로날 항체 또는 모노클로날 항체를 포함하며, 모든 면역글로불린 항체가 포함된다. 상기 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2 개의 전체 길이의 중쇄를 갖는 완전한 형태를 의미한다. 또한, 상기 항체는 인간화 항체 등의 특수 항체도 포함된다.As used herein, the term "antibody" means a specific immunoglobulin as indicated in the art and directed against an antigenic site. Any of those prepared through the above-mentioned one or more protein injections or commercially available can be used. In addition, the antibody includes a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, and a fragment capable of binding to an epitope. The forms of the antibodies include polyclonal or monoclonal antibodies, including all immunoglobulin antibodies. The antibody refers to a complete form having two full-length light chains and two full-length heavy chains. The antibody also includes a special antibody such as a humanized antibody.
상기 "펩타이드"란 온전한 항체의 구조를 갖지는 않지만, 항원성 부위에 대해 지시되는 특이적인 항원결합부위(결합 도메인)를 갖는 폴리펩티드를 의미한다. 상기 펩티드는 2개의 경쇄 및 2개의 중쇄를 갖는 완전한 형태의 항체가 아닌 항체 분자의 기능적 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 의미한다. The term "peptide" refers to a polypeptide that does not have the structure of the intact antibody, but has a specific antigen binding site (binding domain) directed against the antigenic site. The peptide comprises a functional fragment of an antibody molecule that is not a complete form of the antibody having two light and two heavy chains. A functional fragment of an antibody molecule means a fragment having at least an antigen-binding function.
또한, 본 발명은 (1) 분리된 시료로부터 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 mRNA 발현 수준 또는 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계; (2) 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 mRNA 발현 수준 또는 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질의 발현 수준을 대조군 시료와 비교하는 단계; 및 (3) 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 mRNA 발현 수준 또는 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질의 발현 수준이 대조군 시료보다 낮을 경우 세포 노화로 판단하는 단계를 포함하는 세포 노화 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법을 제공한다. (1) measuring the mRNA expression level of the UHRF1 gene and the DNMT1 gene or the expression level of the protein encoded by the UHRF1 gene and the DNMT1 gene from the separated sample; (2) comparing mRNA expression levels of the UHRF1 and DNMT1 genes or expression levels of the UHRF1 and DNMT1 gene-encoded proteins with a control sample; And (3) determining the cell senescence if the mRNA expression level of the UHRF1 gene and the DNMT1 gene or the expression level of the protein encoded by the UHRF1 gene and the DNMT1 gene is lower than that of the control sample. Provide a method to provide.
상세하게는, 상기 mRNA 발현 수준을 측정하는 방법은 RT-PCR, 경쟁적 RT-PCR(Competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR (Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅 (Northern blotting) 및 DNA 칩을 이용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In detail, the method for measuring the mRNA expression level may be RT-PCR, competitive RT-PCR, real-time RT-PCR, RNase protection assay (RPA) ), Northern blotting and DNA chips, but are not limited thereto.
상세하게는, 상기 단백질 발현 수준을 측정하는 방법은 웨스턴 블랏, ELISA(enzyme linked immunosorbent asay), 방사선면역분석(Radioimmunoassay; RIA), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케이트(rocket) 면역전기영동, 조직면역염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation assay), 보체고정분석법 (Complement Fixation Assay), FACS 및 단백질 칩을 이용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In detail, the method for measuring the protein expression level may be Western blotting, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, Ouchterlony immunodiffusion, But are not limited to, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assays, Complement Fixation Assays, FACS and protein chips.
본 명세서에서 용어 “시료”란 세포 노화 진단용 바이오 마커인 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 발현수준에 있어서 대조군과 차이가 나는 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액, 또는 뇨와 같은 시료를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. As used herein, the term " sample " refers to a biological marker such as a tissue, cell, whole blood, serum, plasma, saliva, sputum, cerebrospinal fluid, or urine which is different from the control group in the expression level of the UHRF1 gene and the DNMT1 gene But are not limited to, samples.
또한, 본 발명은 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질; 또는 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 촉진제 또는 활성화제를 유효성분으로 포함하는 세포 노화 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다. The present invention also relates to UHRF1 protein and DNMT1 protein; Or an expression promoter or activator of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein as an active ingredient.
바람직하게는, 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 촉진제 또는 활성화제는 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질에 특이적으로 결합하는 화합물, 펩티드, 펩티드 미메틱스, 앱타머, 항체 또는 천연물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Preferably, the expression promoter or activator of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein may be a compound, a peptide, a peptide mimetic, an aptamer, an antibody or a natural substance that specifically binds to the UHRF1 protein and the DNMT1 protein, It is not.
본 발명에서 용어 "앱타머(Aptamer)"는 그 자체로 안정된 삼차구조를 가지면서 표적분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 단일가닥 핵산(DNA, RNA 또는 변형핵산)이다. 앱타머는 고유의 높은 친화성(보통 pM 수준)과 특이성으로 표적분자에 결합할 수 있다는 특성 때문에 단일 항체와 비교가 되고, 특히 "화학 항체"라고 할 만큼 대체 항체로서의 높은 가능성이 있다.In the present invention, the term "Aptamer" is a single-stranded nucleic acid (DNA, RNA or modified nucleic acid) having a stable tertiary structure and capable of binding to a target molecule with high affinity and specificity. Aptamers are comparable to monoclonal antibodies due to their inherent high affinity (usually pM levels) and their ability to bind to target molecules with specificity, and there is a high likelihood of being an alternative antibody, especially as a "chemoantibody".
본 발명에서 용어 "항체"는 UHRF1 및 DNMT1 주입을 통해 제조된 것 또는 시판되어 구입한 것이 모두 사용 가능하다. 또한, 상기 항체는 다클론 항체, 단클론 항체 및 에피토프와 결합할 수 있는 단편 등을 포함한다. In the present invention, the term "antibody" is either manufactured through UHRF1 or DNMT1 injection or commercially available. In addition, the antibody includes a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, and a fragment capable of binding to an epitope.
다클론 항체는 상기 UHRF1 및 DNMT1을 동물에 주사하고, 해당 동물로부터 채혈하여 항체를 포함하는 혈청을 수득하는 종래의 방법에 의해 생산할 수 있다. 이러한 다클론 항체는 당업계에 알려진 어떠한 방법에 의해서든 정제될 수 있고, 염소, 토끼, 양, 원숭이, 말, 돼지, 소, 개 등의 임의의 동물 종 숙주로부터 만들어질 수 있다.단클론 항체는 연속 세포주의 배양을 통한 항체 분자의 생성을 제공하는 어떠한 기술을 사용하여도 제조할 수 있다. 이러한 기술로는 이들로 한정되는 것은 아니지만 하이브리도마 기술, 사람 B-세포주 하이브리도마 기술 및 EBV-하이브리도마 기술이 포함된다.Polyclonal antibodies can be produced by conventional methods of injecting the above UHRF1 and DNMT1 into an animal and collecting blood from the animal to obtain serum containing the antibody. Such polyclonal antibodies can be purified by any method known in the art and can be made from any animal species host such as goat, rabbit, sheep, monkey, horse, pig, cow, dog, etc. Monoclonal antibodies Can be prepared using any technique that provides for the production of antibody molecules through the culture of continuous cell lines. Such techniques include, but are not limited to, hybridoma technology, human B-cell line hybridoma technology, and EBV-hybridoma technology.
본 발명의 약학 조성물은 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스, siRNA 올리고뉴클레오타이드 및 천연물 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물 또는 복합 제제는 유효 성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등의 가용화제를 사용할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 투여를 위해서 유효 성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1 종 이상 포함하여 약학 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may contain a chemical substance, a nucleotide, an antisense, an siRNA oligonucleotide and a natural product extract as an active ingredient. The pharmaceutical composition or combination preparation of the present invention may be prepared by using pharmaceutically acceptable and physiologically acceptable adjuvants in addition to the active ingredients. Examples of the adjuvants include excipients, disintegrants, sweeteners, binders, coating agents, swelling agents, lubricants , A lubricant or a flavoring agent may be used. The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated into a pharmaceutical composition containing at least one pharmaceutically acceptable carrier in addition to the active ingredient for administration. Acceptable pharmaceutical carriers for compositions that are formulated into a liquid solution include sterile solutions suitable for the living body such as saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection solution, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, One or more of these components may be mixed and used. If necessary, other conventional additives such as an antioxidant, a buffer, and a bacteriostatic agent may be added. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to formulate into injectable solutions, pills, capsules, granules or tablets such as aqueous solutions, suspensions, emulsions and the like.
본 발명의 약학 조성물의 약제 제제 형태는 과립제, 산제, 피복정, 정제, 캡슐제, 좌제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 및 활성 화합물의 서방출형 제제 등이 될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물의 유효성분의 유효량은 질환의 예방 또는 치료 요구되는 양을 의미한다. 따라서, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효 성분 및 다른 성분의 종류 및 함량, 제형의 종류 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예컨대, 성인의 경우, 1일 1회 내지 수회 투여시, 본 발명의 저해제는 1일 1회 내지 수회 투여시, 화합물일 경우 0.1ng/kg~10g/kg, 폴리펩타이드, 단백질 또는 항체일 경우 0.1ng/kg~10g/kg, 안티센스 뉴클레오타이드, siRNA, shRNAi, miRNA일 경우 0.01ng/kg~10g/kg의 용량으로 투여할 수 있다. Pharmaceutical dosage forms of the pharmaceutical compositions of the present invention may be granules, powders, coated tablets, tablets, capsules, suppositories, syrups, juices, suspensions, emulsions, suspending agents or injectable solutions or suspensions . The pharmaceutical compositions of the present invention may be formulated and administered in a conventional manner via intravenous, intraarterial, intraperitoneal, intramuscular, intraarterial, intraperitoneal, intrasternal, percutaneous, intranasal, inhalation, topical, rectal, ≪ / RTI > The effective amount of the active ingredient of the pharmaceutical composition of the present invention means the amount required for prevention or treatment of the disease. Accordingly, the present invention is not limited to the particular type of the disease, the severity of the disease, the kind and amount of the active ingredient and other ingredients contained in the composition, the type of formulation and the patient's age, body weight, general health status, sex and diet, Rate of administration, duration of treatment, concurrent medication, and the like. For example, in the case of an adult, the inhibitor of the present invention may be administered at a dose of 0.1 ng / kg to 10 g / kg when the compound is administered once to several times a day, a polypeptide, In the case of protein or antibody, 0.1 ng / kg to 10 g / kg, antisense nucleotide, siRNA, shRNAi or miRNA can be administered at a dose of 0.01 ng / kg to 10 g / kg.
또한, 본 발명은 (1) 분리된 노화 세포주에 시험물질을 접촉시키는 단계; (2) 상기 시험물질을 접촉한 노화 세포주에서 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 또는 활성 정도를 측정하는 단계; 및 (3) 대조구 시료와 비교하여 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 또는 활성 정도가 증가한 시험물질을 선별하는 단계를 포함하는 세포 노화 치료제 스크리닝 방법을 제공한다. The present invention also relates to a method for producing a test cell, comprising the steps of (1) contacting a test substance to an isolated aging cell line; (2) measuring the level of expression or activity of UHRF1 protein and DNMT1 protein in an aging cell line in contact with the test substance; And (3) selecting a test substance having increased expression or activity level of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein as compared with a control sample.
본 발명의 스크리닝 방법을 언급하면서 사용되는 용어 "시험물질"은 유전자의 발현량에 영향을 미치거나, 단백질의 발현 또는 활성에 영향을 미치는지 여부를 검사하기 위하여 스크리닝에서 이용되는 미지의 후보 물질을 의미한다. 상기 시료는 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스-RNA, siRNA(small interference RNA) 및 천연물 추출물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "test substance" used in reference to the screening method of the present invention refers to an unknown candidate substance used in screening in order to examine whether it affects the expression amount of a gene or affects the expression or activity of a protein. do. Such samples include, but are not limited to, chemicals, nucleotides, antisense-RNA, siRNA (small interference RNA) and natural extracts.
이하에서는, 본 발명을 한정하지 않는 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는것이 아님은 물론이다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments which do not limit the present invention. It should be understood that the following embodiments of the present invention are only for embodying the present invention and do not limit or limit the scope of the present invention. It is therefore to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein.
<< 실험예Experimental Example >>
하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다. The following experimental examples are intended to provide experimental examples that are commonly applied to the respective embodiments according to the present invention.
1. 세포 배양 및 노화 유도1. Cell culture and induction of aging
1차 인간 이배체 섬유아세포(human diploid fibroblasts; HDFs)는 5세 남아의 포피로부터 분리하였고, 10% 우태아혈청(fetal bovine serum; FBS)(Invitrogen, Grand Island, NY) 및 항생제(Invitrogen)가 첨가된 DMEM 배지에서 37℃로 5% CO2 습윤 배양기에서 배양하였다. HDF의 복제 노화(replicative senescence; RS)를 유도하기 위해서, 컨플루언트(confluent) 세포를 2개의 새로운 접시에 고르게 옮겨 연속적으로 계대배양하였고, 세포수가 2배에 이르는 데 걸리는 시간(doubling time; DT) 및 세포수의 배(population doublings; PD)가 되는 횟수를 계수하였다. HDF의 과산화수소-유도 노화(HS)를 진행시키기 위해, 1차 HDF 세포(DT2)를 150μM H2O2로 12시간 간격으로 2번 처리하였는데, 이는 안정적인 노화를 유도하고, 표시된 시간 동안 추가로 더 반응시키기 위함이다. Primary human diploid fibroblasts (HDFs) were isolated from the foreskin of 5-year-old boys and supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (Invitrogen, Grand Island, NY) and antibiotics (Invitrogen) Lt; RTI ID = 0.0 > 37 C < / RTI > in a 5% CO 2 humidified incubator. In order to induce replicative senescence (RS) of HDF, confluent cells were transferred to two new dishes evenly and subcultured continuously, and the doubling time (DT) ) And the population doublings (PD) were counted. Hydrogen peroxide HDF - to proceed with the induced aging (HS), 1 car HDF cells (DT2) every 12 hours to 150μM H 2 O 2 were treated twice, which add further to for as long as the inducing stable aging, and time To react.
2. 노화-연관 β-2. Aging-related β- 갈락토시다제Galactosidase 활성 염색 Active dyeing
노화-연관 β-갈락토시다제(Senescence-associated β-galactosidase; SA-β-gal) 활성은 pH 6.0에서 분석하였다. 염색은 37℃에서 12시간 배양 후 가시화되었다. Image J software (NIH, Bethesda, MA)를 사용하여, 파란색 세포 및 전체 세포의 수를 계수하여, 노화 세포수 확인을 위한 파란색 염색된 세포의 백분율을 측정하였다.The senescence-associated β-galactosidase (SA-β-gal) activity was assayed at pH 6.0. The staining was visualized after incubation at 37 ° C for 12 hours. The number of blue cells and total cells was counted using Image J software (NIH, Bethesda, MA) and the percentage of blue stained cells for aging cell counts was determined.
3. 세포 내로 3. Intracellular siRNAsiRNA 도입 Introduction
HDFs는 OligofectamineTM Reagent (Invitrogen)를 이용하여 siRNA duplexes로 처리하였다. 표적에 대한 모든 siRNAs는 Bioneer (Daejeon, Korea)로부터 구입하였다. UHRF1 (#1, 5'-GCUGACCAUGCAGUAUCCATT; #2, 5'-ACUGCUUAGCGUCUGAGAUTT), DNMT1 (#1, 5'-CGAGUCUGGUUUGAGAGUTT; #2, 5'-GGAAUGGCAGAUGCCAACAGCTT), HELLS (#1, 5'-GUUGUUUAUCGCCUUGUUATT; #2, 5'-CAGCAAAUACUAUCGAUCATT), CBX5 (5'-AGGAAUGAACAUGAGACUUAATT), EZH2 (5'-GGAUAGAGAAUGUGGGUUUAUTT), SUV39H1 (5'-ACCACAGAAACUUUGUACUAGTT), PARP1 (5'-GGCAGAGGUGAAGGCAGAGCCTT), CHK1 (5'-GGUCUUUCCUUAUGGGAUACTT) 및 음성대조군 (NC, 5'- CCUACGCCACCAAUUUCGUTT).HDFs were treated with siRNA duplexes using Oligofectamine TM Reagent (Invitrogen). All siRNAs for the target were purchased from Bioneer (Daejeon, Korea). UGRF1 (# 1, 5'-GCUGACCAUGCAGUAUCCATT;# 2, 5'-ACUGCUUAGCGUCUGAGAUTT), DNMT1 (# 1, 5'-CGAGUCUGGUUUGAGAGUTT;# 2, 5'- GGAAUGGCAGAUGCCAACAGCTT), HELLS (# 1, 5'-GUUGUUUAUCGCCUUGUUATT; , 5'-CAGCAAAUACUAUCGAUCATT), CBX5 (5'-AGGAAUGAACAUGAGACUUAATT), EZH2 (5'-GGAUAGAGAAUGUGGGUUUAUTT), SUV39H1 (5'-ACCACAGAAACUUUGUACUAGTT), PARP1 (5'-GGCAGAGGUGAAGGCAGAGCCTT), CHK1 (5'-GGUCUUUCCUUAUGGGAUACTT) and a negative control ( NC, 5'-CCUACGCCACCAAUUUCGUTT).
4. 레트로바이러스 벡터의 제작 및 레트로바이러스의 생산4. Production of retroviral vector and production of retrovirus
DNMT1 유전자를 포함하는 레트로바이러스 벡터를 제작하기 위해서, DNMT1에 대한 cDNA 단편을 pcDNA3/Myc-DNMT1 벡터(노태영 교수; Postech, Korea)로부터 EcoRI 및 NotI 제한효소를 이용해 얻어냈고, pMXs-IRES-GFP 레트로바이러스 벡터 (Cell Biolabs, Inc., San Diego, CA)에 서브클로닝하였다. UHRF1 및 WNT5A에 대한 cDNAs는 Chang cell로부터서 분리된 전체 cDNAs 및 pcDNAWNT5A (Addgene, Cambridge, MA)로부터 PCR을 통해 각각 증폭시켰다. cDNA 증폭에 사용된 프라이머 세트(Bioneer)는 다음과 같다. UHRF1, 5'-CAGTTAACATGGGGGTTTTTGCTGTCCC 및 5'-GACTCGAGTCACCGGCCATTGCCGTA; WNT5A, 5'-CAGTTAACATGAAGAAGTCCATTGG 및 5'-GACTCGAGTCACTTGCACACAA. 증폭된 cDNA 단편은 pCMMP-MCS-IRES-RFP vector (Addgene)의 HpaI 및 XhoI 사이트로 삽입되었다.To construct a retroviral vector containing the DNMT1 gene, a cDNA fragment for DNMT1 was obtained from the pcDNA3 / Myc-DNMT1 vector (Roh Tae Young; Postech, Korea) using EcoRI and NotI restriction enzymes and pMXs-IRES-GFP retrovirus Vector (Cell Biolabs, Inc., San Diego, Calif.). The cDNAs for UHRF1 and WNT5A were amplified by PCR from whole cDNAs isolated from Chang cells and pcDNAWNT5A (Addgene, Cambridge, Mass.). The primer set (Bioneer) used for cDNA amplification is as follows. UHRF1, 5'-CAGTTAACATGGGGGTTTTTGCTGTCCC and 5'-GACTCGAGTCACCGGCCATTGCCGTA; WNT5A, 5'-CAGTTAACATGAAGAAGTCCATTGG and 5'-GACTCGAGTCACTTGCACACAA. The amplified cDNA fragment was inserted into the HpaI and XhoI sites of the pCMMP-MCS-IRES-RFP vector (Addgene).
재조합 레트로바이러스를 제작하기 위해서, 변형된 293T 세포주인 H29D cell을 DMEM 배지(Invitrogen)에 배양하였고, Lipofectamine Reagent(Invitrogen)를 이용하여, 표적 cDNAs를 포함하는 레트로바이러스 플라스미드로 형질감염시켰다. 배지(상등액)를 포함한 바이러스를 4일 동안 매일 수확하였다. 수확된 바이러스 상등액은 0.45 μm filter unit (UFC 920008, EMD Milipore corp., Darmstadt, Germany)을 통하여 여과하였고, -80℃에서 보관하였다.To prepare the recombinant retrovirus, the modified 293T cell line H29D cells were cultured in DMEM medium (Invitrogen) and transfected with a retroviral plasmid containing the target cDNAs using Lipofectamine Reagent (Invitrogen). Viruses containing medium (supernatant) were harvested daily for 4 days. The harvested virus supernatant was filtered through a 0.45 μm filter unit (UFC 920008, EMD Milipore Corp., Darmstadt, Germany) and stored at -80 ° C.
5. 유전자 발현 프로파일링 및 데이터 분석5. Gene expression profiling and data analysis
비오틴화된 cRNA을 얻기 위해서, 전체 RNA는 증폭되고 분리되었다. 간단히 설명하면, 마이크로어레이 혼성화(microarray hybridization)를 위해, HDFs로부터 분리된 전체 RNA는 Ambion Illumina RNA amplification kit (Ambion, Austin, TX)을 이용하여 증폭되고 분리되었다. Human HT-12 v4 expression beadchip array에 대한 라벨링 및 혼성화는 제조사의 지시에 따라 수행하였다(Illumina Inc., San Diego, CA). the software GenomeStudio (Illumina Inc.)를 이용하여 미가공 데이터(Raw data)를 얻었고, p value (<0.05)를 검출하기 위해 필터링하였으며, log2 transformation 및 quantile normalization에 의해 가공하였다. 생물학적 기능에 대한 유전자 세트 분석은 David software (https://david.ncifcrf.gov/)를 이용하여 분석하였다. 모든 데이터의 전가공 및 이후의 데이터 분석은 R/Bioconductor packages를 이용하여 수행하였다.To obtain the biotinylated cRNA, the total RNA was amplified and separated. Briefly, for microarray hybridization, total RNA isolated from HDFs was amplified and isolated using the Ambion Illumina RNA amplification kit (Ambion, Austin, Tex.). Labeling and hybridization of human HT-12 v4 expression beadchip arrays were performed according to the manufacturer's instructions (Illumina Inc., San Diego, Calif.). Raw data was obtained using the software GenomeStudio (Illumina Inc.), filtered to detect p value (<0.05), processed by log2 transformation and quantile normalization. Analysis of gene sets for biological functions was analyzed using David software (https://david.ncifcrf.gov/). All data processing and subsequent data analysis were performed using R / Bioconductor packages.
6. 세포 내 6. Intracellular ROSROS 수준 측정 Measure level
세포 내 ROS 수준을 측정하기 위해서, 세포들은 10 μM 2',7'-디클로로디하이드로플루오레세인 디아세테이트(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate; DCFH-DA, Molecular probes, Eugene, OR)로 15분 동안 37℃에서 염색하였다. 염색된 세포들은 PBS로 세척하고 재현탁시켰으며, 유세포 분석기(FACS Vantage, Becton Dickinson Corp., Franklin Lakes, NJ)를 통해 분석하였다. 10,000 cells에 대한 임의적 형광 유닛의 평균 수치를 음성 대조군에 대한 백분율로 표시하였다.To measure intracellular ROS levels, cells were treated with 10 μM 2 ', 7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA, Molecular probes, Eugene, OR) Gt; 37 C < / RTI > The stained cells were washed and resuspended in PBS and analyzed using a flow cytometer (FACS Vantage, Becton Dickinson Corp., Franklin Lakes, NJ). The mean number of random fluorescence units for 10,000 cells was expressed as a percentage of negative control.
7. 7. 웨스턴Western 블랏Blat 분석 analysis
웨스턴 블랏 분석은 표준 절차에 따라 수행하였다. DNMT1 (sc-20701), DNMT3A (sc-20703), HELLS (sc-46665), CHK1 (sc-377231), p16 (sc-759), p21 (sc-397), GFP (sc-9996) 및 β-actin (sc-1616)에 대한 항체는 Santa Cruz Biotechnology (Dallas, TX)로부터 구입하였다. Suv39H1 (#8729) 및 EZH2 (#5246)에 대한 항체는 Cell Signaling Technology (Beverly, MA)로부터 구입하였다. PARP1 (ab32071) 및 RFP (ab62341)에 대한 항체는 Abcam (Cambidge, UK)으로부터 구입하였다. UHRF1 (3A11) 및 CBX5 (#05-689)에 대한 항체는 Calbiochem (San Diego, CA) 및 Millipore (Billerica, MA)로부터 각각 구입하였다. WNT 5A (MAB645) 및 human β-galactosidase (AF6464)에 대한 항체는 R&D systems (Minneapolis, MN)으로부터 구입하였다.Western blot analysis was performed according to standard procedures. (Sc-9996), GFP (sc-9996) and beta (sc-9996), DNMT1 (sc-20701), DNMT3A (sc-20703), HELLS Antibodies to -actin (sc-1616) were purchased from Santa Cruz Biotechnology (Dallas, TX). Antibodies to Suv39H1 (# 8729) and EZH2 (# 5246) were purchased from Cell Signaling Technology (Beverly, MA). Antibodies to PARP1 (ab32071) and RFP (ab62341) were purchased from Abcam (Cambidge, UK). Antibodies to UHRF1 (3A11) and CBX5 (# 05-689) were purchased from Calbiochem (San Diego, CA) and Millipore (Billerica, MA) Antibodies against WNT 5A (MAB645) and human β-galactosidase (AF6464) were purchased from R & D systems (Minneapolis, MN).
8. 정량적 8. Quantitative 역전사Reverse transcription (Quantitative reverse transcription; (Quantitative reverse transcription; qRTqRT )-) - PCRPCR
전체 RNAs는 Trizol(Invitrogen)을 사용하여 분리하였고, cDNAs은 AMV reverse transcriptase(Promega)을 사용하여 제조하였다. PCR은 THUNDERBIRD® SYBR® qPCR Mix (Toyobo Co., Ltd, Osaka, Japan)를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라 수행하였다. 프라이머 세트들은 Bioneer에 의해 제작하였다. DNMT1, 5'-GAGCTACCACGCAGACATCA 및 5'-CGAGGAAGTAGAAGCGGTTG; DNMT3A, 5'-TATTGATGAGCGCACAAGAGAGC 및 5'-GGGTGTTCCAGGGTAACATTGAG; UHRF1, 5'-TGTGGACCATGGGAATTTTT 및 5'-GCTATTCTTGCCACCCTTGA; HELLS, 5'-ACTGGAGGAGTGATGCGATG 및 5'-GCCACAGACAAGAAAAGGTC; WNT5A, 5'-CAAGGGCTCCTACGAGAGTG 및 5'-CTTCTCCTTCAGGGCATCAC; LOXL4, 5'-AACTGCCTCTCCAAGTCTGC 및 5'-TGCTGTGGTAATGCCTGTGG; PLA2G4C, 5'-GACCCCGAAAGGAAAGGCTG 및 5'-CGAGTGGGAAGGGAGTGTTG; PPP1R14A, 5'-GCTGGACGTGGAGAAGTGGA 및 5'-CCTGGATGAAGTCCTCGACAG; SPINT2, 5'-TGTGTATGGGGGCTGTGACG 및 5'-CTTCTGGGAGCACTTGGGACA; TACSTD2, 5'-GTCACGCTTCCTGATTCCTC 및 5'-GGACCGAAAGGGGATACATT; β-actin, 5'-CCTTCCTGGGCATGGAGTCCTGT 및 5'-GGAGCAATGATCTTGATCTTC.Total RNAs were isolated using Trizol (Invitrogen) and cDNAs were prepared using AMV reverse transcriptase (Promega). PCR was performed according to the manufacturer's protocol using THUNDERBIRD® SYBR® qPCR Mix (Toyobo Co., Ltd., Osaka, Japan). Primer sets were produced by Bioneer. DNMT1, 5'-GAGCTACCACGCAGACATCA and 5'-CGAGGAAGTAGAAGCGGTTG; DNMT3A, 5'-TATTGATGAGCGCACAAGAGAGC and 5'-GGGTGTTCCAGGGTAACATTGAG; UHRF1, 5'-TGTGGACCATGGGAATTTTT and 5'-GCTATTCTTGCCACCCTTGA; HELLS, 5'-ACTGGAGGAGTGATGCGATG and 5'-GCCACAGACAAGAAAAGGTC; WNT5A, 5'-CAAGGGCTCCTACGAGAGTG and 5'-CTTCTCCTTCAGGGCATCAC; LOXL4, 5'-AACTGCCTCTCCAAGTCTGC and 5'-TGCTGTGGTAATGCCTGTGG; PLA2G4C, 5'-GACCCCGAAAGGAAAGGCTG and 5'-CGAGTGGGAAGGGAGTGTTG; PPP1R14A, 5'-GCTGGACGTGGAGAAGTGGA and 5'-CCTGGATGAAGTCCTCGACAG; SPINT2, 5'-TGTGTATGGGGGCTGTGACG and 5'-CTTCTGGGAGCACTTGGGACA; TACSTD2, 5'-GTCACGCTTCCTGATTCCTC and 5'-GGACCGAAAGGGGATACATT; β-actin, 5'-CCTTCCTGGGCATGGAGTCCTGT and 5'-GGAGCAATGATCTTGATCTTC.
<< 실시예Example 1> 세포 노화를 유도하는, 유지 DNA 메틸화의 손실을 야기하는 DNMT1 발현 감소 1> Reduced DNMT1 expression leading to loss of retentive DNA methylation leading to cell senescence
본 발명자들은 subcytotoxic 농도(250 μM)의 H2O2를 이용하여, HDF에서 노화를 유도하였고, 이와 관련하여 주요 DNA 유지 메틸트랜스퍼라제인 DNMT1의 발현 변화를 측정하였다. HS HDF 모델에서 DNMT1 단백질 및 mRNA 수준은 상당히 감소하였다. 반대로, 새로이 합성된(de novo) DNA 메틸화에 중요한 메틸트랜스퍼라제인 DNMT3A의 단백질 또는 mRNA 수준에 있어서는 변화를 검출할 수 없었다(도 1A). RS HDF 모델에서도 유사한 결과를 얻었는데(도 1B), 이는 세포 노화가 DNMT1 mRNA 발현의 감소로 인한 유지 DNA 메틸화의 손상과 특히 연관되어 있다는 것을 나타낸다. 다음으로, 본 발명자들은 세포 DNA 메틸화 활성(주로, 유지 메틸트랜스퍼라제 활성)을 차단시키기 위해서, 어린 HDF(2일의 더블링 타임을 가진 세포: DT2)를 5-아자-2′-데옥시시티딘(5-aza-2′-deoxycytidine; 5-AzC)에 5일 동안 노출시켰다. HDF는 노화-연관 β-갈락토시다제(senescence-associated β-galactosidase activity; SA-β-gal) 활성을 나타내고, 주요 세포 주기 억제 조절자인 p21 및 p16이 유도되는 것과 같은 노화 표현형을 나타냈다(도 1C). 또한, DNMT1 단독 siRNA-매개 녹다운(knockdown)은 HDF 노화를 유도하기에 충분했다(도 1D). 상기 결과는 노화 유도에 있어서 DNMT1 억제에 의한 유지 DNA 메틸화의 특이적 손상이 중요하다는 것을 뒷받침한다. The present inventors induced aging in HDF using H 2 O 2 at a subcytotoxic concentration (250 μM). In this regard, the expression of DNMT1, a major DNA maintenance methyltransferase, was measured. DNMT1 protein and mRNA levels were significantly reduced in the HS HDF model. Conversely, no change could be detected in protein or mRNA levels of DNMT3A, a methyltransferase important for newly synthesized ( de novo ) DNA methylation (FIG. 1A). Similar results were obtained with the RS HDF model (Fig. 1B), indicating that cell senescence is particularly associated with impaired DNA methylation retention due to decreased DNMT1 mRNA expression. Next, in order to block the cellular DNA methylation activity (mainly the retinomethyltransferase activity), the present inventors used young HDF (cells having a doubling time of 2 days: DT2) with 5-aza-2'-deoxycytidine (5-aza-2'-deoxycytidine; 5-AzC) for 5 days. HDF exhibited senescence-associated β-galactosidase activity (SA-β-gal) activity and exhibited aging phenotypes such as induction of major cell cycle inhibitors, p21 and p16 1C). In addition, DNMTl alone siRNA-mediated knockdown was sufficient to induce HDF aging (Fig. 1D). These results support that the specific damage of retention DNA methylation by DNMT1 inhibition in aging induction is important.
<< 실시예Example 2> 노화 진행 과정에 있어 2> In the process of aging DNMT1과DNMT1 and 동일한 초기 시점에서의 7개 DIPs 발현 감소 Reduced expression of 7 DIPs at the same initial time point
노화 진행 과정에 있어서 DNMT1 발현 감소가 언제 시작되는지 확인하기 위해서, 본 발명자들은 HS에서 시간 연속적으로 면밀하게 확인하였고, 유전자 발현 프로파일링 분석을 수행하였다. 유전자 발현 변화는 대조군 실험의 발현 수준을 제외하고 표준화하였고, 0.3 보다 큰 중앙절대편차(median absolute deviation)를 나타내는 변화된 유전자들을 필터링하였다. H2O2 처리 후, 어느 시점에서라도 2배 이상의 발현 차이를 보이는 유전자들은 H2O2 처리로 인해 차등적으로 발현되는 것으로 판단하였다(HS signature). 상기 정의에 의해 714 HS signature 유전자들을 얻어냈는데, 310개는 상향 조절되었고(HS_UP), 404개는 하향 조절되었다(HS_DOWN)(도 2A). 다음으로, 본 발명자들은 상기 signature 유전자들을 이전에 보고된 4개의 RS signature gene modules과 비교하였다. G1, 초기 단계 후 하향-조절되는 유전자들 (earlier than DT3); G2, 중간 단계 후 하향-조절되는 유전자들 (DT3-DT7); G3, 중간 단계 및 발전 단계에서 상향-조절되는 유전자들 (DT10-DT20); 및 G4, 발전 단계 및 매우 발전 단계에서 상향-조절되는 유전자들 (over DT30). 종합하면, HS signature 유전자의 77.8%가 RS signature 유전자와 일치하였다. 310 HS_UP 유전자들 중, 대부분은 G3 (25) 또는 G4 (213) RS modules에서 확인되었다. 403 HS_DOWN 유전자들 중, 대부분은 G1 (213) 또는 G2 (105) RS modules에서 확인되었다(도 2B). 2개의 다른 세포 노화 모델 사이에서의 상기 유전자 발현 프로파일 유사성은 상기 유전자 프로파일이 노화의 기계론적 연구에 적합하다는 것을 뒷받침한다. HS signature에 대한 유전자 집합 농축도 분석(Gene set enrichment analysis)에서는 HS_DOWN 유전자들 중에서 세포 주기-관련 유전자들이 상당히 많은 것으로 나타났다(도 2C). To determine when DNMT1 expression declines in the progression of aging, the inventors have carefully examined time-sequentially in HS and performed gene expression profiling assays. Gene expression changes were normalized except for expression levels in control experiments and filtered for altered genes representing median absolute deviation greater than 0.3. After H 2 O 2 treatment, the genes showing more than 2-fold difference in expression at any time were differentially expressed by H 2 O 2 treatment (HS signature). By the above definition, 714 HS signature genes were obtained, 310 were upregulated (HS_UP) and 404 were downregulated (HS_DOWN) (FIG. 2A). Next, we compared the signature genes with the four previously reported RS signature gene modules. G1, early-downward-regulated genes (earlier than DT3); G2, down-regulated genes after mid-stage (DT3-DT7); G3, genes up-regulated in the intermediate and developmental stages (DT10-DT20); And G4, up-regulated genes (over DT30) in the developmental stage and in the very developmental stage. Overall, 77.8% of the HS signature genes were identical to the RS signature genes. Of the 310 HS_UP genes, most were identified in the G3 (25) or G4 (213) RS modules. Of the 403 HS_DOWN genes, most were identified in the G1 (213) or G2 (105) RS modules (Fig. 2B). This gene expression profile similarity between two different cell senescence models supports that the gene profile is suitable for the mechanistic study of aging. In the gene set enrichment analysis for the HS signature, the number of cell cycle-related genes among HS_DOWN genes was considerably high (FIG. 2C).
흥미롭게도, DNMT1 발현은 SA-β-gal과 같은 명확한 노화 표현형으로 진행되기 전인, 초기 시점에서 감소하기 시작하였다(도 2D, 히트맵 상단 및 아래 패널들). 다음으로, 본 발명자들은 이전에 보고된 DIPs (n = 53)의 발현 수준을 분석하였다. 상기 DIP 유전자들 중에, 7개의 유전자가 RS 및 HS signature 유전자에서 공통적으로 나타났다: UHRF1, EZH2, CHEK1, SUV39H1, CBX5, PARP1 및 HELLS. 예상치 않게, 각각의 7개 DIPs는 DNMT1과 유사한 패턴으로 점차적으로 하향-조절되는 것으로 나타났다(도 2D). 추가적인 실험에서, 본 발명자들은 상기 단백질의 발현 수준을 검증하였다(도 2E). 결론적으로, 상기 결과들은 노화 진행 과정 중에서 관측되는 DNMT1-매개 DNA 메틸트랜스퍼라제 활성 감소가 DNMT1 자체의 발현을 감소시키고, 적절한 DNMT1 활성을 촉진시키는데 필수적 또는 보조적 역할을 할 것으로 추정되는 DIPs의 발현을 감소시키는 것으로 나타났다.Interestingly, DNMT1 expression began to decline at the initial time (Fig. 2D, top and bottom of the heatmap) before proceeding to a clear aging phenotype such as SA-β-gal. Next, we analyzed the expression levels of previously reported DIPs (n = 53). Of the DIP genes, seven genes were common in RS and HS signature genes: UHRF1, EZH2, CHEK1, SUV39H1, CBX5, PARP1 and HELLS. Unexpectedly, each of the seven DIPs showed gradual down-regulation in a pattern similar to DNMTl (Figure 2D). In additional experiments, we verified the expression levels of the protein (Figure 2E). In conclusion, these results demonstrate that diminished DNMTl -mediated DNA methyltransferase activity observed during the aging process reduces the expression of DNMTl itself and reduces the expression of DIPs, which is presumed to play an essential or auxiliary role in promoting proper DNMTl activity .
<< 실시예Example 3> 3> DNMT1DNMT1 발현의 상류 조절자인 Upstream regulator of expression UHRF1UHRF1
DIPs는 물리적인 단백질 상호작용을 통해 DNMT1 활성을 조절한다고 보고되었다. 이에, 본 발명자들은 어떤 DIP가 DNMT1 발현을 조절하는데 기여하는지 추가적으로 확인하였다. siRNA-매개 녹다운을 이용하여, HDF (DT2)에서 7개 DIPs을 개별적으로 억제하였다. 오직 UHRF1 녹다운만이 DNMT1 단백질 발현을 감소시켰다(도 3A). UHRF1 억제는 DNMT1의 mRNA 및 단백질 발현을 모두 상당히 하향 조절시킨 반면, DNMT1 녹다운은 UHRF1 발현에 영향을 미치지 않았는데(도 3B, C), 이는 UHRF1이 DNMT1 전사에 있어 상향 조절자로서의 역할을 수행한다는 것을 나타낸다. DNMT1 발현에 있어 UHRF1의 효과의 특이성을 확인하기 위해서, 대조군으로 녹다운된 HELLS를 사용하였다(도 3B, C). 흥미롭게도, 어린 HDF에서 UHRF1 녹다운 후의 cDNA 마이크로어레이 분석 결과는 6개의 DIPs(CHEK1 제외한 모두)를 하향 조절하는 것으로 나타났는데, 이는 UHRF1이 DNMT1 및 DIPs의 상부 조절자일 가능성을 제시한다. 하지만, HDF(DT5, UHRF1 발현이 감소된 단계)에서의 UHRF1 과발현은 DNMT1 mRNA 및 단백질 발현을 증가시키지 않았다(도 3D). 이러한 결과는 상류 조절자로서 UHRF1은 DNMT1 발현에 있어 필수적이지만 충분할 필요는 없다는 것을 나타낸다. DIPs have been reported to modulate DNMT1 activity through physical protein interactions. Thus, the present inventors further confirmed which DIP contributes to regulate DNMT1 expression. Seven DIPs were individually inhibited in HDF (DT2) using siRNA-mediated knockdown. Only UHRFl knockdown reduced DNMTl protein expression (Figure 3A). UHRF1 inhibition significantly down-regulated both mRNA and protein expression of DNMTl whereas DNMTl knockdown did not affect UHRFl expression (Fig. 3B, C), suggesting that UHRF1 plays a role as an upregulator in DNMTl transcription . To confirm the specificity of the effect of UHRF1 on DNMT1 expression, a knockdown HELLS was used as a control (Fig. 3B, C). Interestingly, cDNA microarray analysis after UHRF1 knockdown in young HDF showed downregulation of six DIPs (all except CHEK1) suggesting that UHRF1 is an up-regulator of DNMT1 and DIPs. However, UHRFl overexpression in HDF (DT5, step with reduced UHRF1 expression) did not increase DNMT1 mRNA and protein expression (FIG. 3D). These results indicate that UHRF1 as an upstream regulator is essential but not sufficient for DNMT1 expression.
<< 실시예Example 4> 4> DNMT1DNMT1 하향 발현을 통해 노화를 효과적으로 유도하는 Effectively induces aging through down-regulation UHRF1UHRF1 억제 control
다음으로, 본 발명자들은 어린 HDF (DT2)에서의 UHRF1 녹다운이 SA-β-gal, p21 및 p16 유도, 세포 내 ROS 증가와 같은 노화 표현형을 유도한다는 것을 확인하였다(도 4A-C). DNMT1 녹다운과 비교시(도 1D), UHRF1 녹다운은 노화 표현형을 더욱 효과적으로 유도하였다(도 4A). 예상과 달리, HELLS 녹다운 또한 노화 표현형을 약하게 유도하였는데, 이는 DNMT1 활성의 HELLS-매개 조절이 부분적으로 노화 유도에 기여한다는 것을 나타낸다. 비록 완전하지는 않지만, 과발현을 통해 세포 DNMT1 수준을 복원시키면, UHRF1 녹다운에 의해 나타나는 노화 표현형은 효과적으로 감소되었다(도 4D, E). 상기 결과는 UHRF1가 DNMT1 발현의 효과적인 상류 조절자이며, 결과적으로 노화를 조절할 수 있다는 것을 나타낸다. Next, the present inventors confirmed that UHRF1 knockdown in young HDF (DT2) induces senescence phenotypes such as SA-β-gal, p21 and p16 induction, intracellular ROS increase (FIG. 4A-C). Compared with DNMT1 knockdown (FIG. 1D), UHRF1 knockdown induced aging phenotype more effectively (FIG. 4A). Unexpectedly, HELLS knockdown also weakly induced senescence phenotype, indicating that HELLS-mediated regulation of DNMT1 activity contributes in part to inducing senescence. Although not complete, the restoration of cellular DNMT1 levels through overexpression effectively reduced the senescence phenotype exhibited by UHRF1 knockdown (FIG. 4D, E). The results indicate that UHRF1 is an effective upstream regulator of DNMTl expression and, consequently, can regulate senescence.
Claims (6)
(2) 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 mRNA 발현 수준 또는 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질의 발현 수준을 대조군 시료와 비교하는 단계; 및
(3) 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자의 mRNA 발현 수준 또는 상기 UHRF1 유전자 및 DNMT1 유전자가 코딩된 단백질의 발현 수준이 대조군 시료보다 낮을 경우 세포 노화로 판단하는 단계를 포함하는 세포 노화 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법.(1) measuring the mRNA expression level of the UHRF1 gene and the DNMT1 gene or the expression level of the UHRF1 gene and the DNMT1 gene-encoded protein from the separated sample;
(2) comparing mRNA expression levels of the UHRF1 and DNMT1 genes or expression levels of the UHRF1 and DNMT1 gene-encoded proteins with a control sample; And
(3) If the mRNA expression level of the UHRF1 gene and the DNMT1 gene or the expression level of the protein encoded by the UHRF1 gene and the DNMT1 gene is lower than that of the control sample, it is judged as cell senescence. How to.
(2) 상기 시험물질을 접촉한 노화 세포주에서 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 또는 활성 정도를 측정하는 단계; 및
(3) 대조구 시료와 비교하여 상기 UHRF1 단백질 및 DNMT1 단백질의 발현 또는 활성 정도가 증가한 시험물질을 선별하는 단계를 포함하는 세포 노화 치료제 스크리닝 방법.(1) contacting the test substance to the separated aging cell line;
(2) measuring the level of expression or activity of UHRF1 protein and DNMT1 protein in an aging cell line in contact with the test substance; And
(3) A method for screening a therapeutic agent for cell senescence comprising the step of selecting a test substance having increased expression or activity level of the UHRF1 protein and the DNMT1 protein as compared with a control sample.
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