KR20200058319A - Chemotherapeutic and Pharmaceutical Compositions of Recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) including biosynthetic genes to avoid antimicrobial peptides for the Bladder Cancer therapy - Google Patents

Chemotherapeutic and Pharmaceutical Compositions of Recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) including biosynthetic genes to avoid antimicrobial peptides for the Bladder Cancer therapy Download PDF

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KR20200058319A
KR20200058319A KR1020190149131A KR20190149131A KR20200058319A KR 20200058319 A KR20200058319 A KR 20200058319A KR 1020190149131 A KR1020190149131 A KR 1020190149131A KR 20190149131 A KR20190149131 A KR 20190149131A KR 20200058319 A KR20200058319 A KR 20200058319A
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김기정
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Abstract

The present invention relates to a pharmaceutical composition for the anticancer treatment for bladder cancer of recombinant Bacillus Calmette-Guérin (BCG) bacteria including antibacterial peptide evasive genes. The pharmaceutical composition has an excellent inhibitory effect of bladder cancer cells, and also can minimize side effects which can occur when injecting BCG in the bladder, thereby being able to be usefully used as an anticancer treatment for bladder cancer.

Description

항균 펩타이드 회피 유전자를 포함하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 방광암 항암 치료용 약학적 조성물{Chemotherapeutic and Pharmaceutical Compositions of Recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) including biosynthetic genes to avoid antimicrobial peptides for the Bladder Cancer therapy}Chemotherapeutic and Pharmaceutical Compositions of Recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) including biosynthetic genes to avoid antimicrobial peptides for the Bladder Cancer therapy}

본 발명은 항균 펩타이드 회피 유전자를 포함한 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 방광암에 대한 항암 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for anticancer treatment of bladder cancer of a recombinant Bacillus calmet-gerengin containing an antibacterial peptide evasion gene.

방광암은 전 세계적으로 11번째 발생빈도를 가진 암으로서, 모든 악성종양 환자의 3 내지 4%를 차지한다. 전 세계적으로 매년 약 20만 명 이상의 새로운 환자가 발생하며, 이 중에서 15만 명 이상이 남성이다. 방광암은 암의 진행경과에 따라 표재성 방광암, 침윤성 방광암 및 전이성 방광암으로 구분된다.Bladder cancer is the 11th most frequent cancer worldwide, accounting for 3 to 4% of all malignant tumor patients. More than 200,000 new patients occur each year worldwide, of which more than 150,000 are male. Bladder cancer is classified into superficial bladder cancer, invasive bladder cancer, and metastatic bladder cancer according to the progress of cancer.

그 중, 표재성 방광암은 TNM 병기에서 Ta, CIS(carcinoma in situ), T1에 해당하는 방광암으로, 전체 방광암의 70 내지 80%를 차지하며, 약 70%는 Ta 병변이며 나머지 30%가 T1 병기로 진단되는데, 이 중 약 30%가 악성도가 높은 grade 3에 해당한다. 표재성 방광암은 50 내지 75%의 환자에서 재발하며, 재발한 암의 20 내지 30%는 보다 높은 병기나 분화도가 나쁜 종양으로 진행되는 것으로 보고되고 있다.Among them, superficial bladder cancer is bladder cancer corresponding to Ta, carcinoma in situ (CIS), T1 in TNM stage, accounting for 70 to 80% of all bladder cancer, about 70% is Ta lesion, and the remaining 30% is T1 stage It is diagnosed, about 30% of which is grade 3 with high malignancy. Superficial bladder cancer is recurring in 50 to 75% of patients, and 20 to 30% of recurring cancers are reported to progress to higher stages or poorly differentiated tumors.

표재성 방광암의 치료를 위하여, 경요도절제술에 따른 병기 확인 후, 재발 및 진행의 위험도에 따라 경요도절제술 및 방광 내 BCG 주입법이 일반적으로 시행되고 있다. 바실러스 칼메트-게렝균(Bacillus Calmette-Guerin: BCG)은 Mycobacterium bovis(M.bovis)를 약독화한 생백신으로서, 1976년 Morales 등이 처음으로 방광 내 주입으로 방광암의 재발률을 줄였다는 보고 이후, 비특이적 면역요법제로 널리 사용되고 있다.For the treatment of superficial bladder cancer, after confirming the stage according to transurethral resection, transurethral resection and intra-bladder BCG injection are generally performed according to the risk of recurrence and progression. Bacillus Calmette-Guerin (BCG) is a live vaccine that attenuated Mycobacterium bovis (M.bovis). It is widely used as an immunotherapeutic agent.

현재까지 BCG의 방광 내 주입요법이 어떠한 작용기전을 통해 항암작용을 나타내는지 명확한 작용기전은 밝혀져 있지 않으나, T cell이 매개하는 면역반응에 의해 발생되는 육아종성 염증반응이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 즉, BCG 방광내 주입시, 방광에서는 BCG를 병원체로 인식하고 이를 저지하기 위하여 선천면역계가 활성화되어 이를 방어하며, 특히 항균 펩타이드인 베타-디펜신(beta-defensin) 2,3 및 카텔리시딘(cathelicidin)의 발현이 증가되어 BCG의 사멸을 유도하는 것으로 여겨지고 있다.Until now, the specific mechanism of action of BCG's intra-bladder infusion therapy to show anticancer activity is unknown, but granulomatous inflammatory reactions caused by T cell-mediated immune responses are known to play an important role. . In other words, when injected into the bladder of BCG, in the bladder, BCG is recognized as a pathogen and the innate immune system is activated to defend against it, and in particular, the antibacterial peptides beta-defensin 2,3 and cathelicidin ( cathelicidin) is believed to induce BCG death.

다만, 방광에 주입하는 BCG의 양은 1회에 약 천만(107)개의 CFU이나 실제로 방광표피에 내재화되는 양은 그 중 1% 미만으로 관측되며, 이는 선천면역계의 역할로 BCG의 효용성은 상당히 낮은 것으로 알려져 있다. 즉, 방광내 상피세포의 방어장벽을 극복하기 위하여 생결핵균인 BCG를 과량으로 방광내 주입해야 하기 때문에, BCG 주입요법시 60 내지 80%의 환자에서 경미한 부작용이, 5%의 환자에서 생명을 위협할 수 있는 심각한 부작용이 발생하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 부작용으로 인하여 환자의 치료 순응도가 낮아져, 충분한 횟수의 치료를 시행하지 못하고 중도에 치료가 중단되는 일이 빈번하게 발생한다.However, the amount of BCG injected into the bladder is about 10 million (10 7 ) CFU at a time, but in fact, the amount internalized in the bladder epidermis is observed to be less than 1%, and the effectiveness of BCG is very low due to the role of the innate immune system. Is known. In other words, in order to overcome the protective barrier of epithelial cells in the bladder, BCG, which is a biotuberculosis bacterium, must be injected into the bladder in an excessive amount, so minor side effects in 60 to 80% of patients during BCG infusion therapy are life threatening in 5% of patients. It is known to cause serious side effects. Due to these side effects, the patient's compliance with treatment is lowered, and the treatment is frequently stopped without sufficient treatment.

또한, 방광내 BCG 주입요법을 시행한 환자 중 50 내지 90%의 환자에서 재발이 발생하고, 20%의 환자에서 근육침윤성 방광암으로 진행하는 것으로 보고되고 있으나, BCG 주입요법이 실패한 환자에 대한 2차 치료법은 아직 개발되지 않은 실정이다.In addition, recurrence occurs in 50 to 90% of patients with intravesical BCG infusion therapy, and it is reported that 20% of patients progress to muscle-infiltrating bladder cancer, but secondary to patients who have failed BCG infusion therapy Treatment has not been developed yet.

이에, 본 발명자들은 내재화율이 높은 BCG를 개발하기 위한 연구를 수행하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors completed the present invention by conducting research to develop BCG having a high internalization rate.

대한민국 특허공개 제10-2007-0101855호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0101855

본 발명의 하나의 목적은 Sic(Streptococcal inhibitor of complement) 유전자를 발현하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균(Bacillus Calmette-Guerin: BCG)을 포함하는 방광암 항암 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for the treatment of bladder cancer anti-cancer, including a recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) expressing a Streptococcal inhibitor of complement (Sic) gene.

본 발명의 다른 목적은 Sic 유전자를 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 발현 벡터를 전기천공(electroporation)하여 바실러스 칼메트-게렝균에 도입하는 단계를 포함하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a method for producing a recombinant Bacillus calmet-gerenic bacterium comprising electroporation of a recombinant expression vector containing a nucleotide sequence encoding a Sic gene and introducing it into Bacillus calmet-gerenic. Is to provide.

본 발명의 일 양상은 Sic(Streptococcal inhibitor of complement) 유전자를 발현하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균(Bacillus Calmette-Guerin: BCG)을 포함하는 방광암 항암 치료용 약학적 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention provides a pharmaceutical composition for the treatment of bladder cancer anti-cancer, comprising a recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) expressing a Streptococcal inhibitor of complement (Sic) gene.

본 발명의 Sic 유전자를 발현하는 재조합 BCG는 항균펩티드인 HBD-2, HBD-3 및 CAMP의 항균작용을 회피할 수 있고, 방광암 세포에 대해 높은 내재화율을 나타낼 뿐만 아니라, 항암 사이토카인의 분비를 증가시킬 수 있으므로, 방광암 치료 효능 증대 및 재발 방지에 유용하게 사용될 수 있다.Recombinant BCG expressing the Sic gene of the present invention can avoid the antibacterial action of the antibacterial peptides HBD-2, HBD-3 and CAMP, exhibit high internalization rates for bladder cancer cells, and secrete anticancer cytokines. Since it can be increased, it can be effectively used to increase the efficacy of bladder cancer treatment and to prevent recurrence.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물에 포함되는 약학적으로 허용되는 담체는 약제의 제조에 통상적으로 이용되는 것으로써, 락토오스, 덱스트로스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로오스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences(22th ed., 2013)에 상세히 기재되어 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may include a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carrier included in the pharmaceutical composition of the present invention is commonly used in the manufacture of pharmaceuticals, lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin , Calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. It is not limited. The pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a wetting agent, a sweetener, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, etc. in addition to the above components. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington's Pharmaceutical Sciences (22th ed., 2013).

본 발명의 일 구체예에 따른 약학적 조성물은 하나 이상의 방광암의 치료 및 재발 방지에 활성을 나타내는 물질과 함께 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition according to an embodiment of the present invention may be administered together with a substance exhibiting activity in the treatment and prevention of recurrence of one or more bladder cancers.

또한, 본 발명의 일 구체예에 따른 약학적 조성물은 방광암의 치료와 재발 방지를 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물치료 및/또는 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용될 수 있다.In addition, the pharmaceutical composition according to one embodiment of the present invention may be used alone or in combination with methods using surgery, hormone therapy, drug therapy and / or biological response modifiers for the treatment and prevention of recurrence of bladder cancer. .

본 발명의 약학적 조성물은 그 제형의 제제화에 필요하고 적절한 각종 기제 및/또는 첨가물을 포함할 수 있으며, 그 효과를 떨어트리지 않는 범위 내에서 비이온 계면활성제, 실리콘 폴리머, 체질안료, 향료, 방부제, 살균제, 산화 안정화제, 유기 용매, 이온성 또는 비이온성 증점제, 유연화제, 산화방지제, 자유 라디칼 파괴제, 불투명화제, 안정화제, 에몰리언트(emollient), 실리콘, α-히드록시산, 소포제, 보습제, 비타민, 곤충 기피제, 향료, 보존제, 계면활성제, 소염제, 물질 P 길항제, 충전제, 중합체, 추진제, 염기성화 또는 산성화제, 또는 착색제 등 공지의 화합물을 더 포함하여 제조될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may contain various bases and / or additives necessary and appropriate for the formulation of the formulation, and non-ionic surfactants, silicone polymers, extender pigments, fragrances, preservatives within a range that does not impair the effect. , Fungicides, oxidation stabilizers, organic solvents, ionic or nonionic thickeners, softening agents, antioxidants, free radical disruptors, opacifiers, stabilizers, emollients, silicones, α-hydroxy acids, antifoaming agents, moisturizers , Vitamins, insect repellents, fragrances, preservatives, surfactants, anti-inflammatory agents, substance P antagonists, fillers, polymers, propellants, basicizing or acidifying agents, or coloring agents.

본 발명의 약학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 성인 기준으로 0.001~1000㎎/kg일 수 있다.Suitable dosages of the pharmaceutical compositions of the invention are variously prescribed by factors such as formulation method, mode of administration, patient's age, weight, sex, morbidity, food, time of administration, route of administration, rate of excretion, and response sensitivity. Can be. The dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may be 0.001 to 1000 mg / kg on an adult basis.

본 발명의 약학적 조성물은 비경구, 구체적으로 방광내 투여할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered parenterally, specifically in the bladder.

본 발명의 약학적 조성물은 비경구 투여시 다양한 제형으로 투여될 수 있는데, 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드, 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 구체적으로, 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제 및 동결건조제제가 포함될 수 있다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 또한, 치료제의 효능 증진을 위해 칼슘이나 비타민 D3를 첨가할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered in a variety of formulations when administered parenterally, the liquid preparations include suspensions, liquid solutions, emulsions, syrups, etc. Excipients may include, for example, wetting agent sweeteners, fragrances, preservatives, and the like. Specifically, formulations for parenteral administration may include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions and lyophilized preparations. As the non-aqueous solvent and suspension solvent, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate may be used. In addition, calcium or vitamin D3 may be added to improve the efficacy of the therapeutic agent.

이러한 조성물은 단위-용량(1회분) 또는 다중-용량(수 회분) 용기, 예를 들면, 밀봉된 앰풀 및 바이알에 제시될 수 있고, 사용 직전에 멸균성 액상 담체, 예를 들면, 주사용 수의 부가만을 요구하는 동결-건조 조건하에 저장할 수 있다. 즉석의 사용제 및 현탁제는 멸균성 산제, 과립제 및 정제로부터 제조할 수 있다.Such compositions may be presented in unit-dose (single serving) or multi-dose (several servings) containers, such as sealed ampoules and vials, and sterile liquid carriers, such as water for injection, just prior to use. Can be stored under freeze-drying conditions requiring only the addition of. Instant use and suspending agents can be prepared from sterile powders, granules and tablets.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 방광암은 표재성 방광암일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the bladder cancer may be superficial bladder cancer.

방광내 BCG 주입 요법은 표재성 방광암의 대표적인 치료 방법이나, 현재 사용되는 BCG는 내재화율이 낮고 항균펩티드에 의한 내성이 낮아, 과량으로 처리해야하므로 부작용의 발생 빈도가 높다. 본 발명의 Sic 유전자를 발현하는 재조합 BCG는 방광암 세포에 대해 높은 내재화율을 나타내고, 항균펩티드에 대한 내성이 우수하므로, 종래 BCG 주입요법시 사용되는 용량보다 낮은 용량으로 BCG의 처리가 가능하여 부작용의 발생을 최소화 할 수 있다. Intra-bladder BCG infusion therapy is a typical treatment method for superficial bladder cancer, but the currently used BCG has a low internalization rate and low resistance to antimicrobial peptides, and thus should be treated in excess, thereby causing a high incidence of side effects. Recombinant BCG expressing the Sic gene of the present invention exhibits a high internalization rate against bladder cancer cells, and has excellent resistance to antimicrobial peptides, so it is possible to treat BCG at a lower dose than that used in conventional BCG infusion therapy. The occurrence can be minimized.

본 발명의 다른 양상은 Sic 유전자를 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 발현 벡터를 전기천공(electroporation)하여 바실러스 칼메트-게렝균에 도입하는 단계를 포함하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for producing a recombinant Bacillus calmet-gerenic bacterium comprising electroporation of a recombinant expression vector comprising a nucleotide sequence encoding a Sic gene and introducing it into Bacillus calmet-gerenic. to provide.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 벡터는 pMV306hsp일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the vector may be pMV306hsp.

본 발명의 Sic 유전자를 발현하는 재조합 BCG의 제조시, Sic 유전자를 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 pMV306hsp 벡터를 전기천공법에 의하여 BCG에 도입할 경우, 재조합 BCG의 제조 수율이 특히 우수하다.When preparing the recombinant BCG expressing the Sic gene of the present invention, when the pMV306hsp vector containing the nucleotide sequence encoding the Sic gene is introduced into the BCG by electroporation, the production yield of the recombinant BCG is particularly excellent.

항균 펩타이드 회피 유전자를 포함하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 방광암 치료용 약학적 조성물에 따르면, 방광암세포의 억제 효과가 우수하고, 방광내 BCG 주입시 발생할 수 있는 부작용을 최소화할 수 있으므로, 방광암 항암 치료에 유용하게 활용할 수 있다.According to the pharmaceutical composition for the treatment of bladder cancer of a recombinant Bacillus calmet-gerenic bacterium containing an antimicrobial peptide evasion gene, the effect of suppressing bladder cancer cells is excellent, and side effects that may occur when injecting BCG in the bladder can be minimized. It can be useful for treatment.

도 1은 Sic(Streptococcal inhibitor of complement) 유전자를 발현하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균(Bacillus Calmette-Guerin: BCG)을 제조하기 위하여 사용한 재조합 발현 벡터를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 재조합 BCG에서 RNA 추출 후 cDNA를 합성하여 sic 유전자의 발현을 확인한 사진이다.
도 3은 항균 펩타이드에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 생존율을 생존/사멸 검정법에 따라 확인한 사진이다.
도 4는 생존/사멸 검정법에 따라 확인한 항균 펩타이드에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 방광암세포주인 5637 및 T24 세포에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 내재화를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 재조합 BCG의 내재화 속도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 재조합 BCG의 THP-1 세포 이동성 증가 활성을 확인한 세포 이동 분석 결과 및 이동된 THP-1 세포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 방광암세포주인 5637 및 T24에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 억제 활성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 방광암세포주인 5637에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 억제 활성을 나타낸 사진이다.
도 10은 방광암세포주인 5637에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 억제 활성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 정위성 방광암 마우스 모델에서 BCG와 본 발명의 재조합 BCG의 방광암 내재화율을 비교한 그래프이다.
도 12는 정위성 방광암 마우스 모델에서 마우스 방광암 세포에 대한 본 발명의 재조합 BCG의 내재화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 마우스 방광암 조직에 대한 생체 내 발광 측정에 따른 본 발명의 재조합 BCG의 억제 활성을 나타낸 사진이다.
FIG. 1 is a diagram showing a recombinant expression vector used to prepare a recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) expressing a streptococcal inhibitor of complement (Sic) gene.
2 is a photo confirming the expression of the sic gene by synthesizing cDNA after RNA extraction from the recombinant BCG of the present invention.
3 is a photograph confirming the survival rate of the recombinant BCG of the present invention for the antibacterial peptide according to the survival / kill assay.
4 is a graph showing the survival rate of the recombinant BCG of the present invention for the antimicrobial peptides identified according to the survival / kill assay.
Figure 5 is a photograph showing the internalization of the recombinant BCG of the present invention for the bladder cancer cell line 5637 and T24 cells.
6 is a graph showing the internalization rate of the recombinant BCG of the present invention.
7 is a graph showing the results of cell migration assay and the migrated THP-1 cells confirming the activity of increasing the THP-1 cell mobility of the recombinant BCG of the present invention.
8 is a graph showing the inhibitory activity of the recombinant BCG of the present invention against the bladder cancer cell lines 5637 and T24.
9 is a photograph showing the inhibitory activity of the recombinant BCG of the present invention against the bladder cancer cell line 5637.
10 is a graph showing the inhibitory activity of the recombinant BCG of the present invention against the bladder cancer cell line 5637.
11 is a graph comparing the rate of bladder cancer internalization between BCG and the recombinant BCG of the present invention in a stereotactic bladder cancer mouse model.
12 is a graph showing the internalization of the recombinant BCG of the present invention for mouse bladder cancer cells in a stereotactic bladder cancer mouse model.
13 is a photograph showing the inhibitory activity of the recombinant BCG of the present invention according to the in vivo luminescence measurement of mouse bladder cancer tissue.

이하 본 발명을 하나 이상의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through one or more embodiments. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1. 재조합 BCG(rBCG) 제조 및 재조합 BCG의 방광암 세포 억제 효과 분석 방법Example 1.Recombinant BCG (rBCG) preparation and method of analyzing the inhibitory effect of recombinant BCG on bladder cancer cells

1-1. 세포 배양 및 시약 처리1-1. Cell culture and reagent treatment

5637 및 T24 인간 방광암 세포주는 American Type Culture Collection(Manassas, VA, USA)에서 구입하였다. 37℃ 및 5% CO2의 항온항습 배양기에서 세포를 배양하였고, 2 내지 3일 마다 영양분을 공급하였으며, 컨플루언스(confluence)에 도달한 세포를 사용하였다. 세포를 10% FBS(fetal bovine serum)(Gibco Laboratories, Gaithersburg, MD, USA) 및 1% 암포테리신(amphotericin) B/스트렙토마이신(streptomycin)/페니실린(penicillin)(Gibco Laboratories)으로 보충된 권장 배지(recommended medium)에서 배양하였다. 세포주를 PCR 기반 검출 키트(Intron Biotechnology, Seongnam, Korea)로 평가한 결과, 마이코플라스마(mycoplasma) 오염이 없는 것으로 확인되었다.The 5637 and T24 human bladder cancer cell lines were purchased from the American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA). Cells were cultured in a constant temperature and humidity incubator at 37 ° C. and 5% CO 2 , nutrients were supplied every 2-3 days, and cells reaching confluence were used. Recommended medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (Gibco Laboratories, Gaithersburg, MD, USA) and 1% amphotericin B / streptomycin / penicillin (Gibco Laboratories) (recommended medium). As a result of evaluating the cell line with a PCR-based detection kit (Intron Biotechnology, Seongnam, Korea), it was confirmed that there was no mycoplasma contamination.

1-2. 플라스미드 구조1-2. Plasmid structure

Sic(Streptococcal inhibitor of complement)(GenBank: AY229858.1) 유전자를 코딩하는 DNA를 합성 및 클로닝하였다(Macrogen, Seoul, Korea). EcoRI 및 HpaI 제한효소를 사용하여 pMV306 벡터에서 Sic 발현 벡터를 제작하였다(도 1). 클로닝에 사용된 프라이머 서열은 하기 표 1과 같다.DNA encoding the Streptococcal inhibitor of complement (Sic) (GenBank: AY229858.1) gene was synthesized and cloned (Macrogen, Seoul, Korea). Sic expression vectors were constructed from pMV306 vectors using EcoRI and HpaI restriction enzymes (FIG. 1). Primer sequences used for cloning are shown in Table 1 below.

벡터vector 프라이머primer 프라이머 염기서열(5'→3')Primer sequence (5 '→ 3') 서열번호Sequence number pMV306hsppMV306hsp SicSic forwardforward CGGGCTGCAGGAATTCATGAAGATCAAGAAGAACATCCGGGCTGCAG GAATTC ATGAAGATCAAGAAGAACATC 서열번호 1SEQ ID NO: 1 reversereverse GATCGTACGCTAGTTAACTCAGGTGGTCGACGGGGTGGATCGTACGCTA GTTAAC TCAGGTGGTCGACGGGGTG 서열번호 2SEQ ID NO: 2

1-3. BCG 배양1-3. BCG culture

Middlebrook 7H9 액체 배지는 7H9 분말(BD, Franklin Lakes, NJ, USA)을 dH2O 및 0.2% 글리세롤(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)과 혼합하여 제조하였다. 배지를 오토클레이브하고 완전히 냉각시킨 후, 필터-살균된 0.05% Tween 80(Sigma-Aldrich), 및 10% OADC Enrichment(Sigma-Aldrich) 또는 10% ADC Enrichment(Sigma-Aldrich)를 첨가하였다. 약 15일 동안 37℃의 7H9 배지에서 OD600의 광학 밀도가 2.0에 도달할 때까지 BCG를 배양하였다. 그 후, BCG 세포를 PBS(phosphate buffered saline)에서 100의 감염다중도(multiplicity of infection: MOI)를 나타내는 1×107cells/㎖로 희석하고, 사용할 때까지 -80℃에서 보관하였다.Middlebrook 7H9 liquid medium was prepared by mixing 7H9 powder (BD, Franklin Lakes, NJ, USA) with dH 2 O and 0.2% glycerol (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA). After autoclaving and completely cooling the medium, filter-sterilized 0.05% Tween 80 (Sigma-Aldrich), and 10% OADC Enrichment (Sigma-Aldrich) or 10% ADC Enrichment (Sigma-Aldrich) were added. BCG was incubated for about 15 days in a 7H9 medium at 37 ° C. until the optical density of OD600 reached 2.0. Thereafter, BCG cells were diluted in PBS (phosphate buffered saline) to 1 × 10 7 cells / ml showing a multiplicity of infection (MOI) of 100, and stored at −80 ° C. until use.

1-4. 전기천공법에 따른 재조합 BCG의 제조1-4. Preparation of recombinant BCG by electroporation

BCG 세포를 실온에서 7분 동안 3,000×g로 원심분리하여 수득하고, PBS로 2회 세척하였다. 2mm gap cuvette(BTX, Holliston, MA, USA)은 약 30분 동안 얼음에서 미리 냉각시켜 준비하였다. 1000 MOI의 BCG를 OADC(Sigma-Aldrich)가 함유된 7H9 액체 배지 100㎕에 현탁시켰다. 다음으로, BCG를 오토클레이브된 에펜도르프 튜브에서 2㎍의 플라스미드 DNA와 부드럽게 혼합한 다음, 혼합물을 준비한 gap cuvette에 첨가하고 2500V(BTX)에서 ECM®399 Electroporation 시스템을 사용하여 전기천공하여 Sic 유전자가 재조합된 BCG(rBCG-Sic)를 제조하였다. 그 후, 재조합 BCG를 ADC 및 가나마이신(kanamycin)(10㎍/㎖)을 함유하는 7H9 배지에 재현탁시키고, 37℃에서 2일 동안 배양하였다. BCG cells were obtained by centrifugation at 3,000 x g for 7 minutes at room temperature and washed twice with PBS. A 2 mm gap cuvette (BTX, Holliston, MA, USA) was prepared by pre-cooling in ice for about 30 minutes. 1000 MOI of BCG was suspended in 100 μl of 7H9 liquid medium containing OADC (Sigma-Aldrich). Next, BCG was gently mixed with 2 μg of plasmid DNA in an autoclaved Eppendorf tube, and then the mixture was added to the prepared gap cuvette and electroporated using an ECM®399 Electroporation system at 2500 V (BTX) to generate the Sic gene. Recombinant BCG (rBCG-Sic) was prepared. Thereafter, the recombinant BCG was resuspended in 7H9 medium containing ADC and kanamycin (10 μg / ml) and incubated at 37 ° C. for 2 days.

1-5. 역전사 PCR에 의한 cDNA 합성1-5. CDNA synthesis by reverse transcription PCR

실시예 1-4에서 제조한 재조합 BCG를 37℃에서 3시간 배양한 다음, 실온에서 7분 동안 3,000xg로 원심분리하여 수득하고, PBS로 1회 세척하였다. TRIzol®Max Bacterial RNA Isolation Kit(Ambion, Austin, TX, USA)를 사용하여 재조합 BCG 균주에서 총 RNA를 분리하였고, 흡광도 정량 분석방법을 통해 총 RNA의 양을 측정하였다. The recombinant BCG prepared in Example 1-4 was incubated at 37 ° C for 3 hours, then obtained by centrifugation at 3,000xg for 7 minutes at room temperature, and washed once with PBS. Total RNA was isolated from recombinant BCG strains using the TRIzol® Max Bacterial RNA Isolation Kit (Ambion, Austin, TX, USA), and the amount of total RNA was measured by absorbance quantitative analysis.

분리된 총 RNA중에서 0.5㎍의 총 RNA를 하기 표 2의 프라이머를 사용하여 역전사 PCR(RT-PCR)에 의해 cDNA를 합성하였으며, 결과는 제조자의 지시(Takara Bio, Otsu, Shiga, Japan)에 따라 분석하였다. 재조합 BCG의 효율성 측정을 위하여, 합성한 cDNA 중 25ng을 실시예 1-6의 실시간 PCR에서 주형으로 사용하였다.CDNA was synthesized by reverse transcription PCR (RT-PCR) using the primers of Table 2 below with 0.5 μg total RNA from the total RNA isolated, and the results were according to the manufacturer's instructions (Takara Bio, Otsu, Shiga, Japan). Analysis. To measure the efficiency of the recombinant BCG, 25ng of the synthesized cDNA was used as a template in the real-time PCR of Example 1-6.

프라이머primer 프라이머 염기서열(5'→3')Primer sequence (5 '→ 3') 서열번호Sequence number SicSic forwardforward TCTGATTGGGGCCGATCTTCTGATTGGGGCCGATCT 서열번호 3SEQ ID NO: 3 reversereverse ACCGAAGCCTGCCATGTAACCGAAGCCTGCCATGTA 서열번호 4SEQ ID NO: 4 16S rRNA16S rRNA forwardforward TCCCGGGCCTTGTACACATCCCGGGCCTTGTACACA 서열번호 5SEQ ID NO: 5 reversereverse CCACTGGCTTCGGGTGTTCCACTGGCTTCGGGTGTT 서열번호 6SEQ ID NO: 6

1-6. 전기천공법에 따라 제조된 재조합 BCG의 효율성 측정1-6. Measure the efficiency of recombinant BCG prepared by electroporation

실시예 1-4에서 제조된 재조합 BCG 내에 발현된 Sic 유전자의 양을 측정하기 위하여, 실시간 PCR을 기반으로 하는 정량 방법을 수행하였으며, 표 2의 Sic 유전자에 특이적인 프라이머를 사용하여 재조합 BCG에서 발현된 Sic 유전자의 양을 측정하였다.In order to measure the amount of Sic gene expressed in the recombinant BCG prepared in Example 1-4, a quantitative method based on real-time PCR was performed, and the expression was expressed in recombinant BCG using primers specific to the Sic gene of Table 2. The amount of Sic gene was measured.

PCR 혼합물(20㎕)의 조성은 다음과 같다: 1×PCR 버퍼(0.2mM dNTP, 2.5mM MgCl2, 1㎎/㎖ BSA, 0.5×SYBR Green I 염료(SIGMA S9430), 0.25U Ex Taq HS), 0.4μM 정방향 프라이머, 0.4μM 역방향 프라이머 및 25ng의 주형 DNA. 재조합 BCG의 DNA 증폭은 95℃에서 2분 및 98℃에서 5초 후, 98℃에서 10초, 65℃에서 15초 및 72℃에서 40초를 42사이클 반복하여 수행하였다. DNA 증폭은 각 샘플에 대하여 96-웰 광학 플레이트에서 3회 수행되었다. 실시간 PCR은 CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System(Bio-rad Laboratories, Hercules, California)를 사용하여 수행하였다. 주형 DNA가 없는 대조군과 양성 대조군 DNA를 각 검사에 포함시켰다. Sic 유전자에 대한 표준 곡선 작성을 위하여, 플라스미드 DNA를 연속 희석(10배)하여 각 반응에서 1pg 내지 100ng의 DNA를 포함하는 6-포인트 표준 곡선을 작성하였다. 재조합 BCG의 표준 곡선 작성을 위해 BCG의 상보 DNA를 연속 희석(10배)하여 각 반응에서 1pg 내지 100ng의 DNA를 포함하는 6-포인트 표준 곡선을 작성하였다. 두 표준 곡선의 R2 상관관계(correlation)는 0.99였다. 전기천공법의 효율성은 실시간 PCR에 사용된 총 상보 DNA 25ng 대비 Sic 유전자의 양으로 계산하였으며, Sic 유전자의 표준 곡선을 사용하여 재조합 BCG안에 Sic 유전자에 대한 발현 양을 결정하였다. 전기천공법의 효율성 측정을 위해 실시간 PCR을 10번 실험하여 평균값을 통해 결정하였고, 표준 오차(S.E)는 0.50으로 확인되었다.The composition of the PCR mixture (20 μl) is as follows: 1 × PCR buffer (0.2mM dNTP, 2.5mM MgCl 2, 1mg / ml BSA, 0.5 × SYBR Green I dye (SIGMA S9430), 0.25U Ex Taq HS), 0.4 μM forward primer, 0.4 μM reverse primer and 25 ng of template DNA. DNA amplification of the recombinant BCG was performed by repeating 42 cycles of 2 minutes at 95 ° C and 5 seconds at 98 ° C, 10 seconds at 98 ° C, 15 seconds at 65 ° C, and 40 seconds at 72 ° C. DNA amplification was performed three times in a 96-well optical plate for each sample. Real-time PCR was performed using the CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System (Bio-rad Laboratories, Hercules, California). Controls without template DNA and positive control DNA were included in each test. To prepare a standard curve for the Sic gene, plasmid DNA was serially diluted (10 fold) to create a 6-point standard curve containing 1 pg to 100 ng of DNA in each reaction. To prepare a standard curve for recombinant BCG, the complementary DNA of BCG was serially diluted (10-fold) to prepare a 6-point standard curve containing 1 pg to 100 ng of DNA in each reaction. The R2 correlation of the two standard curves was 0.99. The efficiency of electroporation was calculated as the amount of Sic gene compared to 25 ng of the total complementary DNA used for real-time PCR, and the standard expression curve of the Sic gene was used to determine the expression amount of the Sic gene in recombinant BCG. In order to measure the efficiency of the electroporation method, real-time PCR was performed 10 times to determine the average value, and the standard error (S.E) was found to be 0.50.

1-7. BCG 내재화 분석1-7. BCG internalization analysis

BCG 처리된 실시예 1-1의 방광암 세포를 수확하고, 0.2% 알부민, 0.02% Na-EDTA 및 0.01% NaN3을 함유하는 PBS에 재현탁시켰다. BCG가 내재화된 세포와 BCG가 표면 결합된 세포를 구별하기 위하여, polyclonal rabbit anti-Mycobacterium tuberculosis antibody(1:100)와 함께 4℃에서 30분 동안 세포를 배양하였다. 배양 후, 세포를 세척하고 cyanine 5(Cy-5)-conjugated goat anti-rabbit antibody(1:50)와 함께 4℃에서 30분 동안 배양하였다. 세포를 세척하고 봉입제(mounting medium)를 함유하는 커버 슬라이드 상에 마운트하였다. 핵을 4',6-diamidino-2-phenylindole(DAPI)로 대조염색하고 덮개유리를 덮은 후, Zeiss LSM 510 레이저 스캐닝 공초점 현미경(Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)을 사용하여 형광을 관찰하였다. 각각의 실험에서, DAPI로 염색된 핵(청색)을 가진 세포 100개를 1000×에서 계수하였다.The bladder cancer cells of Example 1-1 treated with BCG were harvested and resuspended in PBS containing 0.2% albumin, 0.02% Na-EDTA and 0.01% NaN 3 . In order to distinguish between BCG-embedded cells and BCG-surface bound cells, the cells were incubated for 30 minutes at 4 ° C with a polyclonal rabbit anti-Mycobacterium tuberculosis antibody (1: 100). After incubation, the cells were washed and incubated with cyanine 5 (Cy-5) -conjugated goat anti-rabbit antibody (1:50) at 4 ° C for 30 minutes. Cells were washed and mounted on cover slides containing mounting medium. After the nuclei were counterstained with 4 ', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) and covered with a cover glass, fluorescence was observed using a Zeiss LSM 510 laser scanning confocal microscope (Carl Zeiss, Oberkochen, Germany). In each experiment, 100 cells with nuclei (blue) stained with DAPI were counted at 1000 ×.

1-8. 세포 생존율 및 콜로니 형성 분석1-8. Cell viability and colony formation analysis

96-웰 플레이트에 웰당 5×103개의 실시예 1-1의 세포를 접종하고 다양한 농도의 실시예 1-4의 재조합 BCG 또는 BCG로 처리하였다. 48시간 후, D-PlusTM CCK 키트(Dongins, Seoul, Korea)를 사용하여 제조자의 지시에 따라 세포 생존율을 분석하였다. 콜로니 형성 분석은 재조합 BCG(rBCG-Sic) 처리 후, 30 MOI에서 수행되었다. 1×103개의 세포를 12-웰 플레이트에 3회 재접종하고 14일 동안 완전 배지(complete medium)에서 배양하여 콜로니가 형성되도록 하였다. 그 후, 4% 파라포름알데히드(Biosesang, Seongnam, Korea)로 콜로니를 고정시키고 0.1% 크리스탈 바이올렛(Sigma-Aldrich)으로 염색한 다음, 콜로니의 수를 시각적으로 평가하고, 50㎛ 이상의 크기를 갖는 콜로니를 계수하였다.96-well plates were seeded with 5 × 10 3 cells of Example 1-1 per well and treated with recombinant BCG or BCG of various concentrations of Examples 1-4. After 48 hours, cell viability was analyzed using the D-PlusTM CCK kit (Dongins, Seoul, Korea) according to the manufacturer's instructions. Colony formation analysis was performed at 30 MOI after recombinant BCG (rBCG-Sic) treatment. 1 × 10 3 cells were re-inoculated 3 times in a 12-well plate and cultured in a complete medium for 14 days to allow colonies to form. Thereafter, colonies were fixed with 4% paraformaldehyde (Biosesang, Seongnam, Korea), stained with 0.1% crystal violet (Sigma-Aldrich), and then visually evaluated for the number of colonies, and colonies having a size of 50 µm or more. Was counted.

1-9. 세포 이동 분석1-9. Cell migration analysis

실시예 1-1의 세포를 10% FBS 및 1% 항생제를 함유하는 완전 배지에서 5×104cells/웰로 24-웰 플레이트에 접종하였다. 접종 24시간 후에, 세포를 10 MOI의 실시예 1-4의 재조합 BCG로 8시간 동안 감염시켰다. 이어서, BCG를 제거하고 무혈청 배지를 첨가하였다. 무혈청 배지에서 THP-1 세포(3×105)를 트랜스 웰(Corwell, Corning, NY, USA)의 상부 챔버에 첨가하고 2시간 동안 배양 하였다. THP-1 세포를 트랜스 웰의 상부 챔버에 첨가하기 전에, 챔버를 무혈청 배지에서 1시간 동안 평형시켜 사용하였다. 플레이트 및 하부 챔버의 세포를 4% 파라포름알데히드(Biosesang)로 고정하고, 0.1% 크리스탈 바이올렛(Sigma-Aldrich)으로 염색한 후, 이동 세포를 확인하였다.Cells of Example 1-1 were inoculated in 24-well plates at 5 × 10 4 cells / well in complete medium containing 10% FBS and 1% antibiotic. 24 hours after inoculation, cells were infected for 8 hours with recombinant BCG of Example 1-4 of 10 MOI. Then BCG was removed and serum-free medium was added. In serum-free medium, THP-1 cells (3 × 10 5 ) were added to the upper chamber of a transwell (Corwell, Corning, NY, USA) and cultured for 2 hours. Before adding THP-1 cells to the upper chamber of the transwell, the chamber was used to equilibrate for 1 hour in serum free medium. The cells of the plate and the lower chamber were fixed with 4% paraformaldehyde (Biosesang), stained with 0.1% crystal violet (Sigma-Aldrich), and then the cells were identified.

1-10. ELISA1-10. ELISA

R&D Systems(Minneapolis, MN, USA)에서 IL-6(D6050), IL-12(D1200), TNF-α(DTA00C) 및 INF-γDuo-set ELISA 키트(HBD-2(cat# 201-12-1937; SunRed Bio, Shanghai, China), HBD-3(cat# CSB-E14187h; CUSABIO, Houston, TX, USA), CAMP(cat# 201-12-3404; SunRed Bio))를 구입하여 사용하였다. 60mm 세포 배양 접시에 3×105cells/웰로 세포를 접종하였다. 24시간 후, 30 MOI의 BCG 및 실시예 1-4의 재조합 BCG로 각각 세포를 감염시키고, 72시간 동안 배양하였다. 그 후, 세포 배양 상등액을 수득하고, 4℃에서 10분 동안 2000 내지 3000rpm(1000×g)으로 원심분리 하였다. 수득한 샘플은 즉시 또는 -80℃에 보관하였다가 제조사의 지시에 따라 분석하였으며, 마이크로 플레이트 판독기(SpectraMax i3x, Molecular Devices)를 사용하여 웰의 OD450을 측정하였다.IL-6 (D6050), IL-12 (D1200), TNF-α (DTA00C) and INF-γDuo-set ELISA kit (HBD-2 (cat # 201-12-1937) from R & D Systems (Minneapolis, MN, USA) ; SunRed Bio, Shanghai, China), HBD-3 (cat # CSB-E14187h; CUSABIO, Houston, TX, USA), CAMP (cat # 201-12-3404; SunRed Bio) was used. Cells were seeded at 3 × 10 5 cells / well in a 60 mm cell culture dish. After 24 hours, cells were infected with 30 MOI of BCG and recombinant BCG of Examples 1-4, respectively, and cultured for 72 hours. Thereafter, a cell culture supernatant was obtained and centrifuged at 2000-3000 rpm (1000 × g) for 10 minutes at 4 ° C. The obtained samples were stored immediately or stored at -80 ° C and analyzed according to the manufacturer's instructions, and the OD450 of the wells was measured using a microplate reader (SpectraMax i3x, Molecular Devices).

1-11. 생존/사멸 검정법1-11. Survival / kill assay

2×107cells/100㎕ 밀도의 BCG 또는 실시예 1-4의 재조합 BCG가 처리된 실시예 1-1의 세포에 HBD-2(0.1ng/㎖), HBD-3(0.5ng/㎖) 및 CAMP(0.5ng/㎖)를 1시간 동안 처리한 후, 세포 생존력을 제조사의 지침에 따라 bacterial live and dead assay kit(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)를 사용하여 측정하였다.HBD-2 (0.1 ng / ml), HBD-3 (0.5 ng / ml) in cells of Example 1-1 treated with BCG at a density of 2 x 10 7 cells / 100 µL or recombinant BCG of Example 1-4 And CAMP (0.5 ng / ml) after 1 hour treatment, cell viability was measured using a bacterial live and dead assay kit (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) according to the manufacturer's instructions.

1-12. 통계분석1-12. Statistical analysis

모든 데이터는 3회 이상의 분리된 3반복 실험의 평균±표준편차(SD)로 나타내고, Student's t-test를 이용하여 데이터를 비교하였다. 0.05 미만의 P 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.All data are expressed as the mean ± standard deviation (SD) of three or more separate 3 replicate experiments, and the data are compared using Student's t-test. P values less than 0.05 were considered statistically significant.

실시예 2. 동물모델에서 재조합 BCG의 방광암 내재화 분석 방법Example 2. Analysis method for internalization of bladder cancer of recombinant BCG in an animal model

2-1. 방광암 동물모델 구축 및 재조합 BCG 처리2-1. Bladder cancer animal model construction and recombinant BCG treatment

방광암 동물모델을 이용한 재조합 BCG의 내재화를 평가하기 위하여, 국립암센터에 의뢰하여 정위성 방광암 동물모델을 구축하고, BCG와 실시예 1-4의 재조합 BCG의 내재화를 비교하였다. 방광암 동물모델은 BALB/c 마우스를 이용하여 구축하였다. 재조합 BCG, BCG, 대조군 각각 3개의 군으로 각 군마다 20마리의 마우스에 방광암을 유발시키고, 그 중, 방광암이 생성된 마우스에 1주일에 2번씩, 3주에 걸쳐 실시예 1-4의 재조합 BCG 또는 BCG를 처리하였다. 3주간의 처리 후에 방광암 조직을 수득하여 재조합 BCG의 내재화 및 방광암의 억제 여부를 평가하였다. 한편, 실험기간 동안 마우스의 체중에 유의적인 변화는 관찰되지 않았다.In order to evaluate the internalization of recombinant BCG using the bladder cancer animal model, a request was made to the National Cancer Center to construct a stereotactic bladder cancer animal model, and the internalization of the recombinant BCG of BCG and Example 1-4 was compared. The bladder cancer animal model was constructed using BALB / c mice. Recombinant BCG, BCG, and three groups each of the control group induces bladder cancer in 20 mice in each group. Among them, the bladder cancer is generated twice in a week, 3 weeks over a period of 3 weeks. BCG or BCG was treated. Bladder cancer tissue was obtained after 3 weeks of treatment to evaluate the internalization of recombinant BCG and inhibition of bladder cancer. Meanwhile, no significant change was observed in the body weight of the mice during the experiment.

2-2. 마우스 방광암 조직에서 DNA 추출2-2. DNA extraction from mouse bladder cancer tissue

PureLink™ Genomic DNA mini kit(invitrogen™, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 마우스 방광암 조직에서 총 게놈 DNA를 분리하였고, 결과는 제조자의 지시에 따라 분석하였다. 흡광도 정량 분석방법을 통해 총 게놈 DNA의 양을 측정하였으며, 정량된 DNA 50ng을 실시간(real-time) PCR에서 주형으로 사용하였다.Total genomic DNA was isolated from mouse bladder cancer tissue using PureLink ™ Genomic DNA mini kit (invitrogen ™, Carlsbad, CA, USA), and the results were analyzed according to the manufacturer's instructions. Total amount of genomic DNA was measured by absorbance quantitative analysis method, and 50 ng of quantified DNA was used as a template in real-time PCR.

2-3. 마우스 방광암 조직에서 재조합 BCG의 내재화 측정2-3. Measurement of internalization of recombinant BCG in mouse bladder cancer tissue

실시예 2-2의 DNA에 대하여 정량적 실시간 PCR 기반 방법을 수행하여, 마우스 방광암 조직에서 내재화된 BCG의 양을 결정하였다. 방광암 조직에서 BCG를 검출하기 위하여, 열충격 단백질 유전자(hsp65)를 기반으로 제작한 BCG 특이적 프라이머를 사용하였다. BCG의 DNA를 증폭하기 위하여, hsp65 단편을 표적으로 하였고, 마우스 방광암조직 DNA를 증폭하기 위하여, 마우스 GAPDH 유전자를 표적으로 하였다. 표 3의 GAPDH 특이적 프라이머(250bp 산물)는 Primer-Blast(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast)로 디자인하였다.Quantitative real-time PCR-based methods were performed on the DNA of Example 2-2 to determine the amount of BCG internalized in mouse bladder cancer tissue. To detect BCG in bladder cancer tissue, BCG specific primers based on the heat shock protein gene (hsp65) were used. To amplify the DNA of BCG, the hsp65 fragment was targeted, and to amplify the mouse bladder cancer tissue DNA, the mouse GAPDH gene was targeted. The GAPDH specific primer of Table 3 (250 bp product) was designed with Primer-Blast (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast).

프라이머primer 프라이머 염기서열(5'→3')Primer sequence (5 '→ 3') 서열번호Sequence number GAPDHGAPDH forwardforward GCTTAGGTTCATCAGGGCTTAGGTTCATCAGG 서열번호 7SEQ ID NO: 7 reversereverse TTCTTCGGTAGTGACATTCTTCGGTAGTGACA 서열번호 8SEQ ID NO: 8

PCR 혼합물(20㎕)의 조성은 다음과 같다: 1×PCR 버퍼, 0.2mM dNTP, 2.5mM MgCl2, 1㎎/㎖ BSA, 0.5×SYBR Green I 염료(SIGMA S9430), 0.25U Ex Taq HS, 0.4μM 정방향 프라이머, 0.4μM 역방향 프라이머 및 50ng 주형 DNA. BCG의 DNA 증폭은 95℃에서 2분 및 98℃에서 5초 후, 98℃에서 10초, 60℃에서 15초 및 72℃에서 40초를 42사이클 반복하여 수행하였다. 마우스 암조직 DNA 증폭은 95℃에서 2분 및 98℃에서 5초 후, 98℃에서 10초, 45℃에서 10초 및 72℃에서 40초를 42사이클 반복하여 수행하였다. DNA 증폭은 각 샘플에 대하여 96-웰 광학 플레이트에서 3회 수행되었다. 실시간 PCR은 CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System(Bio-rad Laboratories, Hercules, California)를 사용하여 수행하였다. 주형 DNA가 없는 대조군과 양성 대조군 DNA를 각 검사에 포함시켰다. BCG에 대한 표준 곡선 작성을 위하여, BCG DNA 스톡을 연속 희석(10배)하여 각 반응에서 1pg 내지 100ng의 DNA를 포함하는 6-포인트 표준 곡선을 작성하였다. 마우스 방광 암조직의 표준 곡선 작성을 위해 무처리 방광암조직군의 DNA를 연속 희석(10배)하여 각 반응에서 1pg 내지 100ng의 DNA를 포함하는 6-포인트 표준 곡선을 작성하였다. 게놈 DNA 카피 수는 DNA의 양 및 게놈 크기를 사용하여 계산하였으며, 표준 곡선을 사용하여 각 샘플의 마우스 방광암조직에 대한 BCG 세포 수의 비율을 결정하였다.The composition of the PCR mixture (20 μl) is as follows: 1 × PCR buffer, 0.2mM dNTP, 2.5mM MgCl 2, 1mg / ml BSA, 0.5 × SYBR Green I dye (SIGMA S9430), 0.25U Ex Taq HS, 0.4 μM forward primer, 0.4 μM reverse primer and 50 ng template DNA. DNA amplification of BCG was performed by repeating 42 cycles of 95 min at 2 ° C and 5 sec at 98 ° C, then 10 sec at 98 ° C, 15 sec at 60 ° C and 40 sec at 72 ° C. DNA amplification of mouse cancer tissues was performed by repeating 42 cycles of 2 minutes at 95 ° C and 5 seconds at 98 ° C, 10 seconds at 98 ° C, 10 seconds at 45 ° C, and 40 seconds at 72 ° C. DNA amplification was performed three times in a 96-well optical plate for each sample. Real-time PCR was performed using the CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System (Bio-rad Laboratories, Hercules, California). Controls without template DNA and positive control DNA were included in each test. To prepare a standard curve for BCG, the BCG DNA stock was serially diluted (10 fold) to create a 6-point standard curve containing 1 pg to 100 ng of DNA in each reaction. To prepare a standard curve for mouse bladder cancer tissue, the DNA of the untreated bladder cancer tissue group was serially diluted (10 times) to prepare a 6-point standard curve containing 1 pg to 100 ng of DNA in each reaction. Genomic DNA copy numbers were calculated using the amount of DNA and genomic size, and standard curves were used to determine the ratio of the number of BCG cells to mouse bladder cancer tissue in each sample.

2-4. 방광암 동물모델에서 방광암 조직의 발광 측정 2-4. Measurement of bladder cancer tissue luminescence in bladder cancer animal models

D-루시페린(Promega)을 Ca2+ 및 Mg2+을 포함하지 않는 DPBS(Welgene) 15㎎/㎖에 용해시키고, 여과 후 0.22㎛ 주사기 필터(BD)를 사용하여 스톡 용액을 제조 하였다. 루시페린 용액(DPBS 중 150㎎/㎏)을 각 마우스(200㎕/마우스)에 복강 내 주사하였다. 5분 후, 이소플루란(JW Pharma)을 사용하여 마우스를 5분 동안 마취시켰다. 발광 신호는 IVIS200(exposure time: auto, binning: 8, F/stop: 1)을 사용하여 판독되었다. 신호 강도 및 체중을 3일 내지 4일 마다 측정하여 ROI 강도를 모니터링하였다. 발광 이미지는 평균 광도(p/sec/cm2/sr)로 표현된 신호 강도와 함께 광자 모드로 표시되었다. Living Image 소프트웨어(Caliper, PerkinElmer)를 사용하여 데이터를 분석하였다.D-luciferin (Promega) was dissolved in 15 mg / ml of DPBS (Welgene) containing no Ca 2+ and Mg 2+ , and filtered to prepare a stock solution using a 0.22 μm syringe filter (BD). Luciferin solution (150 mg / kg in DPBS) was injected intraperitoneally into each mouse (200 μl / mouse). After 5 minutes, mice were anesthetized for 5 minutes using isoflurane (JW Pharma). The luminescence signal was read using IVIS200 (exposure time: auto, binning: 8, F / stop: 1). Signal intensity and body weight were measured every 3 to 4 days to monitor the ROI intensity. The luminescent images were displayed in photon mode with signal intensity expressed in average luminosity (p / sec / cm 2 / sr). Data were analyzed using Living Image software (Caliper, PerkinElmer).

실시예 3. 재조합 BCG 및 재조합 BCG의 효율성 확인Example 3. Confirmation of the efficiency of recombinant BCG and recombinant BCG

BCG에 실시예 1-2의 플라스미드를 전기천공법으로 도입하여 실시예 1-4의 재조합 BCG를 제조하였다. 재조합 BCG(rBCG-Sic)가 Sic를 발현하는지 확인하기 위하여, 실시예 1-5를 수행하여 재조합 BCG에서 총 mRNA를 추출하고, 재조합 DNA의 발현을 측정하였다. 또한, 실시예 1-6을 수행하여 실시예 1-4의 재조합 BCG에서 발현된 Sic 유전자의 발현량을 측정하였다.The plasmid of Example 1-2 was introduced into BCG by electroporation to prepare recombinant BCG of Example 1-4. To confirm whether recombinant BCG (rBCG-Sic) expresses Sic, Example 1-5 was performed to extract total mRNA from recombinant BCG, and expression of recombinant DNA was measured. In addition, Example 1-6 was performed to measure the expression level of the Sic gene expressed in the recombinant BCG of Example 1-4.

그 결과, Sic 유전자에 상응하는 cDNA 단편을 검출되었으며(도 2), Sic 유전자의 발현량은 23.6%인 것으로 확인되어, 재조합 BCG의 효율성을 확인하였다.As a result, a cDNA fragment corresponding to the Sic gene was detected (FIG. 2), and the expression level of the Sic gene was confirmed to be 23.6%, confirming the efficiency of the recombinant BCG.

실시예 4. 재조합 BCG의 항균펩티드에 대한 내성 확인Example 4. Confirmation of resistance of recombinant BCG to antibacterial peptide

재조합 BCG가 항균펩티드(antimicrobial peptide: AMP)에 내성을 나타내는지 확인하기 위하여, 실시예 1-11에 따라 항균펩티드인 HBD-2, HBD-3 또는 CAMP를 처리한 후, 재조합 BCG의 생존율을 분석하였다.To confirm that the recombinant BCG is resistant to the antimicrobial peptide (AMP), after treating the antibacterial peptides HBD-2, HBD-3 or CAMP according to Example 1-11, the survival rate of the recombinant BCG is analyzed. Did.

그 결과, HBD-2, HBD-3 또는 CAMP를 처리한 BCG의 생존율은 재조합 BCG의 생존율 대비 유의하게 낮음을 확인하여, BCG 균주 대비 재조합 BCG의 높은 AMP 내성을 확인하였다(도 3 및 도 4).As a result, it was confirmed that the survival rate of BCG treated with HBD-2, HBD-3 or CAMP was significantly lower than that of recombinant BCG, thereby confirming high AMP resistance of recombinant BCG compared to BCG strains (FIGS. 3 and 4). .

실시예 5. 방광암 세포에서 재조합 BCG의 내재화 확인Example 5. Confirmation of internalization of recombinant BCG in bladder cancer cells

BCG 내재화를 평가하기 위하여, 실시예 1-7을 수행하였다. 5637 및 T24 세포에 10 MOI의 BCG 또는 재조합를 처리하고, 8시간 후에 내재화를 평가하였다. 세포 외 BCG는 형광 염료(FITC, 녹색 및 Cy-5, 적색, 병합, 황색)로 표지되고, 세포 내 BCG는 FITC(녹색)로 표지되었다. To evaluate BCG internalization, Examples 1-7 were performed. 5637 and T24 cells were treated with 10 MOI of BCG or recombination, and internalization was assessed after 8 hours. Extracellular BCG was labeled with a fluorescent dye (FITC, green and Cy-5, red, combined, yellow), and intracellular BCG was labeled with FITC (green).

그 결과, 내재화 수준은 BCG 대비 재조합 BCG에서 더 높음을 확인하였다(도 5).As a result, it was confirmed that the level of internalization was higher in recombinant BCG than in BCG (FIG. 5).

또한, 방광암 세포에서 BCG 내재화 속도를 결정하기 위하여, 실시예 1-5를 수행하여 BCG 16S mRNA의 발현을 측정하였다. 내재화 속도는 인간 세포에 대한 BCG 세포의 비율로 결정되었다.In addition, in order to determine the rate of BCG internalization in bladder cancer cells, Example 1-5 was performed to measure the expression of BCG 16S mRNA. The rate of internalization was determined as the ratio of BCG cells to human cells.

그 결과, BCG 및 재조합 BCG(10 또는 30 MOI)의 내재화 속도를 도 6과 같이 확인하였다. 10 MOI BCG(평균±SD, 0.09±0.01)에서의 비율은 10 MOI rBCG-Sic(1.78±0.148, p<0.01) 보다 낮아, 재조합 BCG의 내재화 속도가 빠름을 확인하였다. 10 MOI rBCG-Sic의 비율은 30 MOI BCG(1.87±0.185)의 비율과 유사하였다.As a result, the internalization rates of BCG and recombinant BCG (10 or 30 MOI) were confirmed as shown in FIG. 6. The ratio at 10 MOI BCG (mean ± SD, 0.09 ± 0.01) was lower than 10 MOI rBCG-Sic (1.78 ± 0.148, p <0.01), confirming that the internalization rate of recombinant BCG was fast. The ratio of 10 MOI rBCG-Sic was similar to that of 30 MOI BCG (1.87 ± 0.185).

실시예 6. 사이토카인 생성에 대한 재조합 BCG의 영향 확인Example 6. Confirmation of the effect of recombinant BCG on cytokine production

암세포에 대한 재조합 BCG의 내재화가 증가하는지 확인하기 위하여, 사이토카인의 발현 증가 여부를 실시예 1-10을 수행하여 분석하였다.To confirm whether the internalization of recombinant BCG for cancer cells increases, whether cytokine expression is increased or not was analyzed by performing Examples 1-10.

BCG 및 재조합 BCG 처리 후, 방광암 세포에서 IL-6, IL-12, TNF-α 및 INF-γ의 수준을 측정한 결과, 하기 표 4와 같이, rBCG-Sic로 처리된 5637 세포는 INF-γ의 분비가 높았으며(p<0.05), 5637 및 T24 세포에서는 IL-12의 분비가 높음을 확인하였다(p<0.05).As a result of measuring the levels of IL-6, IL-12, TNF-α and INF-γ in bladder cancer cells after BCG and recombinant BCG treatment, as shown in Table 4 below, 5637 cells treated with rBCG-Sic were INF-γ Was highly secreted (p <0.05), and the secretion of IL-12 was high in 5637 and T24 cells (p <0.05).

구분division 56375637 T24T24 BCGBCG rBCG-SicrBCG-Sic BCGBCG rBCG-SicrBCG-Sic 사이토카인 수준
(평균±표준편자)
Cytokine level
(Average ± standard deviation)
IL-6(pg/㎖)IL-6 (pg / ml) 120.51±0.14120.51 ± 0.14 120.22±1.80120.22 ± 1.80 85.44±1.2585.44 ± 1.25 82.19±2.2682.19 ± 2.26
IL-12(pg/㎖)IL-12 (pg / ml) 115.68±2.01115.68 ± 2.01 134.43±0.20134.43 ± 0.20 91.13±1.0991.13 ± 1.09 98.96±1.6398.96 ± 1.63 TNF-α(pg/㎖)TNF-α (pg / ml) 62.50±2.2662.50 ± 2.26 68.50±7.7968.50 ± 7.79 129.35±17.94129.35 ± 17.94 151.59±14.82151.59 ± 14.82 INF-γ(pg/㎖)INF-γ (pg / ml) 83.86±5.0083.86 ± 5.00 129.76±0.43129.76 ± 0.43 93.29±5.5793.29 ± 5.57 109.14±2.00109.14 ± 2.00 항균펩티드 수준
(평균±표준편자)
Antibacterial peptide level
(Average ± standard deviation)
HBD-2(ng/㎖)HBD-2 (ng / ml) 4.08±0.204.08 ± 0.20 4.67±0.114.67 ± 0.11 3.54±0.013.54 ± 0.01 3.81±0.183.81 ± 0.18
HBD-3(ng/㎖) HBD-3 (ng / ml) 11.25±0.0511.25 ± 0.05 11.46±0.3211.46 ± 0.32 10.62±0.0310.62 ± 0.03 10.63±0.1010.63 ± 0.10 CAMP(pg/㎖)CAMP (pg / ml) 15.77±0.4815.77 ± 0.48 17.08±0.1717.08 ± 0.17 14.35±0.1714.35 ± 0.17 16.91±0.2016.91 ± 0.20

실시예 7. 주화성에 대한 재조합 BCG의 영향 확인Example 7. Confirmation of the effect of recombinant BCG on chemotaxis

주화성(chemotaxis)에 대한 재조합 BCG의 효과를 확인하기 위하여, 실시예 1-9를 수행하여 단핵구로 분화하기 전인 THP-1 세포의 이동성을 평가하였다.To confirm the effect of recombinant BCG on chemotaxis, Example 1-9 was performed to evaluate the mobility of THP-1 cells before differentiation into monocytes.

그 결과, BCG 처리된 5637 세포 대비 재조합 BCG가 처리된 5637 세포에서 THP-1 세포의 더 높은 이동 속도를 확인하였다. 이동 세포의 수는 대조군(18.88±2.90, p<0.05) 대비 BCG 그룹(43.12±2.90, p<0.05)에서 높았고, rBCG-Sic(73.13±4.88, p<0.05) 그룹은 BCG 그룹보다 더 높은 이동을 나타냄을 확인하였다(도 7).As a result, it was confirmed that the higher migration rate of THP-1 cells in 5637 cells treated with recombinant BCG compared to 5637 cells treated with BCG. The number of mobile cells was higher in the BCG group (43.12 ± 2.90, p <0.05) compared to the control group (18.88 ± 2.90, p <0.05), and the rBCG-Sic (73.13 ± 4.88, p <0.05) group was higher than the BCG group. It was confirmed to indicate (Fig. 7).

실시예 8. 재조합 BCG 유도 방광암 세포의 감소된 생존력 확인Example 8. Confirmation of reduced viability of recombinant BCG-induced bladder cancer cells

재조합 BCG의 방광암 세포 억제 효과를 확인하기 위하여, 실시예 1-8을 수행하여 세포 생존율을 평가하였다.To confirm the inhibitory effect of recombinant BCG on bladder cancer cells, Example 1-8 was performed to evaluate cell viability.

그 결과, 재조합 BCG 처리된 5637 및 T24 방광암 세포의 생존율은 10 및 30 MOI에서 용량-의존적으로 현저히 감소한 반면, BCG 처리된 세포의 생존율은 용량-의존적인 차이를 보이지 않음을 확인하였다(도 8).As a result, it was confirmed that the survival rates of 5637 and T24 bladder cancer cells treated with recombinant BCG were significantly decreased dose-dependently at 10 and 30 MOI, whereas the survival rates of BCG treated cells showed no dose-dependent difference (FIG. 8). .

실시예 9. 재조합 BCG 유도 방광암 세포의 감소된 콜로니 형성 확인Example 9. Confirmation of reduced colony formation in recombinant BCG-induced bladder cancer cells

재조합 BCG의 방광암 세포 억제 효과를 확인하기 위하여, 실시예 1-8을 수행하여 재조합 BCG 또는 BCG 처리된 5637 세포의 콜로니 형성 능력을 분석하였다. To confirm the inhibitory effect of recombinant BCG on bladder cancer cells, Examples 1-8 were performed to analyze the colony forming ability of 5637 cells treated with recombinant BCG or BCG.

그 결과, 처리 16일 후에 형성된 콜로니의 수 및 크기는 BCG 처리 세포 대비 rBCG-Sic 처리 세포에서 현저히 감소함을 확인하였다(도 9 및 도 10). 재조합 BCG 및 BCG는 5637 세포의 콜로니 형성능(고배율(high power field) 당 콜로니 수, 평균±표준 편차)에 대해 용량-의존적 억제 효과를 보였으나, 10 MOI의 rBCG-Sic(67.75±5.82[대조군] vs. 22±2.62[rBCG-Sic], p<0.05)는 대조군 및 30 MOI의 BCG(67.83±9.39[대조군] vs. 18.25±2.38[BCG], p=0.54) 대비 현저한 억제 활성을 나타냄을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the number and size of colonies formed after 16 days of treatment were significantly decreased in rBCG-Sic treated cells compared to BCG treated cells (FIGS. 9 and 10). Recombinant BCG and BCG showed a dose-dependent inhibitory effect on the colony forming capacity of 5637 cells (number of colonies per high power field, mean ± standard deviation), but 10 MOI of rBCG-Sic (67.75 ± 5.82 [control]] vs. 22 ± 2.62 [rBCG-Sic], p <0.05) showed significant inhibitory activity compared to the control and 30 MOI of BCG (67.83 ± 9.39 [control] vs. 18.25 ± 2.38 [BCG], p = 0.54). Did.

실시예 10. 방광암 조직 내에서 재조합 BCG의 발현 확인Example 10. Expression of recombinant BCG in bladder cancer tissue

재조합 BCG가 방광암 조직 내에서 Sic를 발현하는지 확인하기 위하여, 방광암 세포 내로 실시예 1-4에서 재조한 재조합 BCG(rBCG-Sic)를 전기천공법을 통하여 형질전환 시킨 후, 실시예 1-5 및 실시예 1-6과 동일한 방법으로 RNA를 추출하여 cDNA 합성하고 표 5의 프라이머를 사용하여 qRT-PCR을 진행하여 mRNA 수준을 측정하였으며, 10반복으로 수행하였다.To confirm that the recombinant BCG expresses Sic in bladder cancer tissue, after transforming the recombinant BCG (rBCG-Sic) prepared in Example 1-4 into bladder cancer cells through electroporation, Examples 1-5 and RNA was extracted in the same manner as in Example 1-6, cDNA was synthesized, and qRT-PCR was performed using the primers in Table 5 to measure mRNA levels, and it was performed in 10 repetitions.

프라이머primer 프라이머 염기서열(5'→3')Primer sequence (5 '→ 3') 서열번호Sequence number pMV306-SicpMV306-Sic forwardforward TCTGATTGGGGCCGATCTTCTGATTGGGGCCGATCT 서열번호 9SEQ ID NO: 9 reversereverse TACATGGCAGGCTTCGGTTACATGGCAGGCTTCGGT 서열번호 10SEQ ID NO: 10

그 결과, Sic 유전자가 방광암 조직 내에서 일정하게 발현되는 것으로 확인되어(표 6), 본 발명에서 유전자를 삽입시키는 전기천공방법의 기술의 신뢰도를 확인하였고, 재조합 유전자가 방광암 조직 내에서 발현되어 기능을 수행할 수 있음을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the Sic gene is constantly expressed in the bladder cancer tissue (Table 6), and the reliability of the technique of the electroporation method to insert the gene in the present invention was confirmed, and the recombinant gene was expressed and functioned in the bladder cancer tissue. It was confirmed that can be performed.

Quantity(ng)Quantity (ng) persentage(%)persentage (%) 9.8414117069.841411706 19.68282341 ± 0.99319.68282341 ± 0.993 18.1079963218.10799632 36.21599264 ± 1.25736.21599264 ± 1.257 9.9537346319.953734631 19.90746926 ± 0.99719.90746926 ± 0.997 9.8951689549.895168954 19.79033791 ± 0.99519.79033791 ± 0.995 19.1948960719.19489607 38.38979213 ± 1.28338.38979213 ± 1.283 11.3795980911.37959809 22.75919619 ± 1.05622.75919619 ± 1.056 10.994915610.9949156 21.9898312 ± 1.04121.9898312 ± 1.041 4.1408071924.140807192 16.56322877 ± 0.61716.56322877 ± 0.617 4.3950011084.395001108 17.58000443 ± 0.64217.58000443 ± 0.642 2.3310483392.331048339 9.324193358 ± 0.3679.324193358 ± 0.367

실시예 11. 정위성 방광암 마우스 모델에서 재조합 BCG의 방광암 내재화 확인Example 11. Confirmation of bladder cancer internalization of recombinant BCG in a stereotactic bladder cancer mouse model

마우스의 방광 내에 방광암이 형성되도록 하여 보다 정밀한 정위성 방광암 동물모델로서 정위성 방광암 마우스(Orthotopic Bladder Cancer Mouse Model)를 이용하여 방광암의 생체 환경과 유사한 in vivo 에서 재조합 BCG의 효능을 보다 정밀하게 관찰하였다. Bladder cancer was formed in the bladder of the mouse to more precisely observe the efficacy of recombinant BCG in vivo similar to that of the bladder cancer using an orthotopic bladder cancer mouse model as a more accurate stereotactic bladder cancer animal model. .

정위성 방광암 마우스 모델에서 BCG의 방광암의 형성 억제 효과를 발휘하기 위한 조직내 BCG 및 재조합 BCG의 투과를 확인하기 위하여, 실시예 2-3에 따라 마우스 방광암 조직에 대한 BCG 세포 수의 비율을 측정하여, 재조합 BCG의 방광암 내재화 수준을 평가하였다.In order to confirm the permeation of BCG and recombinant BCG in tissues to exert the inhibitory effect of BCG on the formation of bladder cancer in a stereotactic bladder cancer mouse model, the ratio of the number of BCG cells to mouse bladder cancer tissue was measured according to Example 2-3. , The level of bladder cancer internalization of recombinant BCG was evaluated.

그 결과, 시간이 지날수록 내재화 수준은 BCG 대비 재조합 BCG(rBCG-Sic)에서 DNA의 탐지되는 속도가 빠른 결과를 보여, 재조합 BGC 투여군에서 기존 BCG와 비교하여 방광암 내로의 내재화가 증가됨을 확인하였다(도 11). 즉, 재조합 BCG의 방광암으로의 내재화가 기존 BCG 보다 우수한 것으로 확인되었다.As a result, as time passed, the level of internalization showed a faster detection rate of DNA in recombinant BCG (rBCG-Sic) compared to BCG, and it was confirmed that the internalization into bladder cancer was increased in the recombinant BGC administration group compared to the existing BCG ( Fig. 11). That is, it was confirmed that the internalization of the recombinant BCG into bladder cancer was superior to that of the existing BCG.

실시예 12. 정위성 방광암 마우스 모델에서 재조합 BCG의 방광암 억제 효과 확인Example 12. Confirmation of the inhibitory effect of recombinant BCG on bladder cancer in a stereotactic bladder cancer mouse model

정위성 방광암 마우스 모델에서 재조합 BCG의 방광암 억제 효과 확인하기 위하여, 실시예 2-4에 따라 실시예 2-1의 방광암 동물모델에서 방광암 조직의 발광을 BCG 투여 후 4일, 7일, 11일, 14일 및 18일째에 측정하여, 방광암의 크기를 분석하였다. In order to confirm the inhibitory effect of recombinant BCG on bladder cancer in a stereotactic bladder cancer mouse model, in the bladder cancer animal model of Example 2-1 according to Example 2-4, luminescence of bladder cancer tissue was performed 4 days, 7 days, 11 days after BCG administration. The size of the bladder cancer was analyzed by measuring on the 14th and 18th.

그 결과, PBS 투여군 및 BCG 투여군에서는 처리하지 않은 대조군에 비하여 방광암의 증가율이 낮았으나, 재조합 BCG(rBCG-Sic) 투여군에서는 유의적으로 방광암의 증식이 억제된 것으로 확인되었다(도 12 및 도 13). 즉, 재조합 BCG의 방광암으로의 내재화가 기존 BCG 보다 우수하여 방광암을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다.As a result, the increase rate of bladder cancer was lower in the PBS-administered group and the BCG-administered group than in the untreated control group, but it was confirmed that the proliferation of bladder cancer was significantly inhibited in the recombinant BCG (rBCG-Sic) -administered group (FIGS. 12 and 13). . That is, it was confirmed that the internalization of recombinant BCG into bladder cancer was superior to that of existing BCG, so that it was possible to effectively suppress bladder cancer.

상기 결과를 통하여, 본 발명의 Sic 유전자가 재조합된 BCG는 AMP의 작용 회피 및 방광암 세포에 대한 향상된 내재화 활성을 나타낼 뿐만 아니라, 항암 사이토카인의 분비를 증가시킨다는 점에서, 본 발명의 재조합 BCG 균주는 기존의 BCG 대비 더 적은양으로도 방광암 치료 효과를 나타낼 수 있어, 방광내 BCG 주입시 문제되는 부작용을 최소화할 수 있음을 확인하였다.Through the above results, the recombinant BCG strain of the present invention, in that the recombinant SG gene of the present invention not only exhibits the avoidance of AMP function and improved internalization activity for bladder cancer cells, but also increases the secretion of anticancer cytokines. It was confirmed that it is possible to minimize the side effects of injecting BCG in the bladder, because it can exhibit the effect of treating bladder cancer in a smaller amount than the existing BCG.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been focused on the embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range should be construed as being included in the present invention.

<110> CHUNG ANG University industry Academic Cooperation Foundation <120> Chemotherapeutic and Pharmaceutical Compositions of Recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) including biosynthetic genes to avoid antimicrobial peptides for the Bladder Cancer therapy <130> PN180387-P1 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306hsp_Sic_forward <400> 1 cgggctgcag gaattcatga agatcaagaa gaacatc 37 <210> 2 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306hsp_Sic_reverse <400> 2 gatcgtacgc tagttaactc aggtggtcga cggggtg 37 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sic_forward <400> 3 tctgattggg gccgatct 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sic_reverse <400> 4 accgaagcct gccatgta 18 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 16S rRNA_forward <400> 5 tcccgggcct tgtacaca 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 16S rRNA_reverse <400> 6 ccactggctt cgggtgtt 18 <210> 7 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH_forward <400> 7 gcttaggttc atcagg 16 <210> 8 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH_reverse <400> 8 ttcttcggta gtgaca 16 <210> 9 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306-Sic_forward <400> 9 tctgattggg gccgatct 18 <210> 10 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306-Sic_reverse <400> 10 tacatggcag gcttcggt 18 <110> CHUNG ANG University industry Academic Cooperation Foundation <120> Chemotherapeutic and Pharmaceutical Compositions of Recombinant          Bacillus Calmette-Guerin (BCG) including biosynthetic genes to          avoid antimicrobial peptides for the Bladder Cancer therapy <130> PN180387-P1 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306hsp_Sic_forward <400> 1 cgggctgcag gaattcatga agatcaagaa gaacatc 37 <210> 2 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306hsp_Sic_reverse <400> 2 gatcgtacgc tagttaactc aggtggtcga cggggtg 37 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sic_forward <400> 3 tctgattggg gccgatct 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sic_reverse <400> 4 accgaagcct gccatgta 18 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 16S rRNA_forward <400> 5 tcccgggcct tgtacaca 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 16S rRNA_reverse <400> 6 ccactggctt cgggtgtt 18 <210> 7 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH_forward <400> 7 gcttaggttc atcagg 16 <210> 8 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH_reverse <400> 8 ttcttcggta gtgaca 16 <210> 9 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306-Sic_forward <400> 9 tctgattggg gccgatct 18 <210> 10 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pMV306-Sic_reverse <400> 10 tacatggcag gcttcggt 18

Claims (4)

Sic(Streptococcal inhibitor of complement) 유전자를 발현하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균(Bacillus Calmette-Guerin: BCG)을 포함하는 방광암 항암 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for the treatment of bladder cancer chemotherapy, including a recombinant Bacillus Calmette-Guerin (BCG) expressing a Streptococcal inhibitor of complement (Sic) gene.
제 1 항에 있어서, 상기 방광암은 표재성 방광암인 것인 방광암 항암 치료용 약학적 조성물.
The method of claim 1, wherein the bladder cancer is a superficial bladder cancer pharmaceutical composition for bladder cancer chemotherapy.
Sic 유전자를 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 발현 벡터를 전기천공(electroporation)하여 바실러스 칼메트-게렝균에 도입하는 단계
를 포함하는 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 제조방법.
Electroporation of a recombinant expression vector containing a nucleotide sequence encoding a Sic gene, and introducing it into Bacillus calmet-gereng bacteria
Method for producing a recombinant Bacillus Calmet-Gereng bacteria comprising a.
제 3 항에 있어서, 상기 벡터는 pMV306hsp인 것인 재조합 바실러스 칼메트-게렝균의 제조방법.The method of claim 3, wherein the vector is pMV306hsp.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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