KR20190038257A - Composition and kit for distinguishing between mild Alzheimer's disease and moderate Alzheimer's disease using nasal fluid - Google Patents

Composition and kit for distinguishing between mild Alzheimer's disease and moderate Alzheimer's disease using nasal fluid Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a composition and kit for screening for disease progressions of Alzheimer′s disease, comprising an agent measuring the expression levels of a beta-amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal fluid sample; and a method of screening for disease progressions of Alzheimer′s disease, comprising a step of measuring the expression levels of a beta-amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal fluid sample. Furthermore, the present invention relates to a method of screening for a therapeutic agent for mild Alzheimer′s disease, comprising a step of measuring the expression levels of a beta-amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal fluid sample; and a screening kit for a therapeutic agent for mild Alzheimer′s disease, comprising an agent measuring the expression levels of a beta-amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal fluid sample.

Description

콧물 시료를 이용하여 경도 및 중도 알츠하이머 질환을 구분하여 진단하기 위한 조성물 및 키트 {Composition and kit for distinguishing between mild Alzheimer's disease and moderate Alzheimer's disease using nasal fluid}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition and kit for distinguishing between hardness and mild Alzheimer's disease using a nasal sample and a kit for identifying the mild Alzheimer's disease and moderate Alzheimer's disease using nasal fluid.

본 발명은 콧물 시료를 이용한 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물 및 이를 이용한 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer) 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물, 키트 및 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법 및 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for screening a progressive stage of Alzheimer's disease using a runny nose sample and a method of screening the progressive stage of Alzheimer's disease using the composition. More particularly, the present invention relates to a method for screening a progressive stage of Alzheimer's disease The present invention relates to a method for screening a progressive stage of Alzheimer's disease, which comprises measuring the level of expression of beta amyloid oligomer and S100A9 protein in a composition for screening a composition for Alzheimer's disease, a kit and a sample of a runny nose. The present invention also includes a method for screening a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease comprising measuring the level of beta amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal sample and a method for measuring the level of expression of beta amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal sample To a screening kit for a therapeutic agent for mild Alzheimer's disease.

퇴행성 뇌질환(degenerative brain disease)은 나이가 들어감에 따라 뇌에서 발생하는 질환을 뜻한다. 현재까지 잘 알려지지 않은 원인으로 뇌에서 특정 뇌세포군이 서서히 그 기능을 잃고 뇌신경계의 정보전달에 가장 중요한 뇌신경세포의 사멸, 뇌신경세포와 뇌신경세포 사이의 정보를 전달하는 시냅스의 형성이나 기능상의 문제 또는 뇌신경의 전기적 활동성의 이상적 증가나 감소로 인하여 야기되는 것으로 알려져 있다. 퇴행성 뇌질환은 나타나는 주요 증상과 침범되는 뇌부위를 고려하여 구분할 수 있으며, 알츠하이머병(Alzheimer's disease; AD)은 다른 뇌질환과 비교하여 질환 특이적 단백질 발현, 특이적 세포군의 사멸과 이를 통한 특이적 증상으로 확인될 수 있다.Degenerative brain disease is a disease that occurs in the brain as it gets older. Until now, it is known that some brain cells gradually lose its function in the brain, the death of brain cells which is most important for the transmission of brain nervous system, the formation of synapses or functional problems that transmit information between brain cells and neurons It is known to be caused by an ideal increase or decrease in the electrical activity of the cranial nerve. Alzheimer's disease (AD) is a disease characterized by disease-specific protein expression, the death of specific cell populations, and specificity through its pathogenesis, in comparison with other brain diseases Symptoms can be identified.

최근 알츠하이머 질환이 급속하게 증가하는 추세에 있어, 조기진단, 예방 및 치료에 대한 필요성이 시급한 실정이나, 현재까지 알츠하이머 질환의 진단은 신경 심리학적인 검사, 예를 들어, 단축형 노인 우울 척도(Short Form of Geriatric Depression Scale; GDS) 또는 간이 정신 상태 검사(mini-mental state examination; MMSE)나 특화된 MRI 촬영과 같은 많은 시간과 경비가 소요되는 방법들만이 가능하였다.Recently, the need for early diagnosis, prevention and treatment is urgent in the recent trend of rapid increase of Alzheimer's disease. However, the diagnosis of Alzheimer's disease to date is based on a neuropsychological test, for example, a Short Form of Only a number of time-consuming and costly methods such as Geriatric Depression Scale (GDS) or mini-mental state examination (MMSE) or specialized MRI were available.

예를 들어, 기존의 알츠하이머병 진단 방법으로, 고해상도 뇌영상 촬영장치를 이용한 뇌영상 촬영 기법이 있다. 뇌영상 촬영 기법을 이용한 알츠하이머병의 조기 진단 방법은 알츠하이머병 의심환자를 대상으로 뇌 촬영을 실시하여 베타 아밀로이드 단백질의 이상축적 정도를 측정하고 환자들의 사후 뇌조직 검사 결과와의 비교분석을 통해 뇌영상 촬영장치의 정밀도를 연구한다. 하지만 이러한 영상기반 진단 방법은 환자에게 고비용을 요구할 뿐만 아니라, 이미 뇌수축 또는 손상이 진행된 상태에서 판별이 이루어지므로 병의 탐지가 늦게 된다.For example, there is a brain imaging method using a high-resolution brain imaging apparatus as a conventional method for diagnosing Alzheimer's disease. A method for early diagnosis of Alzheimer's disease using brain imaging is to measure the degree of accumulation of beta amyloid protein by performing brain imaging on patients with suspected Alzheimer's disease, Study the accuracy of the imaging device. However, this image-based diagnostic method not only requires a high cost to the patient, but also the detection of the disease is delayed because the discrimination is made in the state where the brain contraction or damage has already proceeded.

또 다른 대표적 진단 방법으로는 척수액을 진단하는 것으로서 뇌척수 내의 베타 아밀로이드 단백질 양의 변화를 측정한다. 하지만 뇌척수 검사방법 자체가 환자에게는 너무나 고통스러운 방법이라고 알려져 있으며, 검사시 위험성이 동반된다는 점이 단점으로 지적되고 있다.Another representative diagnostic method is to diagnose spinal fluid and measure the amount of beta amyloid protein in cerebrospinal fluid. However, the CSF method itself is known to be too painful for the patient, and it is pointed out as a disadvantage that the risk is accompanied by the examination.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 비침습적인 방법으로 채취한 콧물 시료를 이용하여 뇌신경 질환을 진단하는 방법을 개발하여 대한민국 공개특허 제10-2015-0144283호로 공개한 바 있다. 구체적으로, 상기 특허에서는 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 측정하여 뇌신경 질환을 진단하는 방법을 개시하였다.Under these circumstances, the present inventors have developed a method for diagnosing a brain nerve disease using a nasal sample collected by a non-invasive method and disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0144283. Specifically, the patent discloses a method of diagnosing brain disease by measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a nasal sample.

그러나, 뇌신경 질환의 발병 여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 뇌신경 질환의 진행단계를 구분하여 정밀하게 진단할 수 있는 비침습적 진단 방법이 여전히 요구되고 있다.However, a noninvasive diagnostic method that not only can confirm the onset of neurological disease but also can accurately diagnose the progress of neurological disease is still required.

이에, 본 발명자들은 콧물 시료에서 알츠하이머 질환의 초기 단계에 해당하는 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease; Mild AD)에만 특이적으로 발현하는 단백질을 확인하고, 이를 이용하여 알츠하이머 질환의 진행 단계를 스크리닝하는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have identified a protein specifically expressed in mild Alzheimer's disease (Mild AD), which is an early stage of Alzheimer's disease, in a runny nose sample, and screening the progression stage of Alzheimer's disease Thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 측정하는 제제; 및 분리된 콧물 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제;를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물 및 키트를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an agent for measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a nasal sample; And an agent for measuring the expression level of the S100A9 protein in the separated nasal sample, and a kit for screening the progressive stage of Alzheimer's disease.

본 발명의 다른 목적은 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for screening a progressive stage of Alzheimer's disease comprising measuring the level of expression of beta amyloid oligomer and S100A9 protein in a runny nose sample.

본 발명의 또 다른 목적은 a) 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)을 앓고 있는 환자로부터 분리된 콧물 시료에 경도 알츠하이머 질환 치료제 후보물질을 처리하는 단계; b) 상기 a) 단계의 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계의 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for treating a mild Alzheimer ' s disease, comprising the steps of: a) treating a mild Alzheimer ' s disease therapeutic agent candidate in a nasal sample separated from a patient suffering from Mild Alzheimer ' s disease; b) measuring the level of beta amyloid oligomer expression in the sample of step a); And c) measuring the expression level of the S100A9 protein in the sample of the step b). The present invention also provides a screening method for a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease.

본 발명의 또 다른 목적은 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer) 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 키트를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a screening kit for a therapeutic agent for mild Alzheimer's disease comprising a beta amyloid oligomer and an agent for measuring the expression level of the S100A9 protein in a runny nose sample.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 측정하는 제제; 및 분리된 콧물 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제;를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an agent for measuring the expression level of a beta amyloid oligomer in a separated nasal sample; And an agent for measuring the expression level of the S100A9 protein in the separated nasal sample. The present invention also provides a composition for screening an advanced stage of Alzheimer's disease.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 제제는 베타 아밀로이드 올리고머에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머일 수 있고, 상기 S100A9 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 S100A9 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the agent for measuring the expression level of the beta amyloid oligomer may be an antibody or an aptamer that specifically binds to the beta amyloid oligomer, and the agent for measuring the S100A9 protein expression level is S100A9 protein Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물은 분리된 콧물 시료에서 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the composition for screening the advanced stage of Alzheimer's disease may further comprise an agent for measuring the level of expression of HYOU1 protein in a separated nasal sample.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제는 HYOU1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the agent for measuring the expression level of the HYOU1 protein may be an antibody or an aptamer which specifically binds to the HYOU1 protein.

본 발명은 또한, 전술한 조성물을 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 키트를 제공한다.The present invention also provides a kit for screening progressive stages of Alzheimer's disease comprising the above-described composition.

본 발명은 또한, a) 분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 b) 상기 a) 단계의 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for detecting beta amyloid oligomer comprising the steps of: a) measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a separated nasal sample; And b) measuring the expression level of the S100A9 protein in the sample of step a).

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되는 것으로 확인되는 경우 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)으로 진단하고; 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되지 않는 것으로 확인되는 경우 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)으로 진단할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, when β-amyloid oligomer is expressed in step a) and S100A9 protein is expressed in step b), diagnosis is made as Mild Alzheimer's disease; If the beta amyloid oligomer is expressed in the step a) and the S100A9 protein is not expressed in the step b), it can be diagnosed as Moderate Alzheimer's disease.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법은 c) 상기 b) 단계의 시료에서 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the method for screening the progressive stage of Alzheimer's disease may further comprise the step of: c) measuring the expression level of the HYOU1 protein in the sample of step b).

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되며, 상기 c) 단계에서 HYOU1 단백질이 발현되는 것으로 확인되는 경우 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)으로 진단하고; 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되지 않으며, 상기 c) 단계에서 HYOU1 단백질이 발현되지 않는 것으로 확인되는 경우 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)으로 진단할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, when the β-amyloid oligomer is expressed in the step a), the S100A9 protein is expressed in the step b), and the HYOU1 protein is confirmed to be expressed in the step c) Diagnosed with Mild Alzheimer ' s disease; If the β-amyloid oligomer is expressed in step (a), the S100A9 protein is not expressed in step (b), and the HYOU1 protein is not expressed in step (c), the disease is diagnosed as Moderate Alzheimer's disease .

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 a), b) 및 c) 단계의 측정은 웨스턴 블롯(Western blot), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 면역침전분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), 유세포분석(Fluorecence Activated Cell Sorter, FACS), 또는 단백질 칩(protein chip)을 이용하여 수행될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the measurement of steps a), b) and c) may be performed by Western blot, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), immunoprecipitation assay, (Complement Fixation Assay), Fluorescence Activated Cell Sorter (FACS), or protein chip.

본 발명은 또한, a) 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)을 앓고 있는 환자로부터 분리된 콧물 시료에 경도 알츠하이머 질환 치료제 후보물질을 처리하는 단계; b) 상기 a) 단계의 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계의 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for treating Alzheimer's disease, comprising the steps of: a) treating a mild Alzheimer's disease therapeutic agent candidate in a nasal sample separated from a patient suffering from Mild Alzheimer's disease; b) measuring the level of beta amyloid oligomer expression in the sample of step a); And c) measuring the expression level of the S100A9 protein in the sample of step b). ≪ IMAGE >

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 b) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하고, 상기 c) 단계에서 S100A9 단백질의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하는 경우 경도 알츠하이머 질환 치료제로 선택할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the expression level of the beta amyloid oligomer in the step b) is reduced before the candidate substance is treated, and the expression level of the S100A9 protein in the step c) is lower than that before the candidate substance If it decreases, it can be selected as a treatment for mild Alzheimer's disease.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법은 d) 상기 c) 단계의 시료에서 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the screening method for the therapeutic agent for mild Alzheimer's disease may further comprise the step of: d) measuring the level of HYOU1 protein expression in the sample of step c).

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 b) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하고, 상기 c) 단계에서 S100A9 단백질의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하며, 상기 d) 단계에서 HYOU1 단백질의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하는 경우 경도 알츠하이머 질환 치료제로 선택할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the expression level of the beta amyloid oligomer is decreased before the candidate substance is treated in the step b), and the expression level of the S100A9 protein in the step c) And when the expression level of the HYOU1 protein in the step d) is lower than that before the candidate substance is treated, the hardness may be selected as a therapeutic agent for Alzheimer's disease.

본 발명은 또한, 분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 측정하는 제제; 및 분리된 콧물 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제;를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 키트를 제공한다.The present invention also provides an agent for measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a separated nasal sample; And a preparation for measuring the expression level of the S100A9 protein in the separated nasal sample. The present invention also provides a screening kit for a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 키트는 분리된 콧물 시료에서 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the screening kit of the therapeutic agent for mild Alzheimer's disease may further comprise an agent for measuring the level of expression of HYOU1 protein in a separated nasal sample.

본 발명의 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법은 2가지 이상의 서로 다른 단계를 대표하는 단백질을 동시에 콧물 시료에서 확인함으로써 알츠하이머 진행 단계를 정확하고 신속하게 비침습적 방법으로 스크리닝할 수 있다. 기존의 알츠하이머 질환의 진단 방법은 2가지 이상의 방법을 함께 사용하여 진단의 정확성을 확보하고자 하였으나, 이는 비용적 측면 및 접근성 측면에서 문제가 있고 진단 방법들 사이에 유기적 연계성의 문제로 확진에 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 방법은 다른 진단 방법과 함께 사용하지 않더라도 한번에 알츠하이머 질환의 진단 및 진행 단계를 스크리닝할 수 있어 기존의 알츠하이머 진단 방법의 문제점을 극복할 수 있다.The screening method for the progressive stage of Alzheimer's disease of the present invention can accurately and rapidly screen the Alzheimer's progressing step in a noninvasive manner by simultaneously identifying proteins representing two or more different steps in a runny sample. The existing diagnostic method for Alzheimer's disease was tried to secure the accuracy of diagnosis by using two or more methods together, but there was a problem in terms of cost and accessibility, and there was a problem in confirming the organic connectivity between diagnosis methods . However, the method of the present invention can screen the diagnosis and progress of Alzheimer's disease at once without using other diagnostic methods, thereby overcoming the problems of the conventional Alzheimer's method.

도 1은 프로테오믹스를 통한 바이오마커 검증 확인 절차를 모식도로 나타낸 것이다.
도 2는 경도 알츠하이머 질환 환자군과 정상군의 콧물 시료를 이용한 프로테오믹스 결과를 비교한 것으로, (A)는 콧물 단백질의 겔 이미지이고 (B)는 겔 밴드의 농도를 분석하여 그래프로 나타낸 것이다. 바(bar)는 평균의 표준오차를 포함하는 평균값을 나타내고, 회색 바는 대조군(control), 붉은색 바(red bar)는 경도 알츠하이머 환자군을 의미한다 (*P < 0.05).
도 3은 경도 알츠하이머 질환 환자군과 정상군의 콧물 시료를 통해 검출한 프로테옴 변화를 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 경도 알츠하이머 질환 환자군과 정상군의 콧물 시료를 통해 선별된 바이오마커 단백질 S100A9, HYOU1 및 SAA2를 정상군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군으로부터 채취한 콧물 시료에서 각각 정량 분석한 결과로, (A)는 면역블롯팅을 통해 각각 S100A9, HYOU1 및 SAA2 항체를 이용하여 단백질 발현량을 확인한 것이고, (B)는 각 단백질의 발현 수준을 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다 (***P < 0.001, **P < 0.01, *P < 0.05, a = 0.0622 ).
도 5는 모든 알츠하이머 환자가 발현하는 단백질인 베타 아밀로이드 올리고머와 경도 알츠하이머 질환 환자군과 정상군의 콧물 시료를 통해 선별된 바이오마커 단백질 S100A9를 정상군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군으로부터 채취한 콧물 시료에서 각각 정량 분석한 결과로, (A)는 면역블롯팅을 통해 각각 A11 및 S100A9 항체를 이용하여 단백질 발현량을 확인한 것이고, (B)는 각 단백질의 발현 수준을 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다 ( **P < 0.01, ***P < 0.001 ).
도 6은 콧물 시료에서 알츠하이머 질환의 진단 및 진행 단계를 스크리닝 할 수 있는 진단 키트의 도식을 나타낸 것이다.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a procedure for confirming biomarker verification using proteomics.
FIG. 2 is a graph comparing the results of proteomics using mucus samples from a mild Alzheimer's disease patient group and a normal group, wherein (A) is a gel image of a runny nose protein and (B) is a graph of analyzing a gel band concentration. The bar represents the average value including the standard error of the mean, the gray bar represents the control group, and the red bar represents the mild Alzheimer's disease group (* P < 0.05).
FIG. 3 is a graph comparing changes in proteomes detected in the mucus samples of patients with mild Alzheimer's disease and normal groups.
FIG. 4 is a result of quantitative analysis of biomarker proteins S100A9, HYOU1 and SAA2 selected from mucus samples from patients with mild Alzheimer's disease and normal group in nasal samples collected from normal group, mild Alzheimer's group and middle Alzheimer's group (A) is a graph showing protein expression levels using S100A9, HYOU1 and SAA2 antibodies through immunoblotting, and (B) is a graph showing quantitation of expression levels of each protein ( *** P <0.001, * P &lt; 0.01, * P &lt; 0.05, a = 0.0622).
FIG. 5 is a graph showing the results of a biomarker protein S100A9 selected from beta amyloid oligomers, mild Alzheimer's disease patients and normal nasal samples of all Alzheimer's patients in a nasal sample collected from a normal group, a mild Alzheimer's group and a middle Alzheimer's group As a result of quantitative analysis, (A) shows the amount of protein expressed using the antibodies A11 and S100A9 through immunoblotting, and (B) shows the graphs showing quantitation of the expression level of each protein (**) P &lt; 0.01, *** P &lt; 0.001).
FIG. 6 shows a schematic diagram of a diagnostic kit capable of screening the diagnosis and progression stages of Alzheimer's disease in a runny nose sample.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

상술한 바와 같이, 뇌신경 질환의 발병 여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 뇌신경 질환의 진행단계를 구분하여 정밀하게 진단할 수 있는 비침습적 진단 방법이 여전히 요구되고 있다. 이에, 본 발명자들은 콧물 시료에서 알츠하이머 질환의 초기 단계에 해당하는 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease; AD)에만 특이적으로 발현하는 단백질을 확인하고, 이를 이용하여 알츠하이머 질환의 진행 단계를 스크리닝하는 방법을 개발함으로써 상술한 문제의 해결방안을 모색하였다.As described above, non-invasive diagnostic methods capable of not only detecting the onset of cranial nerve disease but also diagnosing precisely the progress of cranial nerve disease are still required. Accordingly, the present inventors have identified a protein specifically expressed in mild Alzheimer's disease (AD), which is an early stage of Alzheimer's disease, in a nasal sample, and screening the progress of Alzheimer's disease using the protein And developed a solution to the above-mentioned problems.

본 발명의 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법은 2가지 이상의 서로 다른 단계를 대표하는 단백질을 동시에 콧물 시료에서 확인함으로써 알츠하이머 진행 단계를 정확하고 신속하게 비침습적 방법으로 스크리닝할 수 있다. The screening method for the progressive stage of Alzheimer's disease of the present invention can accurately and rapidly screen the Alzheimer's progressing step in a noninvasive manner by simultaneously identifying proteins representing two or more different steps in a runny sample.

따라서, 본 발명은 분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 측정하는 제제; 및 분리된 콧물 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제;를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides an agent for measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a separated nasal sample; And an agent for measuring the expression level of the S100A9 protein in the separated nasal sample. The present invention also provides a composition for screening an advanced stage of Alzheimer's disease.

본 발명에서 용어 "콧물 시료"는 코 세척액, 예를 들어, 식염수를 콧속에 스프레이한 후 콧물 흡입기로 채취한 시료, 식염수를 코에 흘려 보낸 후 흐르는 콧물을 채취한 시료 등을 포함할 수 있다.The term " nasal sample " in the present invention may include a nasal washing liquid, for example, a sample collected by a nasal aspirator after spraying saline into the nose, a sample obtained by collecting nasal water flowing after passing saline through the nose, and the like.

앞서 언급한 바와 같이 본 발명자들은 대한민국 공개특허 제10-2015-0144283호를 통해 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하여 뇌신경 질환을 진단할 수 있음을 입증한 바 있다. 따라서, 본 발명자들은 먼저 알츠하이머 환자의 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 알츠하이머 진행단계에 따라 샘플링하여 확인하였고, 각 시료들에서 프로테오믹스 방법을 통해 알츠하이머 진행 단계에 특이적인 단백질을 확인하였다.As described above, the present inventors have demonstrated through the Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0144283 that the level of beta amyloid oligomer expression in the nasal sample can be measured to diagnose cranial nerve disease. Therefore, the present inventors firstly examined the level of beta amyloid oligomer expression in the nasal sample of Alzheimer's patients according to the progression of Alzheimer's disease. In each sample, a protein specific to Alzheimer's progress through the proteomics method Respectively.

도 2(A)는 콧물 시료의 단백질을 겔에서 동량 전기영동하여 단백질 염색을 통해 사이즈에 따른 단백질 분포를 확인한 것이고, 도 2(B)는 이를 정량화하여 그래프로 나타낸 것으로, 단백질의 사이즈대로 정렬했을 때 밴드 번호 7번 및 20번에서 유의성 있는 차이를 나타냄을 확인하였다. 상기 타겟 밴드를 비롯하여 유의성 있는 차이에 근접한 밴드 번호 8번을 추가한 7번, 8번 및 20번 밴드에서 단백질을 추출하여 LC-MS/MS 분석을 통해 후보 단백질 군을 확인하였고, 이를 기능별로 분석하여 도 3에 나타내었다. FIG. 2 (A) is a graph showing the protein distribution according to the size through protein staining by electrophoresis on the gel of the protein of the nasal sample. FIG. 2 (B) , And it is confirmed that there is a significant difference in the band numbers 7 and 20. Proteins were extracted from the 7th, 8th, and 20th bands to which the band number 8 close to the significant difference including the target band was added, and the candidate protein group was identified through LC-MS / MS analysis. As shown in Fig.

도 3에 나타난 바와 같이 경도 알츠하이머 환자의 콧물에서 면역체계 과정(Immune system process)에 관여하는 것으로 분류되는, 분비된 단백질 개수가 두 번째로 많이 증가하였고, 이 그룹의 단백질이 알츠하이머 질환에 특이적으로 발현하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 바탕으로, 알츠하이머 환자의 콧물 시료에 존재하는 면역체계 과정과 관련된 그룹의 대표 단백질을 표 1과 같이 분류하였으며, 이들 단백질을 바이오마커 후보로 선택하였다. 구체적으로, 후보 바이오마커로 선별된 단백질은 다음과 같다: S100A9, HYOU1, SAA2, S100A8, DAPK1, LACRT 및 LF.As shown in FIG. 3, the number of secreted proteins, which is classified as involved in the immune system process in the nasal mucosa of patients with Alzheimer's disease, is the second largest increase, and the protein of this group is specific for Alzheimer's disease Lt; / RTI &gt; Based on these results, representative proteins of the group related to the immune system processes present in the nasal samples of Alzheimer's patients were classified as shown in Table 1, and these proteins were selected as biomarker candidates. Specifically, the proteins selected by the candidate biomarker are: S100A9, HYOU1, SAA2, S100A8, DAPK1, LACRT and LF.

다음으로, 정상군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군으로부터 콧물 시료를 채취하여 알츠하이머 질환의 진행 단계를 대표하는 단백질을 면역블롯팅을 통해 정량하였다.Next, nasal samples were taken from the normal group, the mild Alzheimer's disease group and the middle Alzheimer's disease group, and protein representing the progression stage of Alzheimer's disease was quantitated by immunoblotting.

구체적으로, 본 발명자들은 이전 연구에서 밝혀낸 결과를 바탕으로 모든 알츠하이머 환자가 발현하는 단백질인 베타 아밀로이드 올리고머를 선택하고, A11 항체를 사용하여 정량 분석을 실시하였다. 또한, 본 발명에서 프로테오믹스를 통해 선별된 경도 알츠하이머 질환에 특이적인 후보 바이오마커 단백질에 대해서도 각 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 사용하여 정량 분석을 실시하였다.Specifically, the present inventors selected beta amyloid oligomers, proteins expressed by all Alzheimer's patients based on the results of previous studies, and quantitatively analyzed them using the A11 antibody. In the present invention, the candidate biomarker protein specific to mild Alzheimer's disease selected through proteomics was quantitatively analyzed using an antibody specifically binding to each protein.

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 S100A9는 중도 알츠하이머 환자군에서는 발현되지 않지만 경도 알츠하이머 환자군에서는 특이적으로 발현되었으며, 이를 통해 알츠하이머 질환의 진행 단계에 있어서 S100A9 단백질은 경도 알츠하이머를 대표하는 바이오마커 단백질로 사용될 수 있음을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 4, S100A9 was not expressed in the middle-aged Alzheimer's disease group but was specifically expressed in the mild Alzheimer's disease group. Thus, in the progress of Alzheimer's disease, the S100A9 protein is used as a biomarker protein representing mild Alzheimer's disease Respectively.

또한, HYOU1 단백질은 일부 정상 대조군에서는 발현하고 다른 정상 대조군에서는 발현하지 않는 불규칙적인 패턴을 나타냈으나, 경도 알츠하이머 질환에서는 모두 일정 수준의 발현량이 확인된바, HYOU1 단백질 또한 경도 알츠하이머를 대표하는 추가의 바이오마커 단백질로 사용될 수 있음을 확인하였다.In addition, the HYOU1 protein showed an irregular pattern that was expressed in some normal controls and not expressed in other normal controls. However, a certain level of expression was observed in all cases of mild Alzheimer's disease. HYOU1 protein was also found to be an additional It can be used as a biomarker protein.

후보 바이오마커 중 하나인 SAA2 단백질의 발현량은 정상군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다. SAA2 단백질과 같이 콧물 시료에서 검출된 후보 바이오마커가 모두 유의성을 나타내는 것은 아니므로, 후보 바이오마커마다 개별적으로 단백질 정량 분석을 실시하여 검증하는 작업이 반드시 요구된다.The expression level of SAA2 protein, one of the candidate biomarkers, was not significantly different in the normal group, the mild Alzheimer's group and the middle Alzheimer's group. Since candidate biomarkers detected in runny samples, such as SAA2 protein, are not all significant, it is essential to conduct a quantitative analysis of proteins individually for each candidate biomarker.

도 5는 모든 알츠하이머 환자가 발현하는 단백질인 베타 아밀로이드 올리고머와 경도 알츠하이머 질환 환자군과 정상군의 콧물 시료를 통해 선별된 바이오마커 단백질 S100A9를 정상군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군으로부터 채취한 콧물 시료에서 각각 정량 분석한 결과로, 베타 아밀로이드 올리고머는 알츠하이머 질환의 진행 단계에 따라 서로 다른 레인에서 특징적으로 나타나지만 모든 알츠하이머 환자군에서 발현되는 것을 확인하였다. 이에 비해, S100A9는 중도 알츠하이머 환자군에서는 발현되지 않지만 경도 알츠하이머 환자군에서는 특이적으로 발현됨을 확인하였다. 이를 통해, 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 제제 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 사용하여 콧물 시료에서 해당 단백질의 발현 여부를 확인함으로써 알츠하이머 질환의 진단 및 진행 단계를 확인하는 것이 가능함을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph showing the results of a biomarker protein S100A9 selected from beta amyloid oligomers, mild Alzheimer's disease patients and normal nasal samples of all Alzheimer's patients in a nasal sample collected from a normal group, a mild Alzheimer's group and a middle Alzheimer's group Quantitative analysis revealed that beta amyloid oligomers were expressed in all the Alzheimer's patients, although they were characteristic of different lanes depending on the stage of Alzheimer's disease progression. In contrast, S100A9 was not expressed in the middle-aged Alzheimer's group but was specifically expressed in the Alzheimer's group. Thus, it is possible to confirm the diagnosis and progress of Alzheimer's disease by confirming the expression of the protein in the nasal sample using the agent for measuring the expression level of beta amyloid oligomer and the agent for measuring the expression level of S100A9 protein Able to know.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물은 분리된 콧물 시료에서 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition for screening the progressive stage of Alzheimer's disease may further include an agent for measuring the level of expression of HYOU1 protein in a separated nasal sample.

본 발명에서 용어 "단백질 발현 수준"은 세포 내에서 유전자로부터 단백질로 발현되는 수준을 말하며, 단백질의 발현 수준을 관찰함으로써 세포 내의 mRNA 수준과 세포 내에서 발현되는 단백질 수준의 직접적인 상관관계를 나타내지 못하는 mRNA를 표적으로 하는 연구의 한계를 보완할 수 있다. 본 발명에서는 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 단백질 발현 수준을 관찰함으로써 알츠하이머 질환의 발병 여부를 진단함과 동시에 S100A9 및/또는 HYOU1의 단백질 발현 수준을 확인함으로써 알츠하이머 질환의 진행 단계를 스크리닝할 수 있도록 하였다.The term " protein expression level " in the present invention refers to a level at which a gene is expressed as a protein in a cell. By observing the expression level of the protein, mRNA level indicating the direct correlation between the level of mRNA in the cell and the level of protein expressed in the cell Of the study. In the present invention, the level of protein expression of beta amyloid oligomer in the runny nose sample is examined to diagnose the onset of Alzheimer's disease, and the level of protein expression of S100A9 and / or HYOU1 is confirmed, thereby screening the progress of Alzheimer's disease.

본 발명의 용어 "단백질 발현 수준을 측정하는 제제"는 타겟 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머 등을 포함하나, 특별히 이에 제한되지 않는다.The term " agent for measuring the protein expression level " of the present invention includes, but is not limited to, an antibody or an aptamer that specifically binds to a target protein.

상기 용어 "항체"란 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 본 발명의 목적상, 항체는 베타 아밀로이드 올리고머, S100a9 및/또는 HYOU1 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 다클론 항체, 단클론 항체 및 재조합 항체를 모두 포함한다. 상기 타겟 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 생성하는 것은 당업계에 널리 공지된 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다.The term " antibody " refers to a specific protein molecule directed against an antigenic site. For purposes of the present invention, an antibody refers to an antibody that specifically binds to a beta amyloid oligomer, S100a9 and / or HYOU1 protein, and includes both polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, and recombinant antibodies. An antibody that specifically binds to the target protein can be easily produced using techniques well known in the art.

다클론 항체는 상기 타겟 단백질 항원을 동물에 주사하고 동물로부터 채혈하여 항체를 포함하는 혈청을 수득하는 당업계에 널리 공지된 방법에 의해 생산할 수 있다. 이러한 다클론 항체는 염소, 토끼, 양, 원숭이, 말, 돼지, 소 개 등의 임의의 동물 종 숙주로부터 제조 가능하다.Polyclonal antibodies can be produced by methods well known in the art for obtaining sera containing antibodies by injection of the target protein antigen into an animal and blood sampling from the animal. Such polyclonal antibodies can be prepared from any animal species host, such as goats, rabbits, sheep, monkeys, horses, pigs, small dogs, and the like.

단일클론 항체는 당업계에 널리 공지된 하이브리도마 방법(hybridoma method)(Kohler 및 Milstein (1976) European Jounral of Immunology 6:511-519 참조), 또는 파지 항체 라이브러리(Clackson et al, Nature, 352:624-628, 1991; Marks et al, J. Mol. Biol., 222:58, 1-597, 1991) 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 방법으로 제조된 항체는 겔 전기영동, 투석, 염 침전, 이온교환 크로마토그래피, 친화성 크로마토그래피 등의 방법을 이용하여 분리, 정제할 수 있다.Monoclonal antibodies can be obtained from the hybridoma method (see Kohler and Milstein (1976) European Jounal of Immunology 6: 511-519), or the phage antibody library (Clackson et al, Nature, 352: 1992, Marks et al., J. Mol. Biol., 222: 58, 1-597, 1991). The antibody prepared by the above method can be separated and purified by gel electrophoresis, dialysis, salt precipitation, ion exchange chromatography, affinity chromatography, and the like.

또한 본 발명의 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라, 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며, Fab, F(ab'), F(ab') 2 및 Fv 등이 있다.The antibodies of the present invention also include functional fragments of antibody molecules as well as complete forms with two full-length light chains and two full-length heavy chains. A functional fragment of an antibody molecule refers to a fragment having at least an antigen binding function, and includes Fab, F (ab ') 2, F (ab') 2 and Fv.

상기 항체를 이용하여 이와 결합한 표적 단백질의 양을 확인하기 위한 분석 방법으로는 웨스턴 블랏, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석(RIA: Radioimmunoassay), 방사 면역 확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케트(rocket) 면역전기영동, 조직면역염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), 유세포분석(Fluorescence Activated Cell Sorter, FACS), 단백질 칩(protein chip) 등이 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.Methods for assaying the amount of the target protein bound to the antibody using the antibody include Western blotting, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, Immunoprecipitation Assay, Complement Fixation Assay, Fluorescence Activated Cell Sorter (FACS), Protein Chip Protein (FACS), Immunoprecipitation Assay, Immunoprecipitation Assay, Ouchterlony Immunoprecipitation, Rocket Immunoelectrophoresis, chip, but are not limited thereto.

또한, 본 발명에서, “앱타머”란 특정 물질에 대해 높은 특이성과 친화도를 가지는 단일가닥 DNA(ssDNA) 또는 RNA 를 말한다. 앱타머는 특정 물질에 대한 친화도가 매우 높고 안정하고, 비교적 단순한 방법으로 합성할 수 있으며, 결합력을 높이기 위해 다양한 변형이 가능하고, 세포, 단백질, 및 작은 유기물질까지도 표적물질이 될 수 있기 때문에, 그 특이성 및 안정성이 이미 개발되어 있는 항체에 비해 매우 높은 특징이 있다.Also, in the present invention, "aptamer" refers to single stranded DNA (ssDNA) or RNA having high specificity and affinity for a specific substance. Since aptamers can be synthesized in a relatively stable, relatively simple manner with a high affinity for a specific substance, various modifications can be made to increase binding force, and even cells, proteins, and small organic substances can be target substances, Its specificity and stability are very high compared to antibodies that have already been developed.

본 발명의 앱타머는 베타 아밀로이드 올리고머에 특이적으로 결합할 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 앱타머에 사용되는 염기는 특별한 언급이 없는 한, A, G, C, U 이들의 deoxy 형태의 염기들로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.The aptamer of the present invention is not limited as long as it is capable of specifically binding to the beta amyloid oligomer, and the base used for the aptamer is not limited to those of A, G, C and U, Lt; / RTI &gt;

또한, 상기 앱타머는, 안정성 증진을 위하여, 5' 말단 부위, 중간 부위, 3' 말단 부위, 또는 양 말단 부위에 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), idT(inverted deoxythymidine), LNA(Locked Nucleic Acid), 2'-메톡시 뉴클레오사이드, 2'-아미노 뉴클레오사이드, 2'F-뉴클레오사이드, 아민 링커, 티올 링커 및 콜레스테롤로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것이 결합되어 변형된 것일 수 있다.In order to improve the stability, the aptamer may further include polyethylene glycol (PEG), inverted deoxythymidine (IDT), and locked nucleic acid (LNA) at the 5 'end, middle, , 2'-methoxynucleoside, 2'-amino nucleoside, 2'F-nucleoside, amine linker, thiol linker and cholesterol may be combined and modified.

상기 idT(inverted deoxythymidine)는 일반적으로 뉴클레아제에 대한 내성이 약한 앱타머의 뉴클레아제에 의한 분해를 막기 위하여 사용되는 분자 중 하나로서, 핵산단위체는 앞 단위체의 3’-OH와 다음 단위체의 5’-OH와 결합하여 사슬을 이루지만, idT는 앞 단위체의 3’-OH와 다음 단위체의 3’-OH를 결합하여 3’-OH가 아닌 5’-OH가 노출이 되도록 인위적인 변화를 가함으로써 뉴클레아제의 일종인 3’엑소뉴클레아제(3’exonuclease)에 의한 분해를 억제하는 효과를 일으키는 분자이다.The above-mentioned idT (inverted deoxythymidine) is one of the molecules used to prevent degradation by a nuclease of aptamer, which is generally resistant to nuclease, wherein the nucleic acid unit comprises 3'-OH of the former unit and 5'-OH, but idT binds the 3'-OH of the first unit and the 3'-OH of the next unit to form an artificial change so that 5'-OH, not 3'-OH, is exposed. (3 'exonuclease), which is a kind of nuclease, which inhibits the degradation by the 3' exonuclease.

본 발명은 또한, 전술한 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 조성물을 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝용 키트에 관한 것이다.The present invention also relates to a kit for screening a progressive stage of Alzheimer's disease, which comprises the aforementioned composition for screening of advanced stages of Alzheimer's disease.

본 발명의 키트는 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제뿐만 아니라, HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제, 발현 수준 분석에 적합한 한 종류 이상의 조성물, 용액 또는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 키트는 항체의 면역학적 검출을 위하여 기질, 적당한 완충용액, 검출 라벨로 표지된 2차 항체, 및 발색 기질 등을 포함할 수 있다.The kit of the present invention can be used as an agent for measuring the level of expression of HYOU1 protein as well as an agent capable of measuring the expression level of beta amyloid oligomer and S100A9 protein in a nasal sample, Device. For example, the kit may comprise a substrate, a suitable buffer solution, a secondary antibody labeled with a detection label, and a chromogenic substrate for immunological detection of the antibody.

상기 "베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제"와 "HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제"는 전술한 바와 같이 상기 타겟 단백질과 특이적으로 결합할 수 있는 항체, 앱타머 등이 사용될 수 있으며, 상기 제제를 포함하는 단백질 칩의 형태로 상기 키트에 포함될 수 있다.The "agent capable of measuring the level of expression of the β-amyloid oligomer and the S100A9 protein" and the "agent capable of measuring the level of expression of the HYOU1 protein" are antibodies capable of specifically binding to the target protein, An aptamer, and the like, and may be included in the kit in the form of a protein chip containing the agent.

아울러, 상기 항체 또는 앱타머를 검출할 수 있는 2차 항체를 추가로 포함할 수도 있는데, 상기 2차 항체는 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 단백질 칩에 결합할 수 있는 베타 아밀로이드 올리고머, S100A9 단백질 및/또는 HYOU1 단백질과 결합할 수 있고 형광물질, 방사선 동위원소 등으로 표지되어 사용될 수 있다.The secondary antibody may further include a secondary antibody capable of detecting the antibody or the aptamer. The secondary antibody may be a beta amyloid oligomer capable of binding to the protein chip, a S100A9 protein and / Or HYOU1 protein, and may be labeled with a fluorescent substance, a radioactive isotope, or the like.

구체적으로, 뇌신경 질환 진단용 키트는 ELISA 키트, 샌드위치 ELISA 등 다양한 ELISA 방법을 구현하기 위하여, ELISA를 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트일 수 있다. ELISA 키트는 상기 단백질들에 대한 특이적인 항체 또는 앱타머를 포함할 수 있다. 항체는 베타 아밀로이드 올리고머, S100A9 단백질 및 HYOU1 단백질에 대해 각각 특이성 및 친화성이 높고 이외 다른 단백질에는 교차 반응성이 거의 없는 항체로, 단일클론항체, 다클론항체 또는 재조합 항체일 수 있다. 또한 ELISA 키트는 대조군 단백질에 특이적인 항체 또는 앱타머를 포함할 수 있다. 그 외 ELISA 키트는 결합된 항체를 검출할 수 있는 시약, 예를 들면, 표지된 2차 항체, 발색단(chromopores), 효소 및 그의 기질 또는 항체와 결합할 수 있는 다른 물질 등을 포함할 수 있다.Specifically, the kit for diagnosing neuropsychiatric diseases may be a kit that includes essential elements necessary for performing ELISA in order to implement various ELISA methods such as an ELISA kit, a sandwich ELISA, and the like. ELISA kits may include antibodies or aptamers specific for these proteins. The antibody may be a monoclonal antibody, a polyclonal antibody or a recombinant antibody, which has high specificity and affinity for the beta amyloid oligomer, the S100A9 protein and the HYOU1 protein, and has little cross-reactivity to the other proteins. The ELISA kit may also include antibodies or aptamers specific for the control protein. Other ELISA kits may include reagents capable of detecting bound antibodies, such as labeled secondary antibodies, chromopores, enzymes and other substrates capable of binding to the substrate or antibody.

이 외에도, 상기 키트는 웨스턴블롯(Western blot), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 면역침전분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), 유세포분석(Fluorecence Activated Cell Sorter, FACS), 또는 단백질 칩(protein chip) 등을 구현하기 위한 키트일 수 있으며, 각 분석방법에 적합한 부가적인 구성을 추가로 포함할 수 있다. 이 분석 방법들을 통하여, 항원-항체 복합체 형성량을 비교함으로써 알츠하이머 질환 진단 및 진행 단계를 정확하게 스크리닝할 수 있으며, 진행 단계에 따라 환자 맞춤형 치료방법을 제공할 수 있다.In addition to the above, the kit may be used in a Western blot, an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), an immunoprecipitation assay, a complement fixation assay, a fluorescence activated cell sorter (FACS) A protein chip, and the like, and may further include an additional configuration suitable for each analysis method. Through these analytical methods, the diagnosis and progression stages of Alzheimer's disease can be accurately screened by comparing the formation amounts of antigen-antibody complexes, and a patient-customized treatment method can be provided according to progressing stages.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 도 6에 나타난 바와 같이 분리된 콧물 시료로부터 베타 아밀로이드 올리고머 및 S100A9 단백질을 검출할 수 있는 단백질 칩을 구현한 키트를 제공한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 단백질 칩을 구현한 키트는 HYOU1 단백질을 검출할 수 있도록 추가의 구성을 포함할 수 있으며, 이를 통해 진단의 정확성을 향상시킬 수 있다. 또한, 알츠하이머의 진행단계 (경도에서 중도)의 진행과정도 확인할 수 있다. 도 5에서의 내용을 바탕으로, 도 6의 단백질 칩을 구현한 키트의 스크리닝 결과를 해석하면 다음과 같다. 먼저, 정상인(normal)의 콧물 시료를 단백질 칩 키트에 투여하는 경우 A11 및 S100A9 단백질이 발현되어 있지 않기 때문에 A 및 B 레인에서 모두 시그날이 나타나지 않고, 경도 알츠하이머 환자의 경우에는 콧물 시료에 A11, S100A9 및 HYOU1 단백질이 모두 발현되어 있기 때문에 A, B 및 C 레인에서 모두 시그날이 나타나게 된다. 마지막으로, 중도 알츠하이머 환자의 경우에는 콧물 시료에 A11 단백질만 발현되어 있기 때문에 A 레인에서만 시그날이 나타나게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a kit comprising a protein chip capable of detecting β-amyloid oligomer and S100A9 protein from a separated nasal sample as shown in FIG. As described above, the kit implementing the protein chip may include an additional structure for detecting the HYOU1 protein, thereby improving the accuracy of the diagnosis. You can also see the progression of the Alzheimer's progression (mid-to-long). Based on the contents in FIG. 5, screening results of the kit implementing the protein chip of FIG. 6 are analyzed as follows. First, when a normal nasal sample is administered to a protein chip kit, signals are not present in both the A and B lanes since the A11 and S100A9 proteins are not expressed. In the case of mild Alzheimer's patients, A11, S100A9 And HYOU1 proteins are expressed, signals appear in all of the A, B and C lanes. Finally, in patients with mild Alzheimer's disease, only the A11 protein is expressed in the runny nose, so signals appear only in the A lane.

이와 같이, 본 발명은 상기 2가지 이상의 마커들을 교차 확인함으로써 알츠하이머 진단의 정확성을 높임과 동시에 진행단계를 지속적으로 간편하게 확인할 수 있는 진단방법 및 키트를 제공한다.As described above, the present invention provides a diagnostic method and a kit for identifying the two or more markers so as to cross-confirm the Alzheimer's disease, thereby improving the accuracy of the Alzheimer's diagnosis and continuously checking the progression stage.

또한, 본 발명은 a) 분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 b) 상기 a) 단계의 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법에 관한 것이다.Also, the present invention provides a method of detecting a beta-amyloid oligomer, comprising: a) measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a separated nasal sample; And b) measuring the expression level of the S100A9 protein in the sample of step a).

구체적으로, 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되는 것으로 확인되는 경우 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)으로 진단하고; 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되지 않는 것으로 확인되는 경우 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)으로 진단할 수 있다.Specifically, when the β-amyloid oligomer is expressed in step (a) and the S100A9 protein is identified to be expressed in step (b), the disease is diagnosed as Mild Alzheimer's disease; If the beta amyloid oligomer is expressed in the step a) and the S100A9 protein is not expressed in the step b), it can be diagnosed as Moderate Alzheimer's disease.

본 발명의 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법은 상기 b) 단계의 시료에서 c) HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The method for screening the progressive stage of Alzheimer's disease of the present invention may further comprise the step of measuring the level of expression of HYOU1 protein in the sample of step b).

구체적으로, 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되며, 상기 c) 단계에서 HYOU1 단백질이 발현되는 것으로 확인되는 경우 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)으로 진단하고; 상기 a) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머가 발현되고, 상기 b) 단계에서 S100A9 단백질이 발현되지 않으며, 상기 c) 단계에서 HYOU1 단백질이 발현되지 않는 것으로 확인되는 경우 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)으로 진단할 수 있다. Specifically, when the β-amyloid oligomer is expressed in step a), the S100A9 protein is expressed in step b), and the HYOU1 protein is expressed in step c), the disease is diagnosed as Mild Alzheimer's disease and; If the β-amyloid oligomer is expressed in step (a), the S100A9 protein is not expressed in step (b), and the HYOU1 protein is not expressed in step (c), the disease is diagnosed as Moderate Alzheimer's disease .

본 발명의 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법에 있어서, 상기 콧물 시료는 알츠하이머 질환의 진단 또는 진행 단계를 확인하고자 하는 개체로부터 분리될 수 있고, 콧물 시료에서 단백질을 분리하는 과정은 공지의 공정을 이용하여 수행할 수 있으며, 단백질 수준은 앞서 언급한 다양한 항원-항체 복합체 측정 방법으로 측정할 수 있다.In the method of screening the progressive stage of Alzheimer's disease according to the present invention, the nasal sample may be separated from an individual to be diagnosed or progressed in Alzheimer's disease, and the process of separating the protein from the nasal sample may be performed using a known process , And the protein level can be measured by the above-mentioned various assay methods of antigen-antibody complexes.

구체적으로, 상기 단백질 발현 수준의 측정은 베타 아밀로이드 올리고머, S100A9 단백질 및/또는 HYOU1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머를 이용하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 항체는 베타 아밀로이드 올리고머에 특이적인 단일클론항체 또는 다클론항체일 수 있으며, 나아가 항원결합활성을 보유하는 항체의 기능적 단편일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, measurement of the protein expression level may be performed using an antibody or an aptamer that specifically binds to the beta amyloid oligomer, the S100A9 protein and / or the HYOU1 protein. More specifically, the antibody may be a monoclonal antibody or polyclonal antibody specific for a beta amyloid oligomer, and may further be a functional fragment of an antibody having antigen binding activity, but is not limited thereto.

본 발명의 알츠하이머 질환의 진행 단계 스크리닝 방법에 있어서, 콧물 시료로부터 베타 아밀로이드 올리고머, S100A9 단백질 및/또는 HYOU1 단백질을 검출하는 방법으로서 웨스턴블롯(Western blot), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 면역침전분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정분석법(Complement Fixation Assay), 유세포분석(Fluorecence Activated Cell Sorter, FACS), 또는 단백질 칩(protein chip) 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the screening method for the progressive stage of Alzheimer's disease according to the present invention, a method for detecting beta amyloid oligomer, S100A9 protein and / or HYOU1 protein from a nasal sample is exemplified by Western blotting, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) But are not limited to, Immunoprecipitation Assay, Complement Fixation Assay, Fluorescence Activated Cell Sorter (FACS), or protein chip.

본 발명은 또한, a) 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)을 앓고 있는 환자로부터 분리된 콧물 시료에 경도 알츠하이머 질환 치료제 후보물질을 처리하는 단계; b) 상기 a) 단계의 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계의 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention also provides a method for treating Alzheimer's disease, comprising the steps of: a) treating a mild Alzheimer's disease therapeutic agent candidate in a nasal sample separated from a patient suffering from Mild Alzheimer's disease; b) measuring the level of beta amyloid oligomer expression in the sample of step a); And c) measuring the expression level of the S100A9 protein in the sample of step b). [0002] The present invention relates to a method for screening a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease.

구체적으로, 상기 b) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하고, 상기 c) 단계에서 S100A9 단백질 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하는 경우 경도 알츠하이머 질환 치료제로 선택할 수 있다.Specifically, when the expression level of the beta amyloid oligomer is decreased before the candidate substance is treated in step b) and the level of S100A9 protein expression in the step c) is decreased before the candidate substance is treated, You can choose.

본 발명의 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법은 d) 상기 c) 단계의 시료에서 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The method for screening a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease of the present invention may further comprise the step of: d) measuring the level of expression of HYOU1 protein in the sample of step c).

구체적으로, 상기 b) 단계에서 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하고, 상기 c) 단계에서 S100A9 단백질의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하며, 상기 d) 단계에서 HYOU1 단백질의 발현 수준이 상기 후보물질을 처리하기 전보다 감소하는 경우 경도 알츠하이머 질환 치료제로 선택할 수 있다.Specifically, the level of expression of the beta amyloid oligomer is decreased before the candidate substance is treated in step b), the level of expression of the S100A9 protein in the step c) is decreased before the candidate substance is treated, and the step d) May be selected as a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease when the expression level of the HYOU1 protein is decreased before the candidate substance is treated.

본 발명의 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 방법에 있어서, 타겟 단백질의 발현 수준 감소는 정상 대조군의 단백질 발현 수준으로 감소하거나 발현이 완전히 억제되는 것을 의미할 수 있다.In the screening method for a therapeutic agent for mild Alzheimer's disease of the present invention, the decrease in the expression level of the target protein may be reduced to the level of protein expression of the normal control or the expression may be completely inhibited.

본 발명은 또한, 분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현수준을 측정하는 제제; 및 분리된 콧물 시료에서 S100A9 단백질의 발현수준을 측정하는 제제;를 포함하는 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 키트에 관한 것이다.The present invention also provides an agent for measuring the level of beta amyloid oligomer expression in a separated nasal sample; And a preparation for measuring the expression level of the S100A9 protein in the separated nasal sample. [0002] The present invention relates to a screening kit for a therapeutic agent for a mild Alzheimer's disease.

본 발명의 경도 알츠하이머 질환 치료제의 스크리닝 키트는 분리된 콧물 시료에서의 HYOU1 단백질의 발현수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다.The screening kit of the therapeutic agent for mild Alzheimer's disease of the present invention may further comprise an agent for measuring the level of expression of the HYOU1 protein in the separated nasal sample.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these examples.

1-1. 피험자 선정1-1. Subject selection

정상 대조군은 신경심리검사(SNSB)상 정상 인지능력을 보유하고 있는, 기타 제외기준에 해당하지 않는 만 60세 이상의 사람을 선택하였고, 알츠하이머 치매 환자는 NINCDS/ADRDA 진단 기준에 따른 확실한 알츠하이머병 환자로, 기억력을 포함한 두 가지 이상의 인지영역에서의 저하가 있는 사람, 신경심리검사를 통해 다른 원인이 아닌, 인지기능저하로 일상생활에 지장이 있는 것으로 확인된 사람, 기타 제외기준에 해당하지 않는 사람을 선택하였다.A normal control group was selected for persons aged 60 years or older who had normal cognitive ability on the neuropsychiatric test (SNSB) and who did not fall under any of the other exclusion criteria. Alzheimer's patients with Alzheimer's disease according to the NINCDS / ADRDA diagnostic criteria , A person with a deterioration in two or more cognitive domains including memory, a person who has not been cognitively affected by neuropsychological tests, has been identified as having an impairment in daily life due to cognitive impairment, .

제외 기준은 뇌영상 (MRI나 CT) 검사를 통해 뇌의 구조적인 문제가 없는 것으로 확인된 사람, 다른 퇴행성 뇌질환이 없는 사람, 인지기능장애를 일으킬 수 있는 뇌혈관질환이 없는 사람, 갑상선 질환을 포함한 대사성 뇌질환이 없는 사람, 알코올이나 약물중독이 없는 사람 및 두부외상이나 정신과적 질환이 없는 사람이다.Exclusion criteria include those who have been confirmed to have no brain structural problems through brain imaging (MRI or CT) examinations, those without other degenerative brain diseases, those without cerebrovascular disease that can cause cognitive dysfunction, People without metabolic brain disease, people without alcohol or drug addiction, and people without head trauma or psychiatric disorders.

1-2. 피험자의 체액 채취 프로토콜1-2. The subject's body fluid collection protocol

외래 방문 시, 정상인과 환자를 대상으로 1회 내원 시 신경심리검사, 영상검사를 시행하였고, 검사결과를 확인한 후 선정된 피험자의 콧물을 채취하였다. 선정된 피험자는 총 2회 방문하였다. 또한, 피험자의 샘플을 채취하는 자 및 실험을 진행하는 자에게 정상인과 환자에 대한 정보가 노출되지 않도록 무작위배정과 눈 가림법으로 정보관리를 철저히 하면서 연구를 진행하였다.At the outpatient visit, neuropsychological tests and imaging tests were performed at the first visit to normal persons and patients, and the nasal mucosa of the selected subjects was collected after confirming the test results. The selected subjects were visited twice in total. In addition, the research was carried out by thoroughly managing the information by random allocation and blind method so that the information of the normal person and the patient is not exposed to the person who takes the sample of the subject and the person who conducts the experiment.

피험자의 콧물은 다음과 같은 프로토콜로 채취하였따. 먼저, 식염수를 콧속에 스프레이한 후, 콧물 흡입기를 이용하여 콧물을 채취하고 이를 50ml 튜브에 저장하였다. 상기 방법으로 실패했을 시, 식염수를 눈에 흘려보낸 후, 흐르는 콧물을 채취 하여, 50ml 튜브에 저장하였다. 분석시까지 -20℃ 냉장고에 보관하였다.The subjects' nasal secretions were collected using the following protocol. First, saline was sprayed into the nose, nasal mucus was collected using a nasal aspirator and stored in a 50 ml tube. When the method failed, the saline was poured into the eye, and the runny nose was collected and stored in a 50 ml tube. And stored at -20 ° C in the refrigerator until analysis.

실험 시, 시료 50 ㎕를 10초간 음파처리하고, 웨스턴 블롯 및 ELISA를 통하여 타겟하는 단백질을 검출하여 양적인 비교를 통해 진단하였다.In the experiment, 50 μl of the sample was sonicated for 10 seconds, and the target protein was detected by Western blotting and ELISA and diagnosed through quantitative comparison.

환자의 콧물을 이용한 바이오마커 발굴Biomarker discovery using patient's runny nose

프로테오믹스 기반 바이오마커 분석은 환자로부터 채취된 시료의 생리 상태를 보다 직접적으로 반영하여 바이오마커를 역학적, 진단학적, 예측 타입 등으로 구분하여 전략적으로 개발하는데 유리한 방법이다. 최근에는 단백질 바이오마커를 발굴하기 위한 더 정확하고 감도가 높은 신기술과 질량분석기들이 개발되고 있으며, 질환의 진정한 흔적으로 생각되는 저 풍부(low-abundance) 단백질들(질환 특이적 바이오마커의 확률이 높은 단백질)에 특화되어 확인하는 것이 가능해졌다.The proteomics-based biomarker analysis is an advantageous method for strategically developing biomarkers by dividing the biomarkers into epidemiological, diagnostic, and predictive types by directly reflecting the physiological state of the sample collected from the patient. More recently, more accurate and sensitive new technologies and mass analyzers have been developed to identify protein biomarkers, and low-abundance proteins, which are considered to be a true sign of disease (high probability of disease-specific biomarkers Protein) in the human body.

이에, 본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 채취한 환자의 콧물을 이용하여 프로테오믹스를 통한 바이오마커 검증을 실시하였다(도 1).Thus, in this embodiment, biomarker verification using proteomics was performed using the nasal mucus collected from Example 1 (Fig. 1).

실시예 1-1에 기재된 프로토콜에 따라 3명의 정상인과 3명의 경도 알츠하이머 환자의 콧물 시료 50 ㎕를 채취하여 10초간 음파 처리한 후, SDS-PAGE를 이용하여 단백질을 분리하고, SYPRO Ruby 염료(검출 한계 2~10 ng)를 사용하여 겔 안에서 구현된 단백질의 밴드를 염색하였다. 이후, 스캔한 겔 이미지를 분석하여 비교함으로써 발현의 증가 또는 감소를 확인하였고, 발현의 차이를 분석하였다. 이미지 분석을 통해 발현 양상의 차이가 있다고 판별한 단백질 밴드를 채취하여 트립신(Trypsin)을 이용하여 분해함으로써 펩타이드를 획득하였고, MALDI-TOF MS(Matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry)를 통해 펩타이드의 질량을 확인함으로써 서열을 확보한 후, 웹 상의 데이터베이스(peptideSearch:http://www.mann.emblheidelberg.de/Services/ PeptideSearch/FR_sequenceOnlyForm.html)와 비교하여 단백질의 정체를 확인하였다.50 μl of nasal sample from 3 normal and 3 patients with mild Alzheimer's disease were sampled according to the protocol described in Example 1-1, sonicated for 10 seconds, proteins were separated using SDS-PAGE, and SYPRO Ruby dye Limit 2 to 10 ng) was used to stain the band of protein implemented in the gel. Thereafter, an increase or decrease in expression was confirmed by analyzing and comparing the scanned gel images, and the difference in expression was analyzed. Protein bands determined to have different expression patterns by image analysis were collected and digested with trypsin to obtain peptides. MALDI-TOF MS (Matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry) To confirm the identity of the protein by comparing it with a database on the web (peptideSearch: http://www.mann.emblheidelberg.de/Services/ PeptideSearch / FR_sequenceOnlyForm.html).

도 2(A)는 겔 안에서 구현된 단백질의 밴드를 염색한 대표 그림이며, 도 2(B)는 이를 정량한 결과이다. 도 2(B)에 나타난 바와 같이, 단백질을 사이즈대로 정렬했을 때 밴드 번호 7번, 8번 및 20번에서 유의성 있는 차이를 나타냄을 확인하였다. 상기 타겟 밴드에서 단백질을 추출하여 LC-MS/MS 분석을 통해 후보 단백질군을 확인하였고, 이를 기능별로 분석하였다.FIG. 2 (A) is a representative image of a band of a protein implemented in a gel, and FIG. 2 (B) is a result of quantifying the protein. As shown in FIG. 2 (B), it was confirmed that when the protein was aligned in size, significant differences were observed in the band numbers 7, 8, and 20. Proteins were extracted from the target band, and the candidate protein groups were identified by LC-MS / MS analysis and analyzed by function.

도 3은 겔 밴드 분석 결과를 통해 경도 알츠하이머 질환 환자군과 정상군의 콧물 시료에서 검출된 프로테옴 변화를 비교한 것으로, 경도 알츠하이머 환자군에서 세포 구성 성분 구조 또는 생체내 합성(Cellular component organization or biogenesis)과 관련된 것으로 분류되는 분비된 단백질 수가 가장 많이 증가하였으나, 이는 알츠하이머 질환 뿐 만 아니라 세포사에 의해 분비되는 단백질 개수가 증가하는 것이므로 바이오마커 후보에서 제외하였다. 다음으로, 경도 알츠하이머 환자의 콧물에서 면역체계 과정(Immune system process)에 관여하는 것으로 분류되는 분비된 단백질 개수가 두 번째로 많이 증가하였고, 이 그룹의 단백질이 알츠하이머 질환에 특이적으로 발현하는 것으로 확인되었다.Figure 3 compares proteome changes detected in nasal samples from patients with mild Alzheimer &apos; s disease and those from normal group through gel band analysis and is shown to be associated with cellular component organization or biogenesis in the mild Alzheimer &apos; The number of secreted proteins classified as the most increased, but the number of proteins secreted by cell death as well as Alzheimer 's disease is increasing, so it is excluded from biomarker candidates. Next, the number of secreted proteins classified as involved in the immune system process in the nasal mucosa of patients with Alzheimer's disease was the second largest increase, indicating that this group of proteins was expressed specifically in Alzheimer's disease .

상기 결과를 바탕으로, 알츠하이머 환자의 콧물 시료에 존재하는 면역체계 과정과 관련된 그룹의 대표 단백질을 표 1에 나타내었다.Based on the above results, the representative proteins of the group related to the immune system process present in the nasal sample of Alzheimer's patients are shown in Table 1.

단백질 IDProtein ID 특징Characteristic S100-A9
(protein S100-A9)
S100-A9
(protein S100-A9)
칼슘 결합 단백질, 이동 억제 인자 관련 단백질,
염증 관련 단백질
Calcium binding protein, migration inhibitory factor related protein,
Inflammation-related protein
HYOU1
(hypoxia up-regulated protein1)
HYOU1
(hypoxia up-regulated protein 1)
열 충격, 산화 스트레스, 화학적 제제, 저산소증,
바이러스 감염 및 염증과 같은 세포 독성 또는 단백질 독성에 의해 자극됨
Thermal shock, oxidative stress, chemical agents, hypoxia,
Stimulated by cytotoxicity or protein toxicity such as viral infection and inflammation
SAA2
(anti-serum amyloid A)
SAA2
(anti-serum amyloid A)
몇 가지 세포 반응을 조절하는 사이토카인과 유사한 특성을
나타내고, 급성 반응 동안 주로 간세포에 의해 합성됨
Similar properties to cytokines that regulate several cellular responses
And synthesized mainly by hepatocytes during an acute reaction
S100-A8
(protein S100-A8)
S100-A8
(protein S100-A8)
칼슘 및 아연 결합 단백질, 염증 과정 및 면역 반응 조절,
호중구 주화성 및 부착 유도
Calcium and zinc binding proteins, inflammatory processes and modulation of immune responses,
Neutrophil chemotaxis and adhesion induction
DAPK1
(death-associated protein kinase1)
DAPK1
(death-associated protein kinase 1)
Fas, γ-인터페론 및 TNF-α에 반응하여 어팝토시스를
촉진하는 액틴 필라멘트 관련, 칼슘/칼모둘린 의존
세린/트레오닌 키나아제
Fas, gamma-interferon, and TNF-alpha.
Promoting actin filament-related, calcium / calmodulin dependent
Serine / threonine kinase
LACRT
(extracellular glycoprotein lacritin)
LACRT
(extracellular glycoprotein lacritin)
골수 형성 또는 염증성 면역 반응의 조절자로서 역할을
하는 철을 조절하는데 중요한 역할을 함
Plays a role as a modulator of myelogenous or inflammatory immune response
Plays an important role in regulating iron
LF
(lactotransferrin)
LF
(lactotransferrin)
면역 및 염증 과정과 병원균에 대한 방어에 관여함Involved in immune and inflammatory processes and defense against pathogens

후보 candidate 바이오마커Biomarker 단백질 정량 Protein quantification

2명의 정상인(CTL), 2명의 경도 알츠하이머 환자(Mild AD) 및 2명의 중도 알츠하이머 환자(Moderate AD)의 콧물 시료에서 상기 실시예 2에서 선별된 후보 바이오마커 단백질을 정량하였다.Candidate biomarker proteins selected in Example 2 were quantified in nasal samples of two normal individuals (CTL), two mild Alzheimer's patients (Mild AD), and two moderate Alzheimer's patients (Moderate AD).

단백질 정량은 공지된 BCA정량 방법을 이용하여 수행하였으며, 샘플의 1ul만을 이용해서 단백질 농도를 확인하고 이를 통해 동량 정량을 할 수 있도록 하였다.Protein quantification was performed using a known quantification method of BCA. Protein concentration was determined using only 1 μl of the sample, and quantification was carried out through the same.

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 S100A9는 중도 알츠하이머 환자군에서는 발현되지 않지만 경도 알츠하이머 환자군에서는 특이적으로 발현되었으며, 이를 통해 알츠하이머 질환의 진행 단계에 있어서 S100A9 단백질은 경도 알츠하이머를 대표하는 바이오마커 단백질로 사용될 수 있음을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 4, S100A9 was not expressed in the middle-aged Alzheimer's disease group but was specifically expressed in the mild Alzheimer's disease group. Thus, in the progress of Alzheimer's disease, the S100A9 protein is used as a biomarker protein representing mild Alzheimer's disease Respectively.

또한, HYOU1 단백질은 일부 정상 대조군에서는 발현하고 다른 정상 대조군에서는 발현하지 않는 불규칙적인 패턴을 나타냈으나, 경도 알츠하이머 질환에서는 모두 일정 수준의 발현량이 확인된바, HYOU1 단백질 또한 경도 알츠하이머를 대표하는 추가의 바이오마커 단백질로 사용될 수 있음을 확인하였다.In addition, the HYOU1 protein showed an irregular pattern that was expressed in some normal controls and not expressed in other normal controls. However, a certain level of expression was observed in all cases of mild Alzheimer's disease. HYOU1 protein was also found to be an additional It can be used as a biomarker protein.

후보 바이오마커 중 하나인 SAA2 단백질의 발현량은 정상군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다.The expression level of SAA2 protein, one of the candidate biomarkers, was not significantly different in the normal group, the mild Alzheimer's group and the middle Alzheimer's group.

상기 결과를 통해, S100A9 단백질 및 HYOU1 단백질은 경도 알츠하이머를 대표하는 단백질이므로 알츠하이머 질환의 진행 단계를 스크리닝하는데 활용될 수 있음을 도출할 수 있다.From the above results, it can be deduced that the S100A9 protein and the HYOU1 protein are proteins representing mild Alzheimer's disease, and thus can be used for screening the progress of Alzheimer's disease.

알츠하이머 질환의 진행 단계를 대표하는 단백질의 확인Identification of proteins representing the progression stage of Alzheimer's disease

본 실시예에서는 상기 실시예 3의 정상 대조군, 경도 알츠하이머 환자군 및 중도 알츠하이머 환자군의 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머를 추가로 정량 분석 하였다.In the present example, beta amyloid oligomers were further quantitatively analyzed in the nasal samples of the normal control group, the mild Alzheimer's group, and the severe Alzheimer's disease group of Example 3 above.

그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이 베타 아밀로이드 올리고머는 알츠하이머 질환의 진행 단계에 따라 서로 다른 레인에서 특징적으로 나타나지만 모든 알츠하이머 환자군에서 발현되는 것을 확인하였다. 이를 통해, 베타 아밀로이드 올리고머는 알츠하이머 질환의 진행 단계에 상관없이 모든 알츠하이머 환자에서 발현되므로, 알츠하이머를 진단하는 바이오마커로 활용될 수 있음을 도출할 수 있다.As a result, as shown in FIG. 5, the beta amyloid oligomers were distinguished in different lanes depending on the stage of progression of Alzheimer's disease, but they were confirmed to be expressed in all Alzheimer's patients. As a result, beta amyloid oligomers can be used as biomarkers for diagnosing Alzheimer's disease since they are expressed in all Alzheimer's patients regardless of the stage of Alzheimer's disease.

따라서, 상기 실시예 3에서 검증된 S100A9 및 HYOU1 단백질의 발현 수준과 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 함께 측정하는 경우, 알츠하이머 질환의 진단 뿐만 아니라 질환의 진행 단계까지 정밀하게 진단할 수 있다.Therefore, when the expression levels of the S100A9 and HYOU1 proteins and the expression levels of the beta amyloid oligomers tested in Example 3 are measured together, it is possible to accurately diagnose not only the diagnosis of Alzheimer's disease but also the progression of the disease.

Claims (5)

분리된 콧물 시료에서 베타 아밀로이드 올리고머(beta amyloid oligomer)의 발현 수준을 측정하는 제제; 및
분리된 콧물 시료에서 S100A9 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제;
를 포함하는 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)과 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)을 구분하여 진단하기 위한 조성물.
An agent for measuring the expression level of beta amyloid oligomer in a separated nasal sample; And
An agent for measuring the expression level of S100A9 protein in a separated nasal sample;
(Mild Alzheimer ' s disease) and Moderate Alzheimer ' s disease.
제1항에 있어서, 상기 베타 아밀로이드 올리고머의 발현 수준을 측정하는 제제는 베타 아밀로이드 올리고머에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머이고, 상기 S100A9 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 S100A9 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머인 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)과 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)을 구분하여 진단하기 위한 조성물.The method according to claim 1, wherein the agent for measuring the expression level of the beta amyloid oligomer is an antibody or an aptamer that specifically binds to beta amyloid oligomer, and the agent for measuring the S100A9 protein expression level specifically binds to S100A9 protein (Mild Alzheimer ' s disease) and Moderate Alzheimer ' s disease, which is an antibody or an aptamer for diagnosing Alzheimer &apos; s disease. 제1항에 있어서, 분리된 콧물 시료에서의 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함하는 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)과 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)을 구분하여 진단하기 위한 조성물.The composition according to claim 1, further comprising an agent for measuring the expression level of HYOU1 protein in a separated nasal sample, and a composition for distinguishing between mild Alzheimer's disease and Moderate Alzheimer's disease . 제3항에 있어서, 상기 HYOU1 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제는 HYOU1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머인 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)과 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)을 구분하여 진단하기 위한 조성물.4. The method according to claim 3, wherein the agent for measuring the expression level of the HYOU1 protein is selected from the group consisting of Mild Alzheimer ' s disease and Moderate Alzheimer ' s disease, which are antibodies or aptamers specifically binding to HYOU1 protein Composition for diagnosis. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 경도 알츠하이머 질환(Mild Alzheimer's disease)과 중도 알츠하이머 질환(Moderate Alzheimer's disease)을 구분하여 진단하기 위한 키트.A kit for distinguishing between Mild Alzheimer's disease and Moderate Alzheimer's disease comprising the composition of any one of claims 1 to 4.
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