KR20200084405A - 노화 특이적 바이오마커 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정 염색체의 특정 부분에 노화 특이적으로 존재하는 염기의 변형의 바이오마커로서의 용도에 관한 것으로, 이들 바이오마커들은 세포의 노화에 특이적으로 특정 염기 서열 내의 염기가 화학적으로 변화하므로, 노화 진단 용도, 노화 억제 물질 스크리닝 용도로 이용할 수 있다.

Description

노화 특이적 바이오마커{SENESENCE SPECIFIC BIOMARKER}
본 발명은 노화 특이적 바이오마커에 관한 것으로, 구체적으로, 특정 염색체의 특정 부분에 노화 특이적으로 존재하는 염기의 변형에 대한 것이다.
일반적으로 사람의 정상세포는 무한정적으로 증식하는 것이 아니라 일정한 기간 동안만 증식한다. 궁극적인 세포분열의 정지를 복제성 노화(replicative senescence)라 일컬으며 주로 염색체 말단의 텔로미어(telomere) 길이가 분열을 거듭하면서 단축되고 이를 세포가 인식하게 됨으로써 세포노화가 수반된다. 노화(senesence 또는 aging)는 나이가 들면서 일어나는 쇠퇴적인 현상을 말한다. 노화를 지연시켜 퇴행성질환이 발병하지 않고 건강하게 질병 없이 오래 사는 것은 모든 사람의 바람으로 노화를 억제시키는 물질을 찾는 노력은 과거부터 현재까지도 계속해서 진행되고 있다. 노화를 촉진시키는 원인의 하나로 슈퍼옥사이드, 과산화수소, 수산화기 및 일중항산소와 같은 활성산소종들에 의한 산화 작용을 들 수 있다. 활성산소종들의 대사산물로 생성된 자유기(free radical)들이 생체 내에서 단백질, 생체막, DNA 등에 작용하여 산화적 손상을 주는데, 이들 작용을 억제시키기 위해서 항산화 성분에 대해 많은 연구가 이루어졌고, 항산화 작용을 갖는 새로운 소재를 탐색하기 위한 연구가 국내외에서 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 노화현상은 산화에 의해서만 이루어지는 것이 아니고 텔로미어, 세포복제능력, 유전자손상 및 회복능력 등 수많은 요인에 의해서 영향을 받는 것으로 알려져 있기 때문에 천연물 및 약제의 항산화 효과가 아닌 노화억제능력을 평가를 위해서는 세포의 노화를 이용하는 방법이 필요하다.
사람의 경우 노화에 따라 생리활성이 저하되기도 하지만 일부 효소 활성이나 호르몬 분비 기능은 증가되기도 한다. 세포의 노화는 세포 분열(cellular division)의 영구적 정지(permanent halt)로서 정의될 수 있다. 복제 노화(replicative senescence) 또는 세포 노화(cellular senescence)는 세포 수준에서 에이징(aging)을 위한 모델로서 관찰되었다. 세포가 연속으로 배양되는 경우, 많은 회수의 분열을 하지만, 노화에 따라 세포는 더 이상 분열할 수 없다. 노화된 세포는 실제로 프로그램된 세포사(programmed cell death)에 저항성이고 일부 노화된 세포는 수년 동안 비증식 상태(nondividing state)로 유지되었다. 세포 노화는 유사분열 세포에서 점차적으로 복제 능력을 상실하고, 결국 세포 분열이 중단되는 세포적 운명이다. 세포 노화는 암, 알츠하이머 질환 및 심혈관 질환을 포함하는 다양한 노화 관련 질환들 뿐만 아니라 노화 자체의 원인에 대해서도 보고되고 있다. 또한, 노화된 세포는 낮은 탄력성을 가진 확대되고 납작해진 세포 형태, 활성산소종(reactive oxygen species; ROS) 발생 증가, 노화-연관 β-갈락토시다제(senescenceassociated β-galactosidase; SA-β-gal) 활성 증가 및 노화-연관 분비 표현형(senescence-associated secretory phenotypes; SASP)을 포함하는 악화된 표현형을 나타낸다. 세포노화는 단순히 개체나 조직의 노화에 기여할 뿐만 아니라, 여러 가지 다양한 질병의 병인에 중요한 역할을 한다. 노화세포는 류마티스성 관절염, 골관절염, 간염, 만성 피부손상 조직, 동맥경화 혈관조직 등과 같은 염증성 병변 조직에서 많이 관찰된다. 또한, 전립샘 증식증과 간염, 간암 등에서도 세포노화 현상이 관찰된다. 이와 같이 노화세포가 축적되면 노화세포는 잘 분열하지 못하므로 손상된 조직이 적절히 복구되지 못할 뿐만 아니라, 주위 조직을 분해하는 효소나 염증성 싸이토카인 등을 분비하므로 조직의 손상을 가속시키므로, 노화와 관련된 질병의 병인에 기여한다. 세포성 노화가 노화의 필수 원인 요소인 것으로 여겨지기 때문에, 세포성 노화를 지연시키는 방법을 개발하려는 노력이 있어왔다.
노화된 세포의 경우 세포의 크기가 커지고 평평해지며, 특정 pH에서 β-갈락토시다아제(β-galactosidase) 활성을 나타내는 특징이 있다(Proc Natl Acad Sci USA, 92:9363-9367, 1995 및 Cancer Res, 59:3761-3767, 1999 참고) 상기의 특징을 이용하여 노화세포의 판별을 위해 가장 일반적으로 β-갈락토시다아제 염색법을 사용하고 있으나, 이는 효소 활성이 유지되고 있는 살아있는 세포에만 적용해야 하며 조직의 경우 번거로운 동결절편 방법을 이용해 염색해야 한다는 문제점이 있다.
따라서, 세포 노화를 쉽게 판별하기 위해 세포 노화의 일반적인 지표가 될 수 있는 바이오마커가 주목을 받았으며, 일반적으로 세포주기 억제에 관여하는 단백질이 사용되었다. 그러나 이는 일시적인 세포주기 억제와 세포 노화에 의한 세포주기 억제를 구분하는데 한계가 있다는 문제점을 가지고 있어, 정확도가 높은 노화 바이오마커의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 노화 수준 진단용 바이오마커를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 노화 진단용 바이오마커 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 노화 진단용 키트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 노화 진단용 DNA 마이크로어레이 칩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 세포 노화 억제 물질 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 노화 수준 진단용 바이오마커를 제공한다.
또한, 본 발명은 노화 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 노화 진단용 키트를 제공한다.
또한, 본 발명은 노화 진단용 DNA 마이크로어레이 칩을 제공한다.
또한, 본 발명은 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법을 제공한다.
아울러, 본 발명은 세포 노화 억제 물질 스크리닝 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 바이오마커들은 세포의 노화에 특이적으로 특정 염기 서열 내의 염기가 화학적으로 변화하므로, 이들을 노화 특이적인 마커로 이용하여, 노화 진단 용도, 노화 억제 물질 스크리닝 용도로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바이오마커들을 선발한 과정의 전체적인 개략도를 나타낸 도이다.
도 2는 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 4번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 4번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 4번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 3은 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 4번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 4번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 4번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 4는 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 12번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 12번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 12번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 5는 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 12번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 12번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 12번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 6은 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 12번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 12번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 12번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 7은 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 15번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 15번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 15번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 8은 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 19번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 19번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 19번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 9는 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 20번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 20번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 20번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 10은 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 21번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 21번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 21번 염색체 상의 서열 영역 동정.
도 11은 계대 배양 (노화) 횟수 차이에 따라 염기의 변형이 나타난 21번 염색체 상의 특정 염기 서열 부분을 검출한 도이다:
HDF(p6): 계대배양을 6회 수행한 인간 섬유아 세포;
HDF(p50): 계대배양을 50회 수행한 인간 섬유아 세포;
a: 21번 염색체 상의 서열 영역에서 관찰된 염기의 변형 신호; 및
b: 염기의 변형 신호가 관찰된 21번 염색체 상의 서열 영역 동정.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것들과 유사하거나 등가인 임의의 방법 및 재료가 본 발명을 테스트하기 위한 실행에서 사용될 수 있지만, 바람직한 재료 및 방법이 본원에서 기술된다.
본 발명에서 용어, "시료(샘플)"는 대상으로부터 얻은 생물학적 시료를 의미한다. 생물학적 시료의 공급원은 신선한, 동결된 및/또는 보존된 장기 또는 조직 샘플 또는 생검 또는 흡인물로부터의 고형 조직; 혈액 또는 임의의 혈액 구성분; 대상의 세포일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
일 측면에서, 본 발명은 4번 염색체의 중심체(centromere)의 부수체(satellite), 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE (Short interspersed elements) 또는 21번 염색체의 단순 반복 (simple repeat) 서열에 존재하는 염기 변형을 포함하는 노화 수준 진단용 바이오마커에 관한 것이다.
일 구현예에서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역의 염기에 염기 변형이 존재할 수 있으며, 상기 염기 구역 내의 시토신이 시토신이 5-메틸시토신(5-metylcytosine, 5mC), 5-하이드록시메틸시토신(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC), 5-포르밀시토신(5-formylcytosine, 5fC) 또는 5-카르복시시토신(5-carboxycytosine, 5caC)으로, 티민이 5-하이드록시메틸우라실(5-hydroxymethyluracil, 5hmU) 또는 5-포르밀우라실(5-formylurail, 5fU)로, 구아닌이 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌(7,8-dihydro-8-oxoguanine, 8-oxoG)으로, 또는 아데닌이 6-메틸아데닌(N6-methyladenine, 6mA)으로 변형된 것일 수 있다.
일 구현예에서, 5-메틸시토신(5-methylcytosine, 5mC) 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
Figure pat00001
일 구현예에서, 5-하이드록시메틸시토신(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
Figure pat00002
일 구현예에서, 5-포르밀시토신(5-formylcytosine, 5fC)은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:
Figure pat00003
일 구현예에서, 5-카르복시시토신(5-carboxycytosine, 5caC)은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:
Figure pat00004
일 구현예에서, 5-하이드록시메틸우라실(5-hydroxymethyluracil, 5hmU)은 하기 화학식 5로 표시될 수 있다:
Figure pat00005
일 구현예에서, 5-포르밀우라실(5-formylurail, 5fU)은 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다:
Figure pat00006
일 구현예에서, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌(7,8-dihydro-8-oxoguanine, 8-oxoG)은 하기 화학식 7로 표시될 수 있다:
Figure pat00007
일 구현예에서, 6-메틸아데닌(N6-methyladenine, 6mA)은 하기 화학식 8로 표시될 수 있다:
Figure pat00008
일 구현예에서, 노화 수준은 세포의 노화 수준이며, 노화 수준 진단은 노화 관련 질병의 진단 또는 노화 수준에 관한 정보의 제공이고, 노화 수준에 관한 정보는 생물학적 연령(biological age)일 수 있다.
일 구현예에서, 노화 관련 질병은 조로증, 인지 질환, 뇌졸중, 당뇨, 관절염, 동맥경화, 심장병, 탈모, 주름, 및 골다공증으로 이루어진 군으로부터 선택된 질병일 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명의 노화 수준 진단용 바이오마커는 FISH (Fluorescent in situ hybridization) 분석용 프로브로 사용될 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열의 염기 변형을 검출하는 제제를 포함하는 노화 진단용 바이오마커 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역의 염기에 염기 변형이 존재할 수 있으며, 상기 염기 구역 내의 시토신이 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신 또는 5-카르복시시토신으로, 티민이 5-하이드록시메틸우라실 또는 5-포르밀우라실로, 구아닌이 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌으로, 또는 아데닌이 6-메틸아데닌으로 변형된 것일 수 있다.
일 구현예에서, 염기 변형을 검출하는 제제는 메틸화, 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌 특이적 결합 단백질, 프로브, 항체 또는 압타머일 수 있다.
본 발명에서 용어, "항체"란 당해 분야에서 공지된 용어로서 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 본 발명의 목적상, 항체는 본 발명의 마커인 모에신 또는 포스포글리세르산인산화효소 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 상기 항체는 당업계에서 통상적으로 실시되는 방법들, 예를 들어, 융합 방법(Kohler et al, European Journal of Immunology, 6:511-519, 1976), 재조합 DNA 방법(미국 특허 제4,816,56호) 또는 파아지 항체 라이브러리 방법(Clackson et al, Nature, 352:624-628, 1991) 등에 의해 제조될 수 있다. 본 발명에 사용되는 항체는 단클론 또는 다클론 항체, 면역학적으로 활성인 단편(예를 들어, Fab 또는 (Fab)2 단편), 항체 중쇄, 인간화 항체, 항체 경쇄, 유전자 조작된 단일쇄 Fν 분자, 키메릭 항체 등일 수 있다. 여기에는 상기 단백질에서 만들어질 수 있는 부분 펩티드도 포함된다. 본 발명의 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며 항원 결합성을 갖는 것이면 그것의 일부도 본 발명의 항체에 포함되고 모든 면역 글로불린 항체가 포함된다.
본 발명에서 용어, "검출" 또는 "측정"은 검출 또는 측정 여부 및, 검출 또는 측정된 대상의 수준을 정량하는 것을 의미한다.
본 발명에서 용어, "프로브"란 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링 되어 있어서 특정 mRNA의 존재 유무를 확인할 수 있다. 프로브는 올리고 뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 적당한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 통상의 기술분야에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있으므로 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 포함하는 노화 진단용 키트에 관한 것이다.
일 구현예에서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역을 포함하는 단편을 증폭할 수 있는 프라이머쌍, 염기 변형을 검출하는 제제를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 염기 변형을 검출하는 제제는 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클라아제, 시퀀싱 프라이머, 시퀀싱 바이 신세시스 프라이머, 시퀀싱 바이 라이게이션 프라이머, 메틸화된 염기 구역과 혼성화할 수 있는 프로브, 메틸화된 염기 구역과 결합할 수 있는 메틸화 특이적 결합 단백질, 메틸화 특이적 결합 항체 또는 압타머, 또는 메틸화, 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌에 특이적으로 결합하는 단백질, 프로브, 항체 또는 압타머일 수 있다.
본 발명에서 용어, "프라이머"는 짧은 자유 3말단 수산화기 (free 3 hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍 (base pair)를 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응 (즉, DNA 폴리머레이트 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성이 개시할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열로 이루어진 군으부터 선택되는 하나 이상에 혼성화할 수 있는 프로브를 포함하는, DNA 마이크로어레이 칩에 관한 것이다.
본 발명의 프라이머 또는 프로브는 포스포르아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산 서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체 (예: 메틸 포스포네이트, 포스소트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체 (예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.
본 발명에서, 프로브를 cDNA 분자와 혼성화시키는 적합한 조건은 최적화 절차에 의하여 일련의 과정으로 결정될 수 있다. 이런 절차는 연구실에서 사용을 위한 프로토콜을 수립하기 위하여 당업자에 의하여 일련의 과정으로 실시된다. 예를 들어, 온도, 성분의 농도, 혼성화 및 세척 시간, 완충액 성분 및 이들의 pH 및 이온세기 등의 조건은 프로브의 길이 및 GC 양 및 타깃 뉴클레오타이드 서열 등의 다양한 인자에 의존한다. 혼성화를 위한 상세한 조건은 Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001); 및 M.L.M. Anderson, NucleicAcidHybridization, Springer-Verlag New York Inc. N.Y.(1999)에서 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 엄격조건 중에서 고 엄격조건은 0.5 M NaHPO4, 7% SDS(sodium dodecyl sulfate),1mM EDTA에서 65℃ 조건으로 혼성화하고, 0.1 x SSC(standard saline citrate)/0.1% SDS에서 68℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다. 또는, 고 엄격조건은 6 x SSC/0.05% 소듐 파이로포스페이트에서 48℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다. 저 엄격조건은 예를 들어, 0.2 x SSC/0.1% SDS에서 42℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다.
일 측면에서, 본 발명은 생물학적 시료로부터 핵산을 분리하고; 및 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열로 이루어진 군으부터 선택되는 하나 이상에서 염기변형을 검출하는 것을 포함하는, 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법에 관한 것이다.
일 구현예에서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역에서 염기변형을 검출할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 염기 구역에서 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌을 검출할 수 있다.
일 구현예에서, 염기변형의 검출은 메틸화 특이적 중합효소반응 (methylation-specific polymerase chain reaction), 실시간 메틸화 특이 PCR(Real time methylation specific PCR), 파이로시퀀싱 및 바이설파이트 시퀀싱 또는 옥스포드 나노포어(Oxford Nanopore) 기술로 수행될 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 세포에 후보 물질을 처리하고; 세포의 계대배양을 40회 이상 진행한 뒤 세포의 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열에서 염기 변형을 검출하며; 및 같은 계대수의 후보 물질을 처리하지 않은 대조군 세포와 염기 변형 정도를 비교하는 것을 포함하는 세포 노화 억제 물질 스크리닝 방법에 관한 것이다.
일 구현예에서, 염기 변형의 검출은 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역에서 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌의 존재 수준을 검출하는 것일 수 있다.
일 구현예에서, 같은 계대수의 후보 물질을 처리하지 않은 대조군 세포에 비해 염기 변형이 적으면 후보 물질이 항노화 활성을 가지는 것으로 판단하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 세포 배양
인간 섬유아 세포(human diploid fibroblast, HDF) (PCS-201-010; ATCC)를 D-글루코스 4,500 mg/L, L-글루타민 584 mg/L, 소듐 피루베이트(sodium pyruvate) 110 mg/L (LM 001-05; Welgene), 10% 우태아혈청 (S 001-01; Welgene) 및 1 x Anti-Anti (15240-062; ThermoFisher)를 포함하는 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium)에서 배양하였다. 그 후, 세포들을 초기 계대 동안에는 1:4로 희석하고 후기 계대에는 1:2로 희석하여 계대배양하여 6번 계대 배양하거나 (HDF6), 50번 계대 배양하였다 (HDF50).
실시예 2. 전체 서열 분석
QIAamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen)를 이용하여 상기 실시예 1에서 6회 계대 배양한 세포 (HDF6) 및 50회 계대 배양한 세포 (HDF50)으로부터 각각 약 1.5 ㎍의 유전체 DNA를 추출하였다. 추출한 각각의 gDNA를 제조사의 지시에 따라 Ligation Sequencing 1D Kit (SQK-LSK108, Oxford Nanopore, Oxford, UK)를 이용하여 가공하였다. 제조된 라이브러리를 서로 다른 R9.4 유동 세포(flow cell)로 MinION DNA 서열분석기(sequencer) (Oxford Nanopore, Oxford, UK)를 이용하여 48시간 동안 서열 분석하였다. Nanopore 판독이 염기-콜(base-called)되었고, Oxford Nanopore의 전용 염기-콜러(base-caller) Albacore, version 2.0.1을 이용하여 fastq 파일을 이들의 미가공 FAST5로부터 생성하였다.
실시예 3. Tombo 알고리즘을 이용한 염기 변형 분석
상기 실시예 2에서 얻은 Nanopre 기본 결과인 fast5를 DNA와 RNA를 구분하여 진행하는 'tombo resquiggle' 명령어를 사용하여 표준유전체 hg38에 re-squiggle 알고리즘으로 정렬시켰으며, 결과의 품질이 나쁜 경우는 제외하여 진행하였다. hg38에 fast5 결과를 정렬시킨 후, 명령어를 'tombo detect_modificiations'를 사용하여 실험군(Sample, 노화세포, HDF50)과 대조군(control, 젊은 세포, HDF6)을 비교함으로써 이 둘 사이에서 유의적으로 차이를 나타내는 수정된 염기 서열을 검색 및 분석하였다. 수정된 염기서열을 분석한 결과를 토대로 hg38에서의 위치 별로 수정된 염기서열을 가진 reads에 대한 값을 구하는 작업을 명령어 'tombo text_output'으로 진행하였다. 또한, 수정된 염기서열에 대한 신호를 시각화하기 위해 'tombo plot most_significat' (가장 결과 값이 뚜렷한 부분을 그림으로 도출) 및 'tombo plot genome_location' (알고 싶은 hg38 위치에서의 결과를 도출)을 이용하여 두 세포 군에 대해서 가장 뚜렷한 차이가 있는 부분을 그림으로 도출하였으며, 이를 통해 6번째 계대 배양 세포와 50번째 계대 배양 세포에서 0.9 이상으로 20 bp 유지되는 부분 (5mC 또는 6mA와 같은 변형된 염기)들을 4번 염색체에서 2 곳, 12번 염색체에서 3곳, 15번 염색체에서 1 곳, 19번 염색체에서 1곳, 20번 염색체에서 1곳 및 21번 염색체에서 2 곳에서 확인할 수 있었다. 구체적으로, 젊은 세포 (HDF6)에 비해 노화 세포 (HDF50)에서 4번 염색체의 49969424 내지 49969427번째 5'-TATG (3'-CATC) 염기가 화학적 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 2a), 이의 위치가 포함된 서열을 UCSC 브라우저 (UCSC Genome Browser, https://genome.ucsc.edu/)에 정렬하여(align) 확인한 결과, 변형된 염기 서열은 4번 염색체의 중심체(centromere)의 부수체(satellite)로 확인되었다 (도 2b). 또한, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 3'-GTGT 부위 (5'-ACAC)에서 염기 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 3a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 염기 서열은 4번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 3b). 또한, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 5'-AGTCTT (3'-AAGACT)에서 염기 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 4a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 서열은 12번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 4b). 또한, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 3'-AAG (5'-CTT)에서, 35895317 내지 35895319위치의 3'-TGT (5'-ACA)에서 염기 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 5a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 서열은 12번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 5b). 또한, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 5'-ACA (3'-TGT)에서 염기 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 6a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 서열은 12번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 6b). 또한, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 3'-GTA (5'-TAC)와 18651208 내지 18651211 위치의 3'-GTAA (5'-TTAC)에서 염기 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 7a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 서열은 15번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 7b). 또한, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 3'-TT (5'-AA), 4948448 내지 24948449 위치의 3'-CC (5'-GG) 및 24948452 내지 24948455 위치의 3'-TTTA (5'-TAAA)에서 염기 변형으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 8a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 서열은 19번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 8b). 또한, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 3'-AAA (5'-TTT), 28527515 내지 28527521 위치의 3'-TTGTGTG (5'-CACACAA), 및 28527527 위치의 3'-G (5'-C)에서 염기 변형 (6mA 및 5mC)으로 인해 신호에서 유의한 차이가 나타났으며 (도 9a), 이 서열을 UCSC 브라우저에서 검색한 결과, 변형된 서열은 20번 염색체의 중심체의 부수체로 확인되었다 (도 9b). 또한, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 3'-CC (5'-GG), 8466838 내지 8466839 위치의 3'-AG (5'-CT), 8466843 내지 8466854 위치의 3'-AAAAAAAAAAAA (5'-TTTTTTTTTTTT)에서 신호가 유의하게 차이를 나타내, 염기변형이 존재하는 것으로 나타났으며 (도 10a), 이의 서열을 검색한 결과 21번 염색체의 SINE (Short interspersed elements)인 것으로 확인되었다 (도 10b). 아울러, 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 5'-GG (3'-CC)에서 염기변형으로 인해 유의한 신호 차이를 나타냈으며 (도 11a), 이의 서열을 검색한 결과 21번 염색체의 simple repeat에 해당하는 것으로 확인되었다 (도 11b).

Claims (22)

  1. 4번 염색체의 중심체(centromere)의 부수체(satellite), 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE (Short interspersed elements) 또는 21번 염색체의 단순 반복 (simple repeat) 서열에 존재하는 염기 변형을 포함하는 노화 수준 진단용 바이오마커.
  2. 제 1항에 있어서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역의 염기에 염기 변형이 존재하는, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  3. 제 1항에 있어서, 염기 변형은 시토신이 5-메틸시토신(5-metylcytosine, 5mC), 5-하이드록시메틸시토신(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC), 5-포르밀시토신(5-formylcytosine, 5fC) 또는 5-카르복시시토신(5-carboxycytosine, 5caC)으로, 티민이 5-하이드록시메틸우라실(5-hydroxymethyluracil, 5hmU) 또는 5-포르밀우라실(5-formylurail, 5fU)로, 구아닌이 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌(7,8-dihydro-8-oxoguanine, 8-oxoG)으로, 또는 아데닌이 6-메틸아데닌(N6-methyladenine, 6mA)으로 변형된 것인, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  4. 제 1항에 있어서, 노화 수준은 세포의 노화 수준인, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  5. 제 1항에 있어서, 노화 수준 진단은 노화 관련 질병의 진단 또는 노화 수준에 관한 정보의 제공인, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  6. 제 5항에 있어서, 노화 수준에 관한 정보는 생물학적 연령(biological age)인, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  7. 제 5항에 있어서, 노화 관련 질병은 조로증, 인지 질환, 뇌졸중, 당뇨, 관절염, 동맥경화, 심장병, 탈모, 주름, 및 골다공증으로 이루어진 군으로부터 선택된 질병인, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  8. 제 1항에 있어서, FISH (Fluorescent in situ hybridization) 분석용 프로브인, 노화 수준 진단용 바이오마커.
  9. 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열의 염기 변형을 검출하는 제제를 포함하는 노화 진단용 바이오마커 조성물.
  10. 제 9항에 있어서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역의 염기에 염기 변형이 존재하는, 노화 진단용 바이오마커 조성물.
  11. 제 9항에 있어서, 염기 변형은 시토신이 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신 또는 5-카르복시시토신으로, 티민이 5-하이드록시메틸우라실 또는 5-포르밀우라실로, 구아닌이 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌으로, 또는 아데닌이 6-메틸아데닌으로 변형된 것인, 노화 진단용 바이오마커 조성물.
  12. 제 9항에 있어서, 염기 변형을 검출하는 제제로 메틸화, 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌 특이적 결합 단백질, 프로브, 항체 또는 압타머를 포함하는, 노화 진단용 바이오마커 조성물.
  13. 제 9항의 조성물을 포함하는 노화 진단용 키트.
  14. 제 13항에 있어서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역을 포함하는 단편을 증폭할 수 있는 프라이머쌍, 염기 변형을 검출하는 제제를 포함하는, 노화 진단용 키트.
  15. 제 14항에 있어서, 염기 변형을 검출하는 제제는 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클라아제, 시퀀싱 프라이머, 시퀀싱 바이 신세시스 프라이머, 시퀀싱 바이 라이게이션 프라이머, 메틸화된 염기 구역과 혼성화할 수 있는 프로브, 메틸화된 염기 구역과 결합할 수 있는 메틸화 특이적 결합 단백질, 메틸화 특이적 결합 항체 또는 압타머, 또는 메틸화, 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌에 특이적으로 결합하는 단백질, 프로브, 항체 또는 압타머인, 노화 진단용 키트.
  16. 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열로 이루어진 군으부터 선택되는 하나 이상에 혼성화할 수 있는 프로브를 포함하는, 노화 진단용 DNA 마이크로어레이 칩.
  17. 생물학적 시료로부터 핵산을 분리하고; 및
    4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열로 이루어진 군으부터 선택되는 하나 이상에서 염기변형을 검출하는 것을 포함하는, 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 4번 염색체의 49969424 내지 49969427 위치의 염기 구역, 4번 염색체의 50357424 내지 50357427 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36562486 내지 36562491 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895308 내지 35895310 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 35895317 내지 35895319 위치의 염기 구역, 12번 염색체의 36565388 내지 36565390 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651202 내지 18651204 위치의 염기 구역, 15번 염색체의 18651208 내지 18651211 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948445 내지 24948446 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 4948448 내지 24948449 위치의 염기 구역, 19번 염색체의 24948452 내지 24948455 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527510 내지 28527513 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527515 내지 28527521 위치의 염기 구역, 20번 염색체의 28527527 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466835 내지 8466836 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466838 내지 8466839 위치의 염기 구역, 21번 염색체의 8466843 내지 8466854 위치의 염기 구역 및 21번 염색체의 8412407 내지 8412408 위치의 염기 구역로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기 구역에서 염기변형을 검출하는, 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 5-메틸시토신, 5-하이드록시메틸시토신, 5-포르밀시토신, 5-카르복시시토신, 5-하이드록시메틸우라실, 5-포르밀우라실, 7,8-디하이드로-8-옥소구아닌 또는 6-메틸아데닌을 검출하는, 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법.
  20. 제 17항에 있어서, 염기변형의 검출은 메틸화 특이적 중합효소반응 (methylation-specific polymerase chain reaction), 실시간 메틸화 특이 PCR(Real time methylation specific PCR), 파이로시퀀싱 및 바이설파이트 시퀀싱 또는 옥스포드 나노포어(Oxford Nanopore) 기술로 수행되는, 세포 또는 개체의 노화 수준 진단 방법.
  21. 세포에 후보 물질을 처리하고;
    세포의 계대배양을 40회 이상 진행한 뒤 세포의 4번 염색체의 중심체의 부수체, 12번 염색체의 중심체의 부수체, 15번 염색체의 중심체의 부수체, 19번 염색체의 중심체의 부수체, 20번 염색체의 중심체의 부수체, 21번 염색체의 SINE 또는 21번 염색체의 단순 반복 서열에서 염기 변형을 검출하며; 및
    같은 계대수의 후보 물질을 처리하지 않은 대조군 세포와 염기 변형 정도를 비교하는 것을 포함하는 세포 노화 억제 물질 스크리닝 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 같은 계대수의 후보 물질을 처리하지 않은 대조군 세포에 비해 염기 변형이 적으면 후보 물질이 항노화 활성을 가지는 것으로 판단하는 것을 추가로 포함하는, 세포 노화 억제 물질 스크리닝 방법.
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