KR20210109184A - miR-125a 및 let-7e의 신규한 용도 - Google Patents

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KR20210109184A
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박영숙
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숙명여자대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 종양 미세환경에서 miR-125a 및 let-7e의 신규한 용도에 관한 것이다. 본 발명의 miR-125a 또는 let-7e는 종양 미세환경에서 내피세포에 의하여 발현되는 IL-6의 발현을 억제하여 종양 가소성으로 인한 항암제 내성을 억제하고, 혈관 신생을 억제한다. 따라서, 이를 항암제 또는 항암 보조제 등에 유용하게 사용할 수 있다.

Description

miR-125a 및 let-7e의 신규한 용도{NEW USE OF miR-125a and let-7e}
본 발명은 종양 미세환경에서 miR-125a 및 let-7e의 신규한 용도에 관한 것이다.
현재 암치료에 있어서 화학 약물 요법들은 암 초기에 주목할 만한 반응을 보이지만, 종양 재발률이 높다. 특히, 암의 전이와 항암제 저항성의 발생은 가장 주요한 암질환의 사망원인이다. 암의 재발, 항암제 내성, 암의 전이 등의 화학 약물 요법의 한계를 고려하면, 이를 극복하는 새로운 메카니즘의 규명은 매우 중요한 실정이다.
현재 대부분의 연구는 화학적 요법으로 인한 종양 재발 및 항암제 내성에 있어서 종양 근위 인자의 역할에 중점을 두었다. 그러나, 화학 요법에서의 종양 미세환경 내에서 혈관 내피 세포(endothelial cell; 이하 EC)와 같은 종양 간질 세포(tumor stromal cell)의 역할은 여전히 알려지지 않았다. 건강한 혈관 내피세포는 다양한 자극제와 반응하여 혈관의 항상성을 유지하는데 필수적인 역할을 한다. 반대로, 화학 요법에 의하여 유도되는 내피 기능장애는 항암제의 성장 및 생존에 기여함이 잘 알려져 있다. 그러나, EC 유래의 국소인자가 화학요법에 의하여 유도된 내피 기능 장애에 어떻게 영향을 주는지, 항암제 내성부여와 관련된 종양 가소성에 어떻게 영향을 주는지는 여전히 잘 알려지지 않았다. 또한, 혈관형성 모방(VM; Vasculogenic mimicry)은 종양 세포 기반의 내피 유사 혈관(tumor cell-lined endothelium-like vessels)의 생성을 의미하는데, 이 것은 종양성장에 필요한 혈액을 종양에 공급하는 역할을 한다. 이는 암의 전이 및 암의 공격성과 관련이 있고, 암환자에게 생존기간을 단축시키는 데 주요한 원인이다. 또한, 혈관형성 모방은 종양세포가 항암제 내성을 갖게 하는 종양 가소성에 중요한 인자로 작용한다.
한편, IL-6 신호전달은 다양한 암의 재발 및 약물 내성에 중요한 인자로 작용한다. 따라서, IL-6 신호전달경로의 IL-6, IL-6 수용체, STAT3 및 gp130 유전자 등은 암치료에 있어서 주요한 타겟으로 이용된다. IL-6은 종양세포 또는 혈관 내피 세포, 대식세포 및 섬유 아세포 등과 같은 종양세포 주변의 종양 미세환경에서 자가분비(autocrine) 또는 국소 분비(paragrine)된다. 현재 종양세포에 기인한 IL-6은 다양한 종양세포에서 항암제 내성을 갖게 하는데 주요한 요인이 된다고 알려져 있으나, 종양 가소성에 있어서 EC 유래의 IL-6의 역할에 대한 규명은 전무한 실정이다.
본 발명자들은 상기 언급한 종래 기술의 문제점을 해결을 위해 종양 미세환경에서 EC 유래의 IL-6의 역할 및 EC 유래의 IL-6와 관련된 마이크로 RNA를 규명하였고, 상기 miRNA와 종양 미세환경 내 종양 가소성으로 인한 항암제 내성, VM 형성 등과의 관계를 확인하였다.
따라서, 본 발명은 miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 암 치료용 약학적 조성물, 특히, 백금계 화합물에 내성을 갖거나 혈관세포 내에서 IL-6이 과발현되는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 IL-6 과발현에 의하여 유도된 신혈관생성성 질환 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 암 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기, miR-125a는 서열번호 1로 표시되며, let-7e는 서열번호 2로 표시될 수 있다.
또한, 상기 암은 IL-6의 과발현에 의하여 유도된 암일 수 있으며, 상기 과발현은 혈관 내피 세포에서 과발현(overexpression)된 것일 수 있다.
또한, 상기 암은 뇌종양, 흑색종, 골수종, 비소 세포성 폐암, 구강암, 간암, 위암, 결장암, 유방암, 폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 자궁경부암, 난소암, 대장암, 소장암, 직장암, 나팔관암종, 항문부근암, 자궁내막암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장 골반암종, 중추신경계 종양, 1차 중추신경계 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 IL-6의 과발현은 항암제 투여 후, 혈관 내피 세포에서 과발현된 것일 수 있다.
또한, 상기 항암제는 백금계 화합물인 것일 수 있고, 상기 백금계 항암제는 시스플라틴(cisplatin)일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는 miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 IL-6 과발현에 의하여 유도된 신혈관생성성 질환 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 IL-6 과발현은 혈관 내피 세포에서 IL-6 과발현으로 유도되는 것일 수 있다.
상기 신혈관생성 질환은 허혈, 불임, 당뇨성 족부궤양, 허혈성 뇌졸중, 궤양, 동맥경화증, 심근경색, 협심증, 허혈성 심부전, 욕창, 탈모, 급성 후방지 국소빈혈 및 뇌혈관성 치매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 IL-6 과발현은 항암제 투여로 인하여 혈관 내피 세포에 IL-6가 과발현된 것일 수 있다. 상기 항암제는 백금계 화합물일 수 있고, 상기 백금계 화합물은 시스플라틴일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는 분리된 시료에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량을 측정하는 단계를 포함하는 암에 대한 항암제의 반응성 예측방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 분리된 시료는 혈관 내피 세포를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서는, 분리된 시료에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량을 측정하는 단계를 포함하는 항암제 처리 후 신혈관생성 예측방법을 제공한다.
본 발명의 miR-125a 또는 let-7e는 종양 미세환경에서 내피세포에 의하여 발현되는 IL-6의 발현을 억제하여 종양 가소성으로 인한 항암제 내성을 억제하고, 혈관 신생을 억제한다. 따라서, 이를 항암제, 항암보조제등에 유용하게 사용할 수 있다.
첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1A는, 시스플라틴이 처리된 내피세포에서 IL-6의 발현양상을 확인한 도이다.
도 1B는, miR-125a 또는 let-7e의 IL-6 타겟 가능성을 서열분석을 통하여 확인한 도이다.
도 1C는, 시스플라틴이 처리된 내피세포에서 miR-125a 및 let-7e의 발현양상을 확인한 도이다.
도 2A는, 내피세포에서 miR-125a 및 let-7e의 과발현 또는 넉다운 시킨 경우, IL-6의 발현량을 확인한 도이다.
도 2B는, 루시퍼아제 어세이를 이용하여, miR-125a 및 let-7e가 IL-6과 직접작용여부를 확인한 도이다.
도 2C는, let-7e 또는 miR-125a의 과발현 또는 넉다운시킨 경우, IL-6R 발현양상을 확인한 도이다.
도 2D는, let-7e 또는 miR-125a의 과발현 또는 넉다운시킨 경우, STAT3의 발현양상을 확인한 도이다.
도 2E는, 루시퍼아제 어세이를 이용하여 let-7e 또는 miR-125a가 IL-6R 및 STAT3에 직접적으로 작용하는지 여부를 확인한 도이다.
도 2F는, IL-6 자극 후, miR-125a 또는 let-7e의 과발현과 STAT3 인산화와의 관계를 확인한 도이다.
도 3A는, miR-125a 및 let-7e의 과발현과 IL-6에 의하여 유도된 단핵구의 내피세포 부착과의 관계를 확인한 도이다.
도 3B는, 유방암세포에서 IL-6의 발현양과 VM(vasculogenic mimicry) 형성과의 관계를 확인한 도이다.
도 3C는, 시스플라틴으로 유도된 VM 형성과 miR-125a 또는 let-7e의 과발현의 관계를 확인한 도이다.
본 발명은 miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 miR-125a 또는 let-7e는 종양 미세환경에서 EC 세포에 의하여 발현되는 IL-6의 발현을 억제하여 종양 가소성으로 인한 항암제 내성을 억제하고, 혈관 신생을 억제함으로써 이를 항암제, 항암보조제등에 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 암은 IL-6이 과발현된 암 또는 항암제가 투여한 후, 항암제 내성을 갖은 암일 수 있다. 구체적으로, 상기 암은 인체의 각종 암, 부인과 종양, 내분비계 암, 중추신경계 종양, 수뇨관 암 등이 있으며, 구체적으로는 폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두경부암, 피부 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 대장암, 결장암, 유방암, 자궁육종, 나팔관 암종, 자궁내막 암종, 자궁경부 암종, 질 암종, 외음부 암종, 식도암, 소장암, 갑상선암, 부갑상선암, 연조직의 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 유년기의 고상 종양, 분화 림프종, 방광암, 신장암, 신장 세포 암종, 신장 골반 암종, 제 1 중추 신경계 림프종, 척수축 종양, 뇌간 신경교종 또는 뇌하수체 아데노마를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 암은 항암제, 바람직하게는 백금계 화합물 투여 후, 종양 가소성을 갖는 암일 수 있다.
상기 백금계 화합물은 시스플라틴을 포함할 수 있다.
본 발명에서 이용할 수 있는 Micro RNA(이하, miRNA라 함)는 인간을 포함한 동물, 예를 들어 원숭이(monkeys), 돼지(pigs), 말(horses), 소(cows), 양(sheeps), 개(dogs), 고양이(cats), 생쥐(mice), 토끼(rabbits) 등으로부터 유래할 수 있으며, 바람직하게는 인간 유래의 miR-125a 또는 let-7e일 수 있다.
상기 miR-125a는 서열번호 1의 서열로 표시될 수 있으며, 서열번호 1과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상 상동성을 갖는 서열일 수 있다.
또한, let-7e는 서열번호 2로 표시될 수 있고, 서열번호 2와 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상 상동성을 갖는 서열일 수 있다.
miRNA 핵산 분자는 18 내지 100nt(nucleotide) 길이를 가질 수 있으며, 바람직하게는 19 내지 25nt 길이, 더욱 바람직하게는 21, 22 또는 23nt 길이를 가진다. 또한, 본 발명의 miR-125a 또는 let-7e 핵산분자는 50 내지 100nt, 바람직하게는 65-95nt 길이를 갖는 전구체 miR-125a 또는 let-7e 핵산분자로서 제공될 수도 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 miR-125a 또는 let-7e는 이를 구성하는 핵산 분자의 작용성 등가물, 예를 들어, miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자의 일부 염기서열이 결실(deletion), 치환(substitution) 또는 삽입(insertion)에 의해 변형되었지만, miR-125a 또는 let-7e 핵산분자와 기능적으로 동일한 작용을 할 수 있는 변이체(variants)를 포함하는 개념이다. 본 발명에서는 상기 변이체를 모방체(mimics)라고도 한다.
또한, 본 발명의 miR-125a 또는 let-7e는 단일 가닥 또는 이중 가닥 형태로 존재할 수 있다. 성숙 miRNA 분자는 주로 단일 가닥으로 존재하지만, 전구체 miRNA 분자는 주로 이중 가닥 부분을 형성할 수 있는 적어도 부분적으로 자가-상보적인(예를 들어 스템- 및 루프-구조)이다. 또한, 본 발명의 핵산 분자는 RNA, DNA, PNA(peptide nucleic acids) 또는 LNA(locked nucleic acid) 같은 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 상기 핵산분자는 표준 분자 생물학 기술, 예를 들어 화학적 합성 방법 또는 재조합 방법을 이용하여 분리 또는 제조하거나, 시판되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 miRNA 핵산 분자 그 자체 뿐만 아니라, 세포 내에서 본 발명의 miRNA의 발현율을 증가시킬 수 있는 기타의 물질, 예를 들어 화합물, 천연물, 신규 단백질 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 조성물 내 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자는 세포 내 발현을 위한 벡터에 포함되어 제공될 수 있다.
본 발명의 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자는 DNA 및 DEAE-덱스트란의 복합체, DNA 및 핵단백질의 복합체, DNA 및 지질의 복합체 등의 다양한 형질전환 기술을 이용하여 세포 내로 도입시킬 수 있는데, 이를 위해 상기 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자는 세포 내로의 효율적인 도입을 가능하게 하는 전달체 내에 포함된 형태일 수 있다. 상기 전달체는 바람직하게는 벡터이며, 바이러스 벡터 및 비바이러스벡터 모두 사용 가능하다. 바이러스 벡터(viral vector)로서 예를 들면, 렌티바이러스(lentivirus), 레트로바이러스(retrovirus), 아데노바이러스(adenovirus), 허피스바이러스(herpes virus) 및 아비폭스바이러스(avipox virus) 벡터 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자를 포함하는 벡터는 선별 마커를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 본 명세서상의 용어 "선별 마커(selection marker)"라 함은, miR-125a 또는 let-7e 핵산분자가 도입되어 형질 전환된 세포의 선별을 용이하게 하기 위한 것일 수 있다. 본 발명의 벡터에서 사용할 수 있는 선별 마커로는, 벡터의 도입 여부를 용이하게 검출 또는 측정할 수 있는 유전자라면, 특별히 한정되지 않으나, 대표적으로 약물 내성, 영양 요구성, 세포 독성제에 대한 내성 또는 표면 단백질의 발현과 같은 선택가능 표현형을 부여하는 마커들, 예를 들어 GFP(녹색 형광 단백질), 퓨로마이신(puromycin), 네오마이신(Neomycin: Neo), 하이그로마이신(hygromycin: Hyg), 히스티디놀 디하이드로게나제(histidinol dehydrogenasegene: hisD) 및 구아닌 포스포리보실트랜스퍼라제(guanine phosphosribosyltransferase: Gpt) 등이 있으며, 바람직하게는 GFP(녹색 형광 단백질) 및 퓨로마이신 마커를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 항암 조성물 내 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자는 세포에 도입된 형태로 제공될 수 있다.
본 명세서상의 용어 "도입"이라 함은, 형질감염(transfection) 또는 형질도입(transduction)에 의해 외래 DNA를 세포로 유입시키는 것을 의미할 수 있다. 형질감염은 칼슘 포스페이트-DNA 공침전법, DEAE-덱스트란-매개 형질감염법, 폴리브렌-매개 형질감염법, 전기충격법, 미세주사법, 리포좀 융합법, 리포펙타민 및 원형질체 융합법 등의 당분야에 공지된 여러 방법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 형질도입은 감염(infection)을 수단으로 하여 바이러스 또는 바이러스 벡터 입자를 사용하여 세포 내로 유전자를 전달시키는 것을 의미할 수 있다.
이러한 방법을 통해 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자가 도입된 세포는 miR-125a 또는 let-7e을 높은 수준으로 발현할 수 있게 되며, 이러한 세포를 암 조직에 이식함으로써, 암의 증식을 억제시킬 수 있다. 그러므로, miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자가 도입된 세포를 포함하는 본 발명의 조성물은 암 치료를 위한 세포치료제로 이용될 수 있다.
한편, 본 발명의 miR-125a 또는 let-7e로 이루어진 핵산 분자를 포함하는 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함할 수 있으며, 담체와 함께 제제화될 수 있다.
본 명세서상의 용어, "약학적으로 허용가능한 담체"라 함은, 생물체를 자극하지 않고 투여 화합물의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 의미할 수 있다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용되는 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로오스 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
본 발명의 조성물은 miR-125a 또는 let-7e로 구성된 핵산분자를 유효성분으로 포함하는 어떠한 제형으로도 적용이 가능하며, 경구용 또는 비경구용 제형으로 제조할 수 있다. 본 발명의 약학적 제형은 구강(oral), 직장(rectal), 비강(nasal), 국소(topical; 볼 및 혀 밑을 포함), 피하, 질(vaginal) 또는 비경구(parenteral; 근육내, 피하 및 정맥내를 포함) 투여에 적당한 것 또는 흡입(inhalation) 또는 주입(insufflation)에 의한 투여에 적당한 형태를 포함한다.
본 발명의 경구 투여용 제형으로는, 예를 들어 정제, 트로키제, 로렌지, 수용성 또는 유성 현탁액, 조제분말 또는 과립, 에멀젼, 경질 또는 연질 캡슐, 시럽 또는 엘릭시르제로 제제화할 수 있다. 정제 및 캡슐 등의 제형으로 제제화하기 위해, 락토오스, 사카로오스, 소르비톨, 만니톨, 전분, 아밀로펙틴, 셀룰로오스 또는 젤라틴과 같은 결합제, 디칼슘 포스페이트와 같은 부형제, 옥수수 전분 또는 고구마 전분과 같은 붕괴제, 스테아르산 마스네슘, 스테아르산 칼슘, 스테아릴푸마르산 나트륨 또는 폴리에틸렌글리콜 왁스와 같은 윤활유를 포함할 수 있으며, 캡슐제형의 경우 상기 언급한 물질 외에도 지방유와 같은 액체 담체를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 비경구 투여용 제형으로는, 피하주사, 정맥주사 또는 근육내 주사 등의 사용 형태, 좌제 주입방식 또는 호흡기를 통하여 흡입이 가능하도록 하는 에어로졸제 등 스프레이용으로 제제화할 수 있다. 주사용 제형으로 제제화하기 위해서는 본 발명의 조성물을 안정제 또는 완충제와 함께 물에서 혼합하여 용액 또는 현탁액으로 제조하고, 이를 앰플 또는 바이알의 단위 투여용으로 제제화할 수 있다. 좌제로 주입하기 위해서는, 코코아버터 또는 다른 글리세라이드 등 통상의 좌약 베이스를 포함하는 좌약 또는 체료 관장제와 같은 직장투여용 조성물로 제제화할 수 있다. 에어로졸제 등의 스프레이용으로 제형화하는 경우, 분산된 농축물 또는 습윤 분말이 분산되도록 추진제 등이 첨가제와 함께 배합될 수 있다.
또한, 본 발명은 miR-125a 또는 let-7e로 구성된 핵산 분자를 포유동물에 투여하는 단계를 포함하는, 암의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.
본 명세서상의 용어, "투여"라 함은, 적절한 방법으로 포유 동물에게 본 발명에 따른 miRNA 핵산 분자를 도입하는 것을 의미할 수 있으며, miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자의 바이러스성 또는 비바이러스성 기술에 의한 운반 miR-125a 또는 let-7e 핵산 분자를 발현하는 세포의 이식을 포함할 수 있다.
본 발명의 치료방법은 본 발명의 항암 조성물을 치료적 유효량으로 투여하는 것을 포함한다. 적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치에 의해 결정될 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 일이다. 특정 환자에 대한 구체적인 치료적 유효량은 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 경우에 따라 다른 제제가 사용되는지 여부를 비롯한 구체적 조성물, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 구체적 조성물과 함께 사용되거나 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자와 의약 분야에 잘 알려진 유사 인자에 따라 다르게 적용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 목적에 적합한 조성물의 유효량은 전술한 사항을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물의 일일 투여량은 0.1mg/kg 내지 10mg/kg이 바람직하고, 1일 1회 내지 수회 나누어 투여하는 것이 바람직하다.
또한, 경우에 따라, 본 발명의 조성물과 함께 공지의 항암제를 병용 투여하여 항암 효과를 증대시킬 수 있다.
본 발명의 암의 치료 방법은 IL-6 과발현에 의하여 유발된 암에 걸린 임의의 포유 동물에 적용이 가능하며, 포유동물은 인간 및 영장류 뿐만 아니라, 소, 돼지, 양, 말, 개 및 고양이 등의 가축을 포함한다.
또한, 본 발명은 miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 IL-6 과발현에 의하여 유도된 신혈관생성성 질환 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
상기 IL-6 과발현은 혈관 내피 세포에서 IL-6 과발현으로 유도되는 것이고, 상기 신혈관생성 질환은 허혈, 불임, 당뇨성 족부궤양, 허혈성 뇌졸중, 궤양, 동맥경화증, 심근경색, 협심증, 허혈성 심부전, 욕창, 탈모, 급성 후방지 국소빈혈 및 뇌혈관성 치매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 IL-6 과발현은 항암제 투여로 인하여 혈관 내피 세포에 IL-6가 과발현된 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 분리된 시료에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량을 측정하는 단계를 포함하는 암에 대한 항암제의 반응성 예측방법을 제공한다.
본 발명에서 시료는 특별히 제한되지 않지만, 혈관 내피 세포를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 분리된 시료에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량을 측정하는 단계를 포함하는 항암제 처리 후 신혈관생성 예측방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실험 방법]
본 발명에서는 HUVECs(Human umbilical vein ECs; Lonza and Yale VBT core)을 1%의 페니실린-스트렙토마이신이 첨가된 EBM-2 basal 배지에서 70% 내지 90% confluency가 될 때까지 배양하였고, 하기 모든 실험에 4 내지 7의 계대 배양된 HUVECs을 이용하였다. HEK-293 세포 (인간 배아 신장 세포) 및 MDA-MB-231(인간 유방 선암종 세포)는 10% FBS (소 태아 혈청, Hyclone) 및 1% 페니실린-스트렙토마이신(Welgene)가 첨가된 DMEM에서 배양하여 사용하였다. 상기 세포는 37℃, 5% CO2 배양기에 보관하였다. siRNA(bioneer), miRNA 모방체 및 항-miR(miRVana; Ambion)은 제조사 지침에 따라 Lipofectamine RNAiMAX(invitrogen)으로 세포로 형질 감염하여 사용하였다.
[실시예 1] 종양 미세환경에서 시스플라틴 처리와 IL-6 발현 증가 및 miR-125a/let-7e 발현 감소와의 관계 확인
1. 내피세포 및 암세포에서 IL-6 발현과 시스플라틴 처리와의 관계 확인
종양 미세환경에서 화학 요법에 이용되는 약물과 IL-6 발현과의 관계를 확인하게 위하여, 시스플라틴(10μM)을 종양세(MDA-MB-231 유방암 세포 이용) 포 및 내피세포(HUVEC 이용)에 처리한 후, IL-6의 발현수준을 확인하였다(RT-PCR 이용).
확인 결과, HUVEC(human umbilical vein ECS; 인간 제대 정맥 내피세포)에서 시스플라틴은 IL-6의 발현을 유의적으로 증가시켰다(도 1A 참조). 반면, 시스플라틴이 처리된 MDA-MB-231 유방암 세포(데이터 미도시)에서는 IL-6 발현이 영향을 받지 않음을 확인하였다.
2. 시스플라틴이 처리된 내피세포에서 miR-125a 및 let-7e 발현량 변화 확인
IL-6를 타겟할 수 있는 후보 miRNA를 확인하기 위하여, TargetScan을 이용하여 관계된 유전자를 동정하였고, miR-125a 및 let-7e를 유력한 후보로 도출하였고(도 1B 참조), 상기 miRNA가 실제로 시스플라틴 처리된 내피세포에서 변화가 있는지를 확인하였다.
확인 결과, 시스플라틴이 처리된 내피세포에서 miR-125a 및 let-7e 발현수준이 감소하였다(도 1C 참조).
[실시예 2] miR-125a, let-7e와 IL-6의 관계 확인
1. HUVECS에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량과 IL-6 발현량의 상관관계 확인
miR-125a, let-7e와 IL-6의 관계를 확인하기 위하여, HUVECS에서 miR-125a 및 let-7e의 과발현 또는 억제하는 경우, IL-6의 발현량을 확인하였다.
보다 구체적으로, miR-125a 또는 let-7e를 HUVECS에 처리한 경우와 miR-125a 또는 let-7e의 안티센스 RNA를 처리한 후, IL-6의 발현양을 확인하였다.
확인 결과, miR-125a 또는 let-7e의 과발현은 유의적으로 IL-6의 발현량 감소를 유도하였고, miR-125a 또는 let-7e의 발현억제는 IL-6의 발현을 상향 조절하였다(도 2A 참조).
2. let-7e와 IL-6 mRNA의 직접적인 결합능 확인
도 1B에서 let-7e이 IL-6의 3`UTR 부분에 직접적으로 결합할 수 있다는 점을 확인하였고, 이를 세포 수준에서 확인하기 위하여, IL-6의 3`UTR을 포함하는 luciferase 구조체(HEK-293 세포 이용)를 이용하여, let-7e 과발현하는 경우의 효과를 확인하였다.
확인 결과, let-7e의 과발현의 경우, IL-6의 과소발현을 유도하였고, IL-6의 3`UTR에 돌연변이가 생기는 경우, 과소발현이 유도되지 않았음을 통하여, let-7e가 IL-6을 직접적으로 억제함을 확인하였다(도 2B 참조).
3. 내피세포에서 let-7e 또는 miR-125a와 IL-6와 관계 확인
let-7e 또는 miR-125a와 IL-6의 작용기전을 확인하기 위하여, 내피세포에서 miR125a 또는 let-7e를 과발현(miR-125a 또는 let-7e mimic 이용) 또는 넉다운(안티센스 이용)을 유도하여 IL-6과 관계된 유전자들의 발현양 변화를 확인하였다.
확인 결과, let-7e 또는 miR-125a는 IL-6R 및 STAT-3 발현양상을 IL-6 발현양상과 유사하게 영향을 주었다(도 2C 및 도 2D 참조).
또한, let-7e 또는 miR-125a는 IL-6R 및 STAT3의 3`UTR의 리포터 활성을 유의적으로 감소시켰으나, 3`UTR에 돌연변이를 일으키는 경우, 영향을 주지 않음을 확인하였다(도 2E 참조).
또한, 외생적으로 IL-6(100ng/ml를 HUVEC에 처리)자극 후, miR-125a 또는 let-7e의 과발현은 STAT3의 인산화를 감소시킴을 확인하였다(도 2F 참조).
[실시예 3] miR-125a/let-7e의 종양 가소성과의 관계확인
1. IL-6 또는 TNF-알파 자극 후, miR-125a/let-7e의 단핵구의 내피세포 결합 억제 확인
IL-6(재조합 IL-6 100ng/ml)로 THP-1 세포를 자극 후, miR-125a/let-7e를 과발현시켜, IL-6에 의하여 유도된 단핵구가 내피세포의 부착에 영향을 주는지 확인하였다.
확인 결과, miR-125a 및 let-7e의 과발현은 IL-6에 의하여 유도된 THP-1 세포가 HUVECS 세포 부착을 유의적으로 억제하였다(도 3A 참조).
그러나, mir-125 및 let-7e 과발현은 TNF-알파에 의하여 유도된 THP-1 세포의 HUVECS 세포에의 부착에는 영향을 주지 않았다. 이러한 결과로부터, miR-125 및 let-7e는 IL-6에 의하여 자극된 단핵구의 내피세포 부착에만 영향을 준다는 것을 확인하였다.
2. 내피 세포 유래의 국소적 IL-6 분비와 종양 가소성과의 관계 확인
또한, EC 유래의 국소적 IL-6의 종양 가소성에 대한 역할을 확인하기 위하여, MDA-MB-231 유방암세포에 IL-6을 처리하고, in vitro tube formation assay를 이용하여 VM(vasculogenic mimicry)의 형성을 확인하였다.
확인 결과, MDA-MB-231 유방암 세포에서 VM의 형성을 유의하게 유도하였고, IL-6의 넉다운시 VM 형성이 현저히 감소하였다(도 3B 참조).
3. 시스플라틴 처리 후, miR-125a 및 let-7e의 역할 확인
또한, 시스플라틴이 처리되면 IL-6의 발현이 유도되고, 내피세포에서 miR-125a 및 let-7e를 억제됨을 가정하고, 시스플라틴과 반응 후, 종양 가소성에 대한 miR-125a 및 let-7e의 IL-6 조절의 역할을 확인하였다.
보다 구체적으로, MDA-MB-231 유방암세포에 EC 조절 배지(EC conditioned medium)을 처리한 군과, MDA-MB-231 유방암세포에 시스플라틴이 포함된 EC 조절 배지를 처리한 군을 이용하여 확인하였다.
확인 결과, 시스플라틴이 포함된 EC 조절배지를 처리한 군에서 EC 조절 배지를 처리한 군과 비교하여 강한 VM 형성이 일어났다. 따라서, 상기와 같은 시스플라틴 처리는 miR-125a 및 let-7e의 과발현에 의하여 사라짐을 확인하였다(도 3C 참조).
상기와 같은 결과는, 종양 미세환경에서 내피세포의 miR-125a 및 let-7e에 의한 IL-6의 조절은 내피세포의 비기능 및 혈관 신생을 억제함을 확인하였고, miR-125a 및 let7e은 종양 미세환경, 즉 혈관 내피 세포의 암세포 가소성을 감소시킬 수 있어 암세포를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인한 결과이다.
상기 결과는, 종양 미세환경 내에서 IL-6이 과발현되거나, 내피세포에서 IL-6을 발현하고 있는 환자, 시스플라틴 등 백금계 화합물을 치료제로 이용하고 있는 암환자에 대하여 맞춤형으로 암을 치료할 수 있을 것으로 판단된다.
또한, 시스플라틴 등 백금계 화합물을 이용한 암치료 시, 항암제 내성 또는 혈관 신생의 부작용을 억제하여 시스플라틴 등 백금계 화합물로 치료받은 환자를 대상으로 암 치료 효과를 증폭시킬 수 있을 것으로 판단된다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<110> SOOKMYUNG WOMEN'S UNIVERSITY R&BD Foundation <120> NEW USE OF miR-125a and let-7e <130> DP200128 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-125a <400> 1 ucccugagac ccuuuaaccu guga 24 <210> 2 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> let-7e <400> 2 ugagguagga gguuguauag uu 22

Claims (17)

  1. miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 암 치료용 약학적 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, miR-125a는 서열번호 1로 표시되며, let-7e는 서열번호 2로 표시되는 것인, 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 암은 IL-6의 과발현에 의하여 유도된 암인 것인, 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 암은 뇌종양, 흑색종, 골수종, 비소세포성폐암, 구강암, 간암, 위암, 결장암, 유방암, 폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 자궁경부암, 난소암, 대장암, 소장암, 직장암, 나팔관암종, 항문부근암, 자궁내막암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반암종, 중추신경계 종양, 1차 중추신경계 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 IL-6의 과발현은 혈관 내피 세포에서 과발현된 것인, 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 IL-6의 과발현은 항암제 투여 후, 혈관 내피 세포에서 과발현된 것인 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 항암제는 백금계 화합물인 것인 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 백금계 화합물은 시스플라틴인 것인 조성물.
  9. miR-125a 또는 let-7e를 유효성분으로 포함하는 IL-6 과발현에 의하여 유도된 신혈관생성 질환 예방 또는 치료용 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 IL-6 과발현은 혈관 내피 세포에서 IL-6 과발현으로 유도되는 것인, 조성물.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 신혈관생성 질환은 허혈, 불임, 당뇨성 족부궤양, 허혈성 뇌졸중, 궤양, 동맥경화증, 심근경색, 협심증, 허혈성 심부전, 욕창, 탈모, 급성 후방지 국소빈혈 및 뇌혈관성 치매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인, 조성물.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 IL-6 과발현은 항암제 투여로 인하여 혈관 내피 세포에 IL-6가 과발현된 것인, 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 항암제는 백금계 화합물인 것인, 조성물.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 백금계 화합물은 시스플라틴인 것인, 조성물.
  15. 분리된 시료에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량을 측정하는 단계를 포함하는 암에 대한 항암제의 반응성 예측방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 분리된 시료 혈관 내피 세포를 포함하는 것인, 방법.
  17. 분리된 시료에서 miR-125a 또는 let-7e의 발현량을 측정하는 단계를 포함하는 항암제 처리 후 신혈관생성 예측방법.
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