KR20200115422A - Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene - Google Patents

Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene Download PDF

Info

Publication number
KR20200115422A
KR20200115422A KR1020200124473A KR20200124473A KR20200115422A KR 20200115422 A KR20200115422 A KR 20200115422A KR 1020200124473 A KR1020200124473 A KR 1020200124473A KR 20200124473 A KR20200124473 A KR 20200124473A KR 20200115422 A KR20200115422 A KR 20200115422A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
golga2
lung
mouse model
model
knockout
Prior art date
Application number
KR1020200124473A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102272180B1 (en
Inventor
박종선
조명행
박성진
Original Assignee
충남대학교산학협력단
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단, 서울대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Publication of KR20200115422A publication Critical patent/KR20200115422A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102272180B1 publication Critical patent/KR102272180B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/027New or modified breeds of vertebrates
    • A01K67/0275Genetically modified vertebrates, e.g. transgenic
    • A01K67/0276Knock-out vertebrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/705Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2217/00Genetically modified animals
    • A01K2217/07Animals genetically altered by homologous recombination
    • A01K2217/075Animals genetically altered by homologous recombination inducing loss of function, i.e. knock out
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2227/00Animals characterised by species
    • A01K2227/10Mammal
    • A01K2227/105Murine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2267/00Animals characterised by purpose
    • A01K2267/03Animal model, e.g. for test or diseases

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

The present invention relates to a lung fibrosis mouse model in which a GOLGA2 gene is knocked out, a composition for manufacturing a lung fibrosis mouse model, a method for manufacturing a lung fibrosis mouse model, and a method for inhibiting lung fibrosis or screening a therapeutic agent. When the lung fibrosis mouse model in which a GOLGA2 gene is knocked out according to the present invention is used, a lung fibrosis model which did not exist can be obtained, and a model in which fibrosis is induced in an entire area of a lung due to genetic mutation without a serious lesion of lung tissue can be used. The model can be used in various ways as a model for study of association among abnormal morphology of a Golgi body, autophagocytosis, and liver fibrosis. The model can be used as an animal model for screening the therapeutic agent of genetic-based lung fibrosis rather than chemical-based lung fibrosis. The composition for manufacturing a lung fibrosis mouse model comprises embryonic stem cells in which exons 1-26 of the GOLGA2 gene are deleted.

Description

GOLGA2 유전자 넉아웃 폐 섬유화 마우스 모델{Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene}GOLGA2 gene knockout lung fibrosis mouse model {Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene}

본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 폐 섬유화 마우스 모델, 상기 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물, 폐 섬유화 마우스 모델 제조방법 및 폐 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lung fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene is knocked out, a composition for preparing the lung fibrosis mouse model, a method for preparing a lung fibrosis mouse model, and a screening method for suppressing lung fibrosis or a therapeutic agent.

자가포식(autophagy or self-eating) 현상은 필요하지 않거나 손상된 세포내 단백질, 리피드, 소기관들이 라이소좀에 의해 제거되는 과정으로서 생리학적으로 자가포식 과정은 단순히 제거의 의미라기보다는 다이내믹하게 세포를 개선하거나 항상성을 유지하기 위한 에너지들을 공급하고 새로운 소기관 등 기반을 구축하는 재활용 시스템으로 중요한 역할을 담당하고 있다. 이러한 자가포식 작용과 관련하여 골지체는 자가소화포(autophagosome) 조립 초기에 생성되는 이중 격리막(phagophore)을 제공한다고 알려져 있다.Autophagy or self-eating is a process in which proteins, lipids and organelles in cells that are not needed or damaged are removed by lysosomes. It is playing an important role as a recycling system that supplies energy to maintain homeostasis and establishes the foundation for new organisations. In relation to this autophagy, the Golgi apparatus is known to provide a double sequestering membrane (phagophore) that is generated at the initial stage of assembly of autophagosomes.

한편, 폐 섬유화증(pulmonary fibrosis)은 만성적으로 진행하는 폐 간질의 섬유화를 특징으로 하는 원인 불명의 질환이다. 상기 질환은 주로 폐에 국한되어 나타나며 조직학적으로 특징적인 통상형 간질성 폐렴(usual interstitial pneumonia, UIP) 소견을 보인다. 이 질환의 유병률은 보고마다 차이가 있지만 인구 10만 명 중 2-29명으로 알려져 있으며, 국내에서는 희귀난치성 질환으로 지정되어 있다. 폐 섬유화증의 임상 경과는 다양하며, 일반적으로 서서히 진행하는 폐 기능 저하로 인해 호흡부전으로 진행하여 진단 이후 평균 생존기간이 2-3년 이내인 치명적인 질환이다. 이 때문에 폐 섬유화증의 정확한 원인과 병인을 밝히고 이에 따른 치료제를 개발하기 위한 노력이 많이 시도되고 있지만 아직까지 명확한 치료제가 없는 실정이다.On the other hand, pulmonary fibrosis is a disease of unknown cause characterized by chronically progressive fibrosis of the lung interstitial. The disease is mainly confined to the lungs and exhibits histologically characteristic normal interstitial pneumonia (UIP) findings. Although the prevalence of this disease varies from report to report, it is known to be 2-29 out of 100,000 population, and it is designated as a rare and intractable disease in Korea. The clinical course of pulmonary fibrosis is diverse, and it is a fatal disease with an average survival period of less than 2-3 years after diagnosis due to respiratory failure, which generally progresses to respiratory failure due to a slow progression of lung function. For this reason, many efforts have been made to identify the exact cause and etiology of pulmonary fibrosis and to develop a therapeutic agent according to it, but there is no clear treatment yet.

기존에 이러한 폐 섬유화를 일으킨 모델은 존재하지 않았으며 다른 조직, 예컨대 간 섬유화에 대한 모델이 존재하나 이는 케미컬 기반의 섬유화 모델로서 케미컬이 닿는 조직 부위에 심각한 병변을 야기한다는 문제점이 있었다. 또한, 골지체, 자가포식 및 폐 섬유화와의 관계와 이러한 현상에 어떠한 유전자가 관여하는지 밝혀진 바가 없으며 이에 대한 구체적인 연구가 필요한 실정이다.There is no existing model that caused lung fibrosis, and there are models for other tissues, such as liver fibrosis, but this is a chemical-based fibrosis model, which has a problem in that it causes serious lesions in the tissue area that the chemical touches. In addition, the relationship between the Golgi apparatus, autophagy and pulmonary fibrosis, and which genes are involved in these phenomena, has not been identified, and specific studies are required.

이에 본 발명자들은 연구를 수행하던 중, 최초로 골지체의 형성면 쪽인 cis-골지체에 존재하는 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스가 골지체의 붕괴를 일으키며 자가포식을 유도하고 폐 섬유화가 유발되는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors completed the present invention by confirming that the GOLGA2 gene knockout mouse present in the cis-Golgi apparatus, which is the formation surface of the Golgi apparatus, causes the collapse of the Golgi apparatus, induces autophagy, and causes lung fibrosis. Was done.

따라서 본 발명의 목적은, GOLGA2 유전자 넉아웃된, 폐 섬유화 마우스 모델, 상기 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물, 상기 폐 섬유화 마우스 모델 제조방법 및 폐 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a GOLGA2 gene knocked out, lung fibrotic mouse model, a composition for preparing the lung fibrotic mouse model, a method for preparing the lung fibrotic mouse model, and a method for screening lung fibrosis inhibition or a therapeutic agent.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된, 폐 섬유화 마우스 모델을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a lung fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene is knocked out.

또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포를 포함하는, 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for preparing a lung fibrosis mouse model, comprising embryonic stem cells in which GOLGA2 gene exons 1 to 26 are deleted.

또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자를 넉아웃시키는 단계;를 포함하는, 폐 섬유화 마우스 모델 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a lung fibrosis mouse model comprising; knocking out the GOLGA2 gene.

또한, 본 발명은 (S1) 상기 폐 섬유화 마우스 모델에 후보 물질을 처리하는 단계; 및 (S2) 상기 후보 물질이 처리된 폐 섬유화 마우스 모델에서 폐 섬유화 억제 또는 치료 물질을 판정하는 단계;를 포함하는, 폐 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (S1) treating a candidate material in the lung fibrotic mouse model; And (S2) determining a substance to inhibit or treat pulmonary fibrosis in a lung fibrosis mouse model treated with the candidate substance; comprising, a method for screening a pulmonary fibrosis inhibitory or therapeutic agent.

본 발명에 따른 GOLGA2 유전자 넉아웃 폐 섬유화 마우스 모델을 이용하면, 기존에 존재하지 않았던 폐 섬유화 모델을 얻을 수 있으며 폐 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 폐의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 모델은 골지체의 이상형태, 자가포식 및 폐 섬유화의 연관성 연구를 위한 모델로서 다양하게 활용할 수 있으며, 폐 섬유화의 치료제, 특히 케미컬 기반 폐 섬유화가 아닌 유전적 기반 폐 섬유화의 치료제 스크리닝을 위한 동물 모델로 사용할 수 있다.Using the GOLGA2 gene knockout lung fibrosis mouse model according to the present invention, a lung fibrosis model that did not exist can be obtained, and a model in which fibrosis is induced in the entire region of the lung due to genetic mutation without serious lesion of the lung tissue It has the advantage of being able to use it. In addition, the model can be used in various ways as a model for the study of the association between abnormal morphology of the Golgi apparatus, autophagy, and pulmonary fibrosis. Can be used as an animal model.

도 1은 GOLGA2 유전자의 위치와 GOLGA2 넉아웃 마우스 제작에 사용된 배아줄기 세포의 모식도를 나타낸 도이다.
도 2는 간세포주에서 GOLGA2 넉아웃에 의해 GOLGA2 단백질이 골지에서 없어짐을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 GOLGA2 넉아웃 간세포주에서 증가된 자가포식 작용이 유리지방산(free fatty acid, FFA)에 의해 형성된 지방 방울을 분해함을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 마커 단백질 SQSTM1, LC3I 및 LC3ll의 발현이 증가됨을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 유전형질분석 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 GOLGA2 넉아웃 마우스의 조직 내 GOLGA2 mRNA의 발현 분석을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스를 선별한 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기를 비교한 사진을 나타낸 도이다.
도 8은 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기 비교 그래프를 나타낸 도이다.
도 9는 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 몸무게 비교 그래프를 나타낸 도이다.
도 10은 수컷 GOLGA2 넉아웃 마우스의 장기 크기 감소를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 GOLGA2 넉아웃 마우스 폐조직의 면역형광염색 분석을 통해 자가포식 마커 단백질인 LC3B가 폐의 특정 세포에서 매우 활성화된 것을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 GOLGA2 넉아웃 마우스의 2형 폐포세포에서 자가포식 마커 단백질인 LC3B가 활성화된 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 GOLGA2 넉아웃 마우스 폐의 전자현미경 이미지 분석을 통해 방전된 층판소체의 수가 많아짐을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 14는 MALDI-TOF를 이용한 폐의 지질 스캐닝 분석을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 폐에서 폐포를 유지시키는 계면활성제가 부족하다는 것을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 15는 GOLGA2 넉아웃 마우스 폐의 조직학적 분석을 통해 폐 전체에 섬유화 병변이 발견됨을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 16은 GOLGA2 유전자 넉아웃으로 의한 폐조직 섬유화 마우스 모델 제조기전을 나타낸 도이다.
1 is a diagram showing the location of the GOLGA2 gene and a schematic diagram of the embryonic stem cells used to make a GOLGA2 knockout mouse.
2 is a diagram showing the results of confirming that the GOLGA2 protein is removed from Golgi by GOLGA2 knockout in a hepatocyte cell line.
3 is a diagram showing the results confirming that the increased autophagy action in the GOLGA2 knockout hepatocyte line decomposes fat droplets formed by free fatty acid (FFA).
Figure 4 is GOLGA2 A diagram showing the results confirming that the expression of the autophagy marker proteins SQSTM1, LC3I and LC3ll is increased in the knockout liver cell line.
5 is a diagram showing the results of genotyping of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice.
Figure 6 is GOLGA2 A diagram showing the results of selecting GOLGA2 knockout mice through the analysis of the expression of GOLGA2 mRNA in the tissues of the knockout mice.
7 is a normal, heterozygous and GOLGA2 It is a diagram showing a picture comparing the size of a knockout mouse.
8 is a normal, heterozygous and GOLGA2 It is a diagram showing the size comparison graph of the knockout mouse.
9 is a normal, heterozygous and GOLGA2 It is a diagram showing a weight comparison graph of a knockout mouse.
Figure 10 is male GOLGA2 It is a diagram showing the results of confirming the decrease in organ size of the knockout mouse.
11 is GOLGA2 It is a diagram showing the results of confirming that LC3B, an autophagy marker protein, is highly activated in specific cells of the lung through immunofluorescence staining analysis of knockout mouse lung tissue.
12 is a diagram showing the result of activation of the autophagy marker protein LC3B in type 2 alveolar cells of GOLGA2 knockout mice.
13 is GOLGA2 A diagram showing the result of confirming that the number of discharged lamellar bodies increases through electron microscopic image analysis of knockout mouse lungs.
14 is a diagram showing the results of confirming that there is a lack of surfactant that maintains the alveoli in the lungs of GOLGA2 knockout mice through lipid scanning analysis of the lungs using MALDI-TOF.
15 is a diagram showing the results of confirming that a fibrotic lesion was found in the entire lung through histological analysis of the lungs of GOLGA2 knockout mice.
16 is a diagram showing the mechanism of manufacturing a lung tissue fibrosis mouse model by GOLGA2 gene knockout.

본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된, 폐 섬유화 마우스 모델을 제공한다.The present invention provides a lung fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene is knocked out.

본 발명의 GOLGA2 유전자는 NCBI Gene ID 99412 의 유전자이며 크로모좀 2에 속하는 유전자로서 다양한 종에 존재한다. 구체적으로 상기 GOLGA2 유전자는 NCBI Reference Sequence NM_133852 의 염기서열로 이루어지는 폴리뉴클레오타이드일 수 있다. 또한, 상기 GOLGA2 유전자는 골지체의 형성면 쪽인 cis-골지체에 존재하는 유전자이다.The GOLGA2 gene of the present invention is a gene of NCBI Gene ID 99412 and is a gene belonging to chromosome 2 and exists in various species. Specifically, the GOLGA2 gene may be a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of NCBI Reference Sequence NM_133852. In addition, the GOLGA2 gene is a gene present in the cis-Golgi body, which is toward the formation surface of the Golgi body.

상기 마우스 모델은 골지체에서 GOLGA2 단백질이 넉아웃된 것일 수 있다. 이로 인해 골지체가 붕괴되며 자가포식이 유도된다. 또한, 상기 마우스 모델은 폐에서 자가포식 작용이 증가된 것일 수 있다. 상기 마우스 모델은 폐에서 자가포식 마커 단백질인 LC3B의 발현이 증가된 것일 수 있다.The mouse model may be a GOLGA2 protein knocked out in the Golgi apparatus. This causes the Golgi apparatus to collapse and induce autophagy. In addition, the mouse model may have an increased autophagy action in the lung. The mouse model may have increased expression of LC3B, an autophagy marker protein, in the lung.

또한, 상기 폐는 2형 폐포 세포일 수 있으며 2형 폐포 세포는 층판소체를 분비하는 세포이다. 본 발명의 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 모델에서는 상기 2형 페포 세포의 층판소체가 방전(discharge)되며 층판소체는 주성분으로 계면활성제를 포함하고 상기 계면활성제는 폐포를 유지시키는 역할을 한다.In addition, the lung may be type 2 alveolar cells, and type 2 alveolar cells are cells that secrete lamellar bodies. In the GOLGA2 gene knockout mouse model of the present invention, the lamellar body of the type 2 peptic cells is discharged, and the lamellar body contains a surfactant as a main component, and the surfactant serves to maintain the alveoli.

또한, 상기 마우스 모델은 폐에서 DPPC(dipalmitoylphosphatidylcholine)가 감소된 것일 수 있으며, 바람직하게는 디팔미토일레시틴(dipalmitoyllecithin)이 감소된 것일 수 있다. 상기 DPPC는 계면활성제로서 층판소체의 주성분이며 2형 페포 세포의 층판소체가 방전되어 DPPC가 감소하게 되면 비가역적으로 폐포가 막히게 되는 문제가 생기며 이는 폐 섬유화의 원인일 수 있다.In addition, in the mouse model, dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) may be reduced in the lung, preferably dipalmitoyllecithin may be reduced. The DPPC is a surfactant, which is a main component of the lamellar body, and when DPPC decreases due to the discharge of the lamellar body of the type 2 fecal cell, a problem of irreversibly clogging the alveoli occurs, which may be the cause of lung fibrosis.

상기 마우스 모델은 GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포로 제조된 것일 수 있으며 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 배아줄기 세포는 마우스의 배반포에 주입될 수 있다.The mouse model may be made of embryonic stem cells in which exons 1 to 26 of the GOLGA2 gene are deleted, but is not limited thereto. In addition, the embryonic stem cells may be injected into the blastocyst of a mouse.

본 발명의 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 모델은 기존에 존재하지 않았던 폐 섬유화 모델이며, 상기 본 발명의 마우스 모델을 통해 GOLGA2 넉아웃으로 골지체에서 GOLGA2 단백질이 넉아웃되며 폐에서 자가포식 작용이 증가하고 폐 섬유화가 유발됨을 확인할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 GOLGA2 유전자 넉아웃 폐 섬유화 마우스 모델을 이용하면, 폐 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 폐의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 모델은 골지체의 이상형태, 자가포식 및 폐 섬유화의 연관성 연구를 위한 모델로서 다양하게 활용할 수 있으며, 폐 섬유화의 치료제, 특히 케미컬 기반 폐 섬유화가 아닌 유전적 기반 폐 섬유화의 치료제 스크리닝을 위한 동물 모델로 사용할 수 있다.The GOLGA2 gene knockout mouse model of the present invention is a lung fibrosis model that did not exist in the past, and through the mouse model of the present invention, GOLGA2 protein is knocked out from the Golgi apparatus by GOLGA2 knockout, and autophagy is increased in the lung, and lung fibrosis It can be confirmed that is triggered. In addition, when the GOLGA2 gene knockout lung fibrosis mouse model according to the present invention is used, there is an advantage in that a model in which fibrosis is induced in the entire region of the lung due to genetic mutation can be used without serious lesion of the lung tissue. In addition, the model can be used in various ways as a model for the study of the association between abnormal morphology of the Golgi apparatus, autophagy, and pulmonary fibrosis. Can be used as an animal model.

또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포를 포함하는, 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 바람직하게는 배지 조성물일 수 있으며 상기 "배지(culture media)"는 인 비트로에서 세포 성장 및 생존을 지지할 수 있게 하는 배지를 의미하고, 세포의 배양에 적절한 당 분야에서 사용되는 통상의 배지를 모두 포함한다. 상기 배지는 세포가 최소 증식 및/또는 생존하는데 필요한 필수 및 비필수 아미노산, 비타민, 에너지원, 지질 및 미량원소 등을 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a composition for preparing a lung fibrosis mouse model, comprising embryonic stem cells in which GOLGA2 gene exons 1 to 26 are deleted. The composition may preferably be a medium composition, and the "culture media" refers to a medium capable of supporting cell growth and survival in vitro, and is suitable for culturing cells. Includes all of the media. The medium may contain essential and non-essential amino acids, vitamins, energy sources, lipids, and trace elements necessary for minimal proliferation and/or survival of cells.

또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자를 넉아웃시키는 단계;를 포함하는, 폐 섬유화 마우스 모델 제조방법을 제공한다. 상기 넉아웃은 당 분야에 알려진 통상의 방법으로 실시될 수 있고 바람직하게는 GOLGA2 CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 실시될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 상기 GOLGA2 유전자를 넉아웃시키는 단계를 거쳐 폐 섬유화 마우스 모델을 제조하면 폐 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 폐의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 폐 섬유화 모델을 얻을 수 있다. 또한 케미컬 기반 폐 섬유화가 아닌 유전적 기반 폐 섬유화 모델을 얻을 수 있다.In addition, the present invention provides a method for producing a lung fibrosis mouse model comprising; knocking out the GOLGA2 gene. The knockout may be performed by a conventional method known in the art, and preferably may be performed using a GOLGA2 CRISPR/ Cas9 system, but is not limited thereto. When the lung fibrosis mouse model is prepared through the step of knocking out the GOLGA2 gene, a lung fibrosis model in which fibrosis is induced in the entire lung area due to genetic mutation can be obtained without serious lesion of the lung tissue. In addition, it is possible to obtain a genetically based lung fibrosis model rather than a chemical based lung fibrosis.

또한, 본 발명은 (S1) 상기 폐 섬유화 마우스 모델에 후보 물질을 처리하는 단계; 및 (S2) 상기 후보 물질이 처리된 폐 섬유화 마우스 모델에서 폐 섬유화 억제 또는 치료 물질을 판정하는 단계;를 포함하는, 폐 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (S1) treating a candidate material in the lung fibrotic mouse model; And (S2) determining a substance to inhibit or treat pulmonary fibrosis in a lung fibrosis mouse model treated with the candidate substance; comprising, a method for screening a pulmonary fibrosis inhibitory or therapeutic agent.

상기 (S1) 단계는 본 발명의 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 폐 섬유화 마우스 모델에 후보 물질을 처리하는 단계이다. 상기 "후보 물질"은 폐 섬유화를 치료, 예방 또는 개선할 수 있는 것으로 기대되는 물질로서 화학물질, 올리고뉴클레오타이드, 펩티드, 유전자, 단백질, 식품, 제형, 화합물, 조성물, 의약, 영양보조제, 건강관리제품 또는 음료 등의 물질을 제한 없이 포함한다. 또한, 상기 "처리"는 후보 물질을 본 발명의 폐 섬유화 마우스 모델에 투여하는 방법일 수 있으며 이에 제한되지는 않는다. 상기 "투여하는 방법"으로는 경구투여, 정맥주사, 피하투여, 복강내 투여 등 종래의 투여 방법 중 적절한 방법을 선택할 수 있으며, 후보 물질의 투여량은 투여 방법, 실험 동물의 체중 및 상태나 사전 실험 결과 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며 이에 제한되지는 않는다.The step (S1) is a step of treating a candidate material in a lung fibrosis mouse model knocked out of the GOLGA2 gene of the present invention. The "candidate" is a substance expected to treat, prevent or improve lung fibrosis, and is a chemical substance, oligonucleotide, peptide, gene, protein, food, formulation, compound, composition, medicine, nutritional supplement, health care product Or it includes without limitation substances such as beverages. In addition, the "treatment" may be a method of administering a candidate substance to the lung fibrotic mouse model of the present invention, but is not limited thereto. As the "administration method", an appropriate method may be selected from conventional administration methods such as oral administration, intravenous injection, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, etc., and the dosage of the candidate substance is the administration method, the weight and condition of the experimental animal, or prior It can be appropriately selected according to the experimental results, but is not limited thereto.

상기 (S2) 단계는 (S1) 단계에서 처리된 후보 물질 중 폐 섬유화를 개선시킴이 확인된 물질을 선별함으로써 폐 섬유화 억제 또는 치료 물질로 판정하는 단계이다. 상기 "선별"은, 후보 물질의 처리 전 본 발명의 폐 섬유화 마우스 모델의 폐 섬유화 정도를 측정한 결과와 후보 물질의 처리 후 측정 결과를 비교한 결과, 후보 물질의 처리 전 폐 섬유화 정도보다 그 정도를 감소시킨 후보 물질을 선택함으로써 이루어질 수 있다.The step (S2) is a step of selecting a substance that has been confirmed to improve lung fibrosis among the candidate substances treated in step (S1) to determine as a substance to inhibit or treat lung fibrosis. The "selection" is a result of comparing the result of measuring the degree of lung fibrosis of the mouse model of lung fibrosis of the present invention before treatment of the candidate substance and the measurement result after treatment of the candidate substance. This can be achieved by selecting a candidate material that has reduced.

본 발명의 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 폐 섬유화 마우스 모델을 이용한 상기 폐 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 이용하면, 유전적 변이로 인해 간의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용하여 치료제를 스크리닝할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 케미컬 기반 폐 섬유화가 아닌 유전적 기반 폐 섬유화의 치료제를 스크리닝할 수 있다.By using the method of screening for pulmonary fibrosis suppression or treatment using the lung fibrosis mouse model knocked out of the GOLGA2 gene of the present invention, it is possible to screen the treatment using a model in which fibrosis is induced in the entire region of the liver due to genetic mutation. There is an advantage that there is. In addition, it is possible to screen for therapeutic agents for genetic-based lung fibrosis rather than chemical-based lung fibrosis.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The examples are only for describing the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention.

실시예상의 각 실험의 통계는 ± S.D 사용하였고, p < 0.05 (* 또는 #), p < 0.01 (** 또는 ##)로 기록하였다.Statistics of each experiment in the examples were used as ± S.D, and were recorded as p <0.05 (* or #), p <0.01 (** or ##).

실험예Experimental example 1. 간 세포주 배양 및 1. Liver cell line culture and GOLGA2GOLGA2 넉아웃Knockout 세포주 제작 Cell line production

인간 정상 간세포주인 Chang 세포주를 Dulbecco's modified Eagle medium/high-glucose 배지 (WELGENE Inc.), 우태아 혈청 10%, 항생제 10%, Heps 20%를 첨가하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다.The Chang cell line, which is a normal human hepatocyte line, was cultured in a 37°C, 5% CO 2 incubator with Dulbecco's modified Eagle medium/high-glucose medium (WELGENE Inc.), fetal bovine serum 10%, antibiotics 10%, and Heps 20% added.

또한, GOLGA2 넉아웃된 Chang 세포주는 GOLGA2 CRISPR/Cas9 시스템으로 제작하였다.In addition, the GOLGA2 knocked out Chang cell line was constructed with the GOLGA2 CRISPR/ Cas9 system.

실험예Experimental example 2. 2. GOLGA2GOLGA2 유전자 gene 넉아웃Knockout 마우스 제작 Mouse production

Wellcome Trust Sanger Institute로부터 GOLGA2 1-26 엑손이 결실된 배아줄기 세포를 구입하여 C57B/L6J 계통 마우스의 배반포에 주입하여 이형접합체 자손들을 얻어냈고 그 이형접합 마우스의 근친교배를 통한 자손들의 유전형질분석을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스를 선별하였다. GOLGA2 1-26 exon-deleted embryonic stem cells were purchased from the Wellcome Trust Sanger Institute and injected into the blastocyst of C57B/L6J-type mice to obtain heterozygous offspring.Through genotyping analysis of offspring through inbreeding of the heterozygous mice. GOLGA2 knockout mice were selected.

상기 유전형질분석에 사용한 PCR primer는 다음과 같다. GOLGA2 KO-F(5'-CTTCGTATAATGTATGCTATACGAAGTTATGCTAGC-3')와 Reg-GOLGA2-R(5'-ACTGAGCCGGTGAAAACTTAGAAGC-3')는 GOLGA2(-/-) 넉아웃을 확인하는데 사용하였으며, Mus GOLGA2 Exon 27 wt-F(5'-AAGACTGGCGGCCAAAGCC-3')와 Reg-GOLGA2-R는 GOLGA2(+/+)을 확인하는데 사용하였다.PCR primers used for the genotyping analysis are as follows. GOLGA2 KO-F (5'-CTTCGTATAATGTATGCTATACGAAGTTATGCTAGC-3') and Reg- GOLGA2 -R(5'-ACTGAGCCGGTGAAAACTTAGAAGC-3') were used to check GOLGA2 (-/-) knockout, and Mus GOLGA2 Exon 27 wt-F (5'-AAGACTGGCGGCCAAAGCC-3') and Reg- GOLGA2 -R were used to identify GOLGA2 (+/+).

도 1에 GOLGA2 유전자의 위치와 GOLGA2 넉아웃 마우스 제작에 사용된 배아줄기 세포의 모식도를 나타내었으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 GOLGA2 유전자는 크로모좀 2에 속하며 사용된 배아줄기세포의 GOLGA2 엑손 1-26번이 결실되어 있음을 확인하였다.Figure 1 shows the location of the GOLGA2 gene and a schematic diagram of the embryonic stem cells used to make the GOLGA2 knockout mouse.As shown in Figure 1, the GOLGA2 gene belongs to the chromosome 2 and GOLGA2 exon 1-26 of the used embryonic stem cells It was confirmed that the bun was deleted.

실험예Experimental example 3. 면역 3. Immunity 형광법Fluorescence method (( ImmunofluorescenceImmunofluorescence ) 분석) analysis

Chang 세포주를 배양용 8웰 챔버 슬라이드에서 배양 후 3% 파라포름알데하이드(Paraformaldehyde)로 4℃에서 10분 동안 고정시켰다. 그 후 0.25% Triton® X-100에 5분 처리한 다음 30분간 3% 소혈청알부민을 이용하여 블락킹 처리시켰으며, 일차 항체를 4℃에서 하루동안 처리한 후 형광으로 표지된 이차 항체를 처리하였다. 그 후 간조직은 파라핀 블록을 4um로 섹션하여 슬라이드에 옮긴 후 자일렌으로 파라핀을 제거, 수화시킨 후 항원항체 반응을 살리기 위해 retrival 버퍼로 10분간 끓이고 식혔으며 위의 세포와 같이 블락킹 후 동일한 방법으로 분석하였다.The Chang cell line was cultured on an 8-well chamber slide for culture, and then fixed with 3% paraformaldehyde at 4° C. for 10 minutes. Then, 0.25% Triton® X-100 was treated for 5 minutes, followed by blocking treatment with 3% bovine serum albumin for 30 minutes, and the primary antibody was treated at 4°C for one day, and then the fluorescently labeled secondary antibody was treated. I did. After that, the liver tissue was sectioned with 4 μm of paraffin block and transferred to the slide. After removing the paraffin with xylene, hydration, boiled and cooled with retrival buffer for 10 minutes to save antigen-antibody reaction. Analyzed by.

실험예Experimental example 4. 질량 분석 4. Mass Spectrometry

MALDI-TOF를 이용하여 실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스의 폐 질량 분석을 실시하였다.Lung mass analysis of the GOLGA2 gene knockout mice prepared in Experimental Example 2 was performed using MALDI-TOF.

실험예Experimental example 5. 5. 면역블랏Immunoblot (Western Blot) 분석(Western Blot) analysis

면역블랏 분석을 위해 우선 배양한 Chang 세포주를 6well plate에 각각 3X105 3well을 깐 후, 24시간 배양 후에 미디어를 제거하였다. 그 후 1X PBS로 워싱한 후에 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 3 mM EDTA, 3 mM EGTA, 0.5% NP40, 10 mM 베타-글리세로포스페이트(beta-glycerophosphate), 50 mM 플루오린화나트륨(sodium fluoride), 0.2 mM 바나듐산나트륨(sodium vanadate), 10 mM PNPP, 5 mM PMSF 및 10 μg/ml 류펩틴(leupeptin)으로 만들어진 용해 버퍼(lysis buffer)로 세포를 용해시켰다. 용해시킨 단백질을 Bradford protein assay (Bio-Rad, Hercules, CA)로 단백질 농도를 잰 다음 40ug를 정량하여 Laemmli sample buffer를 농도에 맞게 섞어 끓인 후 SDS-PAGE에 로딩 후 이동시켰으며 밀크 블락킹(milk blocking) 및 TBS-T 워싱하고 1차 항체를 넣고 밤새도록 반응시켰다. 이후 다음날 TBS-T 워싱한 후 Rabbit 2차 항체를 1시간 배양한 뒤, 20분간 3차례 TBS-T 워싱하고 필름으로 현상하였다. 마우스 폐조직은 초저온으로 얼려서 잘게 부순 후 위와 같은 방법으로 수득하여 분석하였다.For immunoblot analysis, the first cultured Chang cell line was applied 3 ×10 5 3 wells to a 6 well plate, and the media was removed after 24 hours of culture. After washing with 1X PBS, 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 3 mM EDTA, 3 mM EGTA, 0.5% NP40, 10 mM beta-glycerophosphate, 50 mM fluorine Cells were lysed with a lysis buffer made of sodium fluoride, 0.2 mM sodium vanadate, 10 mM PNPP, 5 mM PMSF, and 10 μg/ml leupeptin. After measuring the protein concentration of the dissolved protein by Bradford protein assay (Bio-Rad, Hercules, CA), 40ug was quantified, mixed with Laemmli sample buffer according to the concentration, boiled, loaded on SDS-PAGE, and transferred. blocking) and TBS-T washes, and then the primary antibody was added and reacted overnight. Thereafter, after washing with TBS-T the next day, the rabbit secondary antibody was incubated for 1 hour, washed with TBS-T 3 times for 20 minutes, and developed into a film. Mouse lung tissue was frozen at ultra-low temperature, crushed, and then obtained and analyzed in the same manner as above.

실험예Experimental example 6. 조직학(Histology) 및 면역조직화학적( 6. Histology and immunohistochemistry ( ImmunohistochemistryImmunohistochemistry ) 특성 분석) Characteristic analysis

GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스의 폐 조직은 10% 포르말린에 고정 후 파라핀 엠베딩되었고 조직 블록은 4um로 섹션후 실란(silane) 코팅된 슬라이드에 옮겼다. 조직학 분석을 위해 파라핀이 제거된 조직 슬라이드를 헤마톡실린 및 에오신(hematoxylin&eosin, H&E)으로 염색하거나 콜라겐 침착을 관찰하기 위해 Sirius Red시약으로 염색하였다. 또한 면역조직화학적(Immunohistochemistry) 분석을 위해 파라핀 제거된 조직 섹션은 retrival 버퍼로 끓인 후 내생적 페록시다아제(peroxidase)를 제거하기 위해 5% 과산화수소로 15분 처리 후 tween 20 포함된 TBS 버퍼로 워싱하고 1시간동안 블락킹 하였다. 연이어 1차와 2차 항체 처리 후 다시 워싱하고 DAB 기질 용액으로 발색한 후 재빨리 멸균된 물에 워싱하였다. 카운터 염색을 위해 헤마톡실린(hematoxylin)으로 염색하였다. 그 후 알코올화 및 마운팅을 거쳐 조직 현미경으로 관찰하였다.The lung tissue of the GOLGA2 gene knockout mouse was fixed in 10% formalin and then paraffin-embedded, and the tissue block was sectioned with 4 μm and transferred to a silane-coated slide. Tissue slides from which paraffin was removed for histological analysis were stained with hematoxylin & eosin (H&E) or with Sirius Red reagent to observe collagen deposition. In addition, for immunohistochemistry analysis, paraffin-removed tissue sections were boiled in retrival buffer, treated with 5% hydrogen peroxide for 15 minutes to remove endogenous peroxidase, and washed with TBS buffer containing tween 20. And blocked for 1 hour. Subsequently, after treatment with the first and second antibodies, they were washed again, colored with a DAB substrate solution, and quickly washed in sterilized water. For counter staining, it was stained with hematoxylin. After that, it was observed under a tissue microscope through alcoholation and mounting.

실험예Experimental example 7. 전자현미경(Transmission electron microscope, 7. Transmission electron microscope TEMTEM ) 분석) analysis

TEM 분석을 위해 폐 조직을 1% 사산화오스뮴(osmium tetroxide) 포함된 2.5% 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 버퍼로 4℃에 밤새도록 고정한 후 알콜화처리 하였으며 프로필렌옥사이드(propylene oxide) epon resin을 조직에 침투시켜 70℃에서 밤새도록 굳힌 다음 40nm로 초박절편하여 구리 그리드에 올렸으며 JEM1010 TEM(JEOL)을 사용하여 관찰하였다.For TEM analysis, lung tissue was fixed overnight at 4°C with 2.5% glutaraldehyde buffer containing 1% osmium tetroxide, followed by alcohol treatment, and propylene oxide epon resin was applied to the tissue. After infiltrating and hardening overnight at 70° C., ultra-thin sliced at 40 nm, placed on a copper grid, and observed using JEM1010 TEM (JEOL).

실시예Example 1. 간 세포주에서 1. In liver cell lines GOLGA2GOLGA2 넉아웃이Knockout 자가포식Autophagy 작용을 유발함을 확인 Confirm that it causes action

실험예 1에서 제작한 GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 GOLGA2 넉아웃이 미치는 영향을 확인하기 위해 면역 형광법(Immunofluorescence) 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 2에 나타내었다.Experimental Example In the GOLGA2 between knockout cell line prepared in 1 to determine the effect of the knockout on GOLGA2 was subjected to immunofluorescence (Immunofluorescence) analysis were also shown in 2 the results for it.

도 2에 나타낸 바와 같이, 간 세포주에서 GOLGA2 유전자를 넉아웃시켰을 때 GOLGA2 단백질이 골지에서 없어짐을 확인함으로써, GOLGA2 넉아웃 세포주에서 골지체의 GOLGA2 단백질 넉아웃을 확인하였다. 파란색은 핵(nucleus)을 나타낸다.As shown in FIG. 2, when the GOLGA2 gene was knocked out in the liver cell line, it was confirmed that the GOLGA2 protein was removed from the Golgi, thereby confirming the GOLGA2 protein knockout in the Golgi apparatus in the GOLGA2 knockout cell line. Blue represents the nucleus.

또한 GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 작용이 유발되는 것을 확인하기 위해, 정상 간세포주(Chang)와 GOLGA2 넉아웃 간세포주를 250uM의 유리지방산(free fatty acid, FFA)으로 24시간 처리 후 중성지방(neutral lipid) 염색으로 지방 방울을 확인하였으며, 이에 대한 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 파란색은 핵(nucleus)을 나타낸다.In addition, in order to confirm that autophagy is induced in the GOLGA2 knockout liver cell line, the normal hepatocyte cell line (Chang) and the GOLGA2 knockout liver cell line were treated with 250uM free fatty acid (FFA) for 24 hours and then triglycerides ( neutral lipid) staining was used to confirm the fat droplets, and the results are shown in FIG. 3. In FIG. 3, blue represents a nucleus.

도 3에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 작용의 증가로 인해 FFA에 의해 형성된 지방 방울이 분해됨을 확인하였다. 따라서 GOLGA2 넉아웃 간세포주에서 자가포식의 증가로 인해 지방 방울의 크기가 줄어든 것을 확인하였다.As shown in FIG. 3, it was confirmed that fat droplets formed by FFA were degraded due to an increase in autophagy in the GOLGA2 knockout liver cell line. Therefore, it was confirmed that the size of fat droplets decreased due to an increase in autophagy in the GOLGA2 knockout hepatocyte line.

또한, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 마커 단백질인 SQSTM1, LC3I 및 LC3ll 의 발현을 확인하기 위해 면역블랏(Western Blot) 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 4에 나타내었다.In addition, in order to confirm the expression of autophagy marker proteins SQSTM1, LC3I and LC3ll in the GOLGA2 knockout liver cell line, an immunoblot analysis was performed and the results are shown in FIG. 4.

도 4에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 마커 단백질로 알려진 SQSTM1, LC3I 및 LC3II이 증가함을 확인하였다.As shown in FIG. 4, it was confirmed that SQSTM1, LC3I and LC3II, known as autophagy marker proteins, were increased in the GOLGA2 knockout liver cell line.

따라서 상기 결과들을 통해 GOLGA2 유전자를 넉아웃시켰을 때 골지체에서 GOLGA2 단백질이 넉아웃되며 자가포식이 증가함을 확인하였다.Therefore, it was confirmed through the above results that when the GOLGA2 gene was knocked out, the GOLGA2 protein was knocked out in the Golgi apparatus and autophagy increased.

실시예Example 2. 2. GOLGA2GOLGA2 유전자 gene 넉아웃Knockout 마우스 특성 분석 Mouse characterization

실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스의 특성을 알아보기 위해 다음과 같이 분석하였다.In order to examine the characteristics of the GOLGA2 gene knockout mouse produced in Experimental Example 2, the following analysis was performed.

*실시예 2-1. 유전형질 분석 * Example 2-1. Genotyping analysis

실험예 2를 통해 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 선별을 위하여 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하였으며 PCR을 통해 정상, 이형접합 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 유전형질을 분석하여 도 5에 나타내었다.A polymerase chain reaction (PCR) was performed to select the GOLGA2 gene knockout mice prepared in Experimental Example 2, and the genotypic characteristics of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice were analyzed through PCR. Indicated.

도 5에 나타낸 바와 같이, PCR을 통한 GOLGA2 넉아웃 마우스 확인 결과 GOLGA2 KO 밴드만 관찰된 마우스들을 GOLGA2 넉아웃 마우스로 선별하였다.As shown in FIG. 5, as a result of confirming GOLGA2 knockout mice through PCR, mice in which only the GOLGA2 KO band was observed were selected as GOLGA2 knockout mice.

실시예Example 2-2. 2-2. mRNAmRNA 발현 분석 Expression analysis

선별된 GOLGA2 넉아웃 마우스의 조직 내에서 GOLGA2 유전자가 모두 넉아웃된 것을 확인하기 위해서 mRNA의 발현 분석을 하였으며 이에 대한 결과를 도 6에 나타내었다.In order to confirm that all of the GOLGA2 genes were knocked out in the tissues of the selected GOLGA2 knockout mice, mRNA expression was analyzed and the results are shown in FIG. 6.

도 6에 나타낸 바와 같이, 모든 장기에서 완전하게 GOLGA2가 넉아웃된 것을 확인하였다.As shown in Fig. 6, it was confirmed that GOLGA2 was completely knocked out in all organs.

실시예Example 2-3. 마우스 크기 비교 분석 2-3. Mouse size comparison analysis

정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기를 비교하여 사진과 그래프를 각각 도 7 및 도 8에 나타내었다.Pictures and graphs are shown in Figs. 7 and 8, respectively, by comparing the sizes of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice.

도 7에 나타난 바와 같이, 정상 마우스에 비해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기가 작으며 특히 수컷에서 더 크기가 작은 것을 확인하였다.As shown in FIG. 7, it was confirmed that the size of the GOLGA2 knockout mouse was smaller than that of the normal mouse, especially in males.

또한, 도 8의 그래프에 나타난 바와 같이, 암수 상관없이 GOLGA2 넉아웃 마우스만이 정상에 비해 유의미하게 크기가 감소함을 확인하였다(n=3).In addition, as shown in the graph of FIG. 8, it was confirmed that only GOLGA2 knockout mice significantly decreased in size compared to normal regardless of male and female (n=3).

실시예Example 2-4. 마우스 몸무게 비교 분석 2-4. Mouse weight comparison analysis

정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 몸무게를 측정하여 비교 그래프를 도 9에 나타내었다.The weights of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice were measured, and a comparative graph is shown in FIG. 9.

도 9에 나타난 바와 같이, 암컷은 각 군의 몸무게 변화가 없었으며 수컷에서 이형접합체와 GOLGA2 넉아웃 마우스의 몸무게는 정상 마우스에 비해 유의미하게 몸무게가 감소함을 확인하였다(n=3).As shown in FIG. 9, it was confirmed that the females did not change the weight of each group, and the weights of the heterozygous and GOLGA2 knockout mice in males significantly decreased compared to normal mice (n=3).

실시예Example 2-5. 2-5. 넉아웃Knockout 마우스의 장기 크기 분석 Organ size analysis in mice

GOLGA2 넉아웃 마우스의 장기 크기를 비교하여 도 10에 나타내었다.The organ sizes of the GOLGA2 knockout mice are compared and shown in FIG. 10.

도 10에서와 같이, 수컷 정상 마우스와 비교하여 수컷 GOLGA2 넉아웃 마우스의 장기 크기가 감소한 것을 확인하였다.As shown in FIG. 10, it was confirmed that the organ size of the male GOLGA2 knockout mouse was reduced compared to that of the male normal mouse.

실시예Example 3. 3. GOLGA2GOLGA2 넉아웃Knockout 마우스의 폐에서 In the lungs of a mouse GOLGA2GOLGA2 넉아웃이Knockout 자가포식Autophagy 작용을 유발시킴을 확인 Confirmation of causing action

상기 실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스를 통해 실제 폐에서 GOLGA2 넉아웃이 자가포식 작용을 유발시키는지 확인하기 위해 면역형광염색 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 11에 나타내었다. Immunofluorescence staining analysis was performed to confirm whether the GOLGA2 knockout induces autophagy in the actual lung through the GOLGA2 gene knockout mouse prepared in Experimental Example 2, and the results are shown in FIG. 11.

도 11에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 마우스 폐조직에서 자가포식 마커 단백질인 LC3B 염색은 폐의 특정 세포에서 매우 활성화된 것을 확인하였다. 또한, 그 수는 전체 폐의 10% 이하로 보이며 페포 주변이나 안으로 관찰된 것으로 보아 이들 세포는 폐포 대식 세포(macrophage)이거나 2형 폐포 세포일 가능성이 높은 것으로 확인하였다.As shown in FIG. 11, it was confirmed that the autophagy marker protein LC3B staining in the lung tissue of GOLGA2 knockout mice was highly activated in specific cells of the lung. In addition, the number was found to be less than 10% of the total lung, and it was confirmed that these cells were highly likely to be alveolar macrophages or type 2 alveolar cells.

또한, GOLGA2 넉아웃 마우스의 2형 폐포세포에서의 자가포식 활성화를 확인하기 위해 면역형광염색 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 12에 나타내었다.In addition, immunofluorescence staining analysis was performed to confirm the activation of autophagy in type 2 alveolar cells of GOLGA2 knockout mice, and the results are shown in FIG. 12.

도 12에 나타낸 바와 같이, proSP-C는 2형 폐포 세포의 마커 단백질이며 자가포식 마커 단백질인 LC3B가 넉아웃 마우스의 2형 폐포세포에서 활성화된 것을 확인하였다.As shown in Fig. 12, proSP-C is a marker protein of type 2 alveolar cells, and LC3B, an autophagy marker protein, was confirmed to be activated in type 2 alveolar cells of knockout mice.

또한, GOLGA2 넉아웃 마우스 폐의 전자현미경 이미지 분석 결과를 도 13에 나타내었다.In addition, the results of electron microscopy image analysis of the lungs of GOLGA2 knockout mice are shown in FIG. 13.

도 13에 나타낸 바와 같이, 2형 폐포 세포는 층판소체를 분비하는데 GOLGA2 넉아웃 마우스의 2형 폐포 세포에서는 층판소체가 방전(discharge)되어 있으며 방전된 층판소체의 수가 많아짐을 확인하였다. 이 층판소체는 DPPC(dipalmitoylphosphatidylcholine)가 주성분이며 이는 폐포 계면활성제의 주성분이므로, 이를 통해 계면활성제 시스템에 이상이 생겼을 가능성이 높아진 것을 확인하였다.As shown in FIG. 13, it was confirmed that type 2 alveolar cells secrete lamellar vesicles, but in type 2 alveolar cells of GOLGA2 knockout mice, lamellar vesicles were discharged and the number of discharged lamellar vesicles increased. This lamellar body is mainly composed of DPPC (dipalmitoylphosphatidylcholine), which is the main component of alveolar surfactant, and it was confirmed that the possibility of abnormality in the surfactant system was increased through this.

또한, MALDI-TOF를 이용하여 마우스 폐의 질량 분석을 실시하여 지질 스캐닝 분석 결과를 도 14에 나타내었다.In addition, the results of lipid scanning analysis were shown in FIG. 14 by performing mass analysis of mouse lungs using MALDI-TOF.

도 14에 나타낸 바와 같이, 질량분석기를 이용한 폐의 이미징 분석에서 PC(32:0)+Na의 지질이 넉아웃 마우스에서 크게 감소한 것을 확인하였다. 이 지질은 계면활성제의 주성분인 DPPC이며, 이를 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 폐에서 폐포를 유지시키는 계면활성제가 부족하다는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 14, it was confirmed that the lipid of PC(32:0) + Na was significantly reduced in knockout mice in the lung imaging analysis using a mass spectrometer. This lipid is DPPC, which is the main component of surfactant, and it was confirmed that there is a lack of surfactant that maintains alveoli in the lungs of GOLGA2 knockout mice.

따라서 상기 결과들을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 폐에서 GOLGA2 넉아웃이 자가포식 작용을 활성화시키고 2형 폐포 세포에서 폐포를 유지시키는 계면활성제가 부족해지는 것을 확인하였다.Therefore, it was confirmed through the above results that GOLGA2 knockout activates autophagy in the lungs of GOLGA2 knockout mice and lacks a surfactant that maintains alveoli in type 2 alveolar cells.

실시예Example 4. 4. GOLGA2GOLGA2 넉아웃Knockout 마우스를 통해 Through the mouse 폐섬유화(Pulmonary fibrosis)에서In pulmonary fibrosis GOLGA2GOLGA2 넉아웃이Knockout 미치는 영향 확인 Check the impact

상기 실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스를 통해 실제 폐에서 GOLGA2 넉아웃이 폐섬유화에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 조직학적 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 15에 나타내었다.Histological analysis was performed to confirm how the GOLGA2 knockout affects lung fibrosis in the actual lung through the GOLGA2 gene knockout mouse prepared in Experimental Example 2, and the results are shown in FIG. 15.

도 15에 나타낸 바와 같이, H&E 염색시 GOLGA2 넉아웃 마우스의 폐포 안에 다수의 대식세포(Macrophage, 도 15 내 검은 화살표머리)가 침착되어 있으며 Sirius red 염색에서 섬유화 병변이 발견됨을 확인하였다(도 15 내 빨간 화살표).As shown in FIG. 15, it was confirmed that a number of macrophages (Macrophage, black arrowhead in FIG. 15) were deposited in the alveoli of GOLGA2 knockout mice during H&E staining, and that a fibrotic lesion was found in Sirius red staining (FIG. 15) Red arrow).

따라서 상기 결과들을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 폐에서 GOLGA2 넉아웃이 자가포식 작용을 활성화시키고 폐 섬유화를 유발시킴을 확인하였다.Therefore, through the above results, it was confirmed that GOLGA2 knockout activates autophagy and induces lung fibrosis in the lungs of GOLGA2 knockout mice.

실시예Example 5. 5. GOLGA2GOLGA2 유전자 gene 넉아웃된Knocked out 폐조직Lung tissue 섬유화 마우스 모델 확립 Establish a fibrotic mouse model

상기와 같은 실시예를 통하여, 골지체 단백질인 GOLGA2 유전자의 결실은 자가포식을 유발하고 특히 많은 지질을 포함하고 있는 폐의 2형 페포세포에서 자가포식에 의해 세포내 지질을 분해시킴을 확인하였다. 또한 이로 인해 2형 폐포 세포에서 계면활성제의 분비가 저해되어 폐조직의 섬유화를 일으킴을 확인하였다. 따라서 이를 통해 최종적으로 GOLGA2 유전자 넉아웃된 폐조직 섬유화 마우스 모델을 확립하였으며, 이를 도 16에 나타내었다.Through the above examples, it was confirmed that the deletion of the GOLGA2 gene, a Golgi body protein, induces autophagy, and in particular, decomposes intracellular lipids by autophagy in type 2 pulmonary cells containing many lipids. In addition, it was confirmed that the secretion of surfactant was inhibited in type 2 alveolar cells, causing fibrosis of lung tissue. Therefore, through this, finally established a lung tissue fibrosis mouse model knocked out the GOLGA2 gene, which is shown in FIG. 16.

Claims (6)

GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포를 포함하는 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
A composition for preparing a lung fibrosis mouse model comprising embryonic stem cells in which GOLGA2 gene exons 1 to 26 are deleted.
제1항에 있어서,
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 골지체에서 GOLGA2 단백질을 넉아웃시키는 것을 특징으로 하는 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
The method of claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for producing a lung fibrotic mouse model, characterized in that knocking out the GOLGA2 protein in the Golgi apparatus of the mouse model.
제1항에 있어서,
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 폐에서 자가포식 작용을 증진시키는 것을 특징으로 하는 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
The method of claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for preparing a lung fibrotic mouse model, characterized in that to enhance the autophagy action in the lung of the mouse model.
제3항에 있어서,
상기 폐는,
폐포 세포인 것을 특징으로 하는 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
The method of claim 3,
The lungs,
A composition for producing a lung fibrotic mouse model, characterized in that the alveolar cells.
제1항에 있어서,
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 폐에서 LC3B 단백질의 발현을 증진시키는 것을 특징으로 하는 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
The method of claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for preparing a lung fibrotic mouse model, characterized in that to enhance the expression of the LC3B protein in the lung of the mouse model.
제1항에 있어서,
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 폐에서 DPPC(dipalmitoylphosphatidylcholine)를 감소시키는 것을 특징으로 하는 폐 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
The method of claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for preparing a lung fibrosis mouse model, characterized in that reducing DPPC (dipalmitoylphosphatidylcholine) in the lung of a mouse model.
KR1020200124473A 2017-11-28 2020-09-25 Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene KR102272180B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170160805 2017-11-28
KR20170160805 2017-11-28
KR1020180085598A KR102162289B1 (en) 2017-11-28 2018-07-23 Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180085598A Division KR102162289B1 (en) 2017-11-28 2018-07-23 Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200115422A true KR20200115422A (en) 2020-10-07
KR102272180B1 KR102272180B1 (en) 2021-07-02

Family

ID=66844649

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180085598A KR102162289B1 (en) 2017-11-28 2018-07-23 Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene
KR1020200124473A KR102272180B1 (en) 2017-11-28 2020-09-25 Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180085598A KR102162289B1 (en) 2017-11-28 2018-07-23 Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102162289B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102398990B1 (en) * 2020-03-03 2022-05-16 서울대학교 산학협력단 Nkx3.1 gene knock-out genitourinary disease animal model and use thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120082271A (en) * 2011-01-13 2012-07-23 이화여자대학교 산학협력단 Lung injury model mouse exposed hyperoxia, and a kit for diagnosis of lung injury model mouse exposed hyperoxia using taz marker
US8912386B2 (en) * 2007-03-28 2014-12-16 University Of Iowa Research Foundation Transgenic pig model of cystic fibrosis
KR20160124544A (en) * 2015-04-20 2016-10-28 삼성전자주식회사 Cholestatic liver disease animal model and a method for producing the same
WO2017066227A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Bristol-Myers Squibb Company Compounds useful as immunomodulators

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8912386B2 (en) * 2007-03-28 2014-12-16 University Of Iowa Research Foundation Transgenic pig model of cystic fibrosis
KR20120082271A (en) * 2011-01-13 2012-07-23 이화여자대학교 산학협력단 Lung injury model mouse exposed hyperoxia, and a kit for diagnosis of lung injury model mouse exposed hyperoxia using taz marker
KR20160124544A (en) * 2015-04-20 2016-10-28 삼성전자주식회사 Cholestatic liver disease animal model and a method for producing the same
WO2017066227A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Bristol-Myers Squibb Company Compounds useful as immunomodulators

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Am J Respir Cell Mol Biol, Vol. 54, No. 5, pp 624-635(2016.02.09. 온라인 공개) *
Biochem Biophys Res Commun. 2018 Jan 1;495(1):594-600 *
Mol Ther, Vol.20, No.11, pp.2052-2063(2012.06.26. 온라인 공개). *
Proc Natl Acad Sci USA vol.114 no.2 pp.346-351(2017.01.10. 공개)* *
Proc Natl Acad Sci USA vol.114 no.2 pp.346-351, s1-10(2017.01.10. 공개)* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190062140A (en) 2019-06-05
KR102162289B1 (en) 2020-10-06
KR102272180B1 (en) 2021-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Furio et al. KLK5 inactivation reverses cutaneous hallmarks of Netherton syndrome
Ng et al. Inactivation of the transcription factor Elf3 in mice results in dysmorphogenesis and altered differentiation of intestinal epithelium
Opitz et al. A mouse model of human oral-esophageal cancer
KR102378462B1 (en) Animal model of non-alcoholic liver disease and compositions of diagnosis, prevention or treatment for non-alcoholic liver disease
Morishita et al. Autophagy is required for maturation of surfactant-containing lamellar bodies in the lung and swim bladder
CN105008394A (en) Methods of treating colorectal cancer
Plante et al. Decreased levels of connexin43 result in impaired development of the mammary gland in a mouse model of oculodentodigital dysplasia
Matsunari et al. Pigs with δ-sarcoglycan deficiency exhibit traits of genetic cardiomyopathy
KR102162289B1 (en) Pulmonary fibrosis mouse model without GOLGA2 gene
Fjeld et al. The genetic risk factor CEL-HYB1 causes proteotoxicity and chronic pancreatitis in mice
Li et al. Maternal and fetal alkaline ceramidase 2 is required for placental vascular integrity in mice
JP2021059586A (en) Arimoclomol for treating glucocerebrosidase associated disorders
KR102162283B1 (en) Liver fibrosis mouse model without GOLGA2 gene
Zheng et al. Generation of a primary hyperoxaluria type 1 disease model via CRISPR/Cas9 system in rats
Zhang et al. DDB1-and CUL4-associated factor 8 plays a critical role in spermatogenesis
Hachoud et al. Inhibition of TGFβ pathway prevents short body size and cardiac defects in Nipbl-deficient mice, a mouse model of Cornelia de Lange syndrome
CN111778277B (en) Ke&#39;s syndrome animal model and application thereof
WO2023063400A1 (en) Transgenic non-human animal with attenuated proteasome function
JP7297104B2 (en) Animal model of idiopathic pulmonary fibrosis, its construction method and use
CN111778322B (en) Genetic marker of Klebsiella syndrome and application thereof
JP6429306B2 (en) Preparation of CFC syndrome model mouse and its treatment
De Langhe et al. Cell competition drives bronchiolization and pulmonary fibrosis.
JP2008131918A (en) USE OF PROTEIN PHOSPHATASE 2Cepsilon (PP2Cepsilon) HAVING AMPK DEPHOSPHORIZATION ENZYME ACTION
Chen et al. A MSTN Del273C mutation with FGF5 knockout sheep by CRISPR/Cas9 promotes skeletal muscle myofiber hyperplasia via MEK-ERK-FOSL1 axis
White Cardiovascular 11β-HSD1: its role in myocardial physiology and pathophysiology

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant