KR20210123556A - Anticancer Salmonella Inducing Immune Response by Control of Filamentous Growth and Anticancer Composition Comprising the Salmonella - Google Patents

Anticancer Salmonella Inducing Immune Response by Control of Filamentous Growth and Anticancer Composition Comprising the Salmonella Download PDF

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KR20210123556A
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Abstract

The present invention relates to a novel Salmonella strain that can be effectively used for anticancer treatment by being controlled for filament growth after being targeted to a tumor site, has resistance to an attack by immune cells and has excellent efficacy in inducing an immune response, and an anticancer composition including the same, and more specifically, to an attenuated anticancer Salmonella strain that is transformed by a gene structure including a filament growth inducing gene operably linked to an inducible promoter, and an anticancer composition including the same.

Description

필라멘트 성장 조절로 면역반응을 유도하는 항암 살모넬라 및 이를 포함하는 항암 조성물{Anticancer Salmonella Inducing Immune Response by Control of Filamentous Growth and Anticancer Composition Comprising the Salmonella}Anticancer Salmonella Inducing Immune Response by Control of Filamentous Growth and Anticancer Composition Comprising the Salmonella

본 발명은 종양부위에 표적화된 후 필라멘트 성장을 하도록 조절되어 면역세포의 공격에 대한 저항력을 갖고 면역반응의 유발 효능이 우수하여 항암 치료에 효과적으로 사용될 수 있는 신규 살모넬라 균주 및 이를 포함하는 항암 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a novel Salmonella strain that can be effectively used for anticancer treatment because it has resistance to attack by immune cells and has excellent efficacy in inducing immune response by being controlled to grow filaments after being targeted to a tumor site, and an anticancer composition comprising the same will be.

암은 세포의 증식 활동이 멈추지 않아 주변 조직으로 파고들어 정상세포를 파괴하는 것에 의해 결국에는 생명을 위협하는 질환이다. 노화에 의해 인체의 조절능력이 낮아짐에 따라 암에 취약해지게 되어, 고령화 사회에서 암은 2007년부터 10년째 전체 사망원인 중 부동의 1위를 차지하며 2위인 심장질환 사망률의 2배를 넘어섰다. Cancer is a life-threatening disease by which cells do not stop proliferating and invade surrounding tissues and destroy normal cells. As the control ability of the human body decreases due to aging, it becomes more vulnerable to cancer. In an aging society, cancer has been the number one cause of death for 10 years since 2007, more than double the death rate from heart disease, the second largest. .

질병의 치료에 가장 효과적인 대응 체계는 면역력을 강화하는 것이나, 암세포는 외부 침입자가 아니기 때문에 인체의 면역반응을 유발하지 않고 회피한다. 특정 바이러스 또는 박테리아는 정상세포보다 암세포에 더 많이 감염되고, 감염된 박테리아가 면역세포의 공격대상이 될 수 있다. 이에 일부러 특정 바이러스 또는 박테리아를 감염시켜 인체 면역반응을 자극함으로써 암세포에 대항할 수 있도록 하는 항암치료 방법들이 제시되었다. 시겔라(Shigella), 콜레라균(Vibrio cholera), 병원성 대장균(pathogenic E. coli)과 같은 감염성 세균들은 장관의 세포에 침투할 뿐, 면역반응을 일으키는 중요한 기관인 간과 비장에는 도달하지 못한다. 이와 대조적으로 살모넬라균은 림프절을 통하여 비장과 간에 침투하여 전신 면역반응을 자극시킬 수 있다. 구체적으로, Leschner 등(J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773)은 CT26 종양을 갖는 마우스를 대상으로 형광을 나타내는 살모넬라균을 정맥주사로 감염시킨 후, 시간에 따른 감염 경로를 추적하였다. 그 결과 감염 직후에는 마우스의 혈액을 통해 전신이 감염된 것을 보여주었으며, 감염 20분 후에는 비장과 간에 살모넬라 균이 축적되었으며, 24시간 후에는 종양 조직에만 살모넬라균이 집중적으로 축적되어 있음을 관측하였다.The most effective response system for the treatment of disease is to strengthen the immune system, but since cancer cells are not foreign invaders, they are avoided without triggering the body's immune response. Certain viruses or bacteria infect cancer cells more than normal cells, and the infected bacteria can become targets for immune cells to attack. Accordingly, anticancer treatment methods have been proposed that allow the body to fight cancer cells by intentionally infecting a specific virus or bacteria to stimulate the body's immune response. Infectious bacteria such as Shigella, Vibrio cholera, and pathogenic E. coli only infiltrate the cells of the intestinal tract, but do not reach the liver and spleen, which are important organs for generating an immune response. In contrast, Salmonella can penetrate the spleen and liver through the lymph nodes and stimulate a systemic immune response. Specifically, Leschner et al. (J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773) were intravenously infected with fluorescence Salmonella in mice having CT26 tumors, and then traced the infection route over time. . As a result, it was shown that the whole body was infected through mouse blood immediately after infection, and Salmonella bacteria were accumulated in the spleen and liver 20 minutes after infection, and it was observed that Salmonella bacteria were intensively accumulated only in the tumor tissue after 24 hours.

하지만 살모넬라균은 식중독을 유발하는 대표적인 균으로 감염에 의해 패혈증을 유발하여 생명을 위협할 수 있으므로 직접적으로 암 치료에 사용하기에는 병원성이 너무 강하다. 미국 예일대학 연구팀은 살모넬라를 유전자 조작하면 종양을 공격하는 특성은 유지하면서 독성만 제거하여 약독화할 수 있으며, 상기 약독화된 살모넬라의 주입을 통해 면역 자극을 유도하여 종양을 억제할 수 있다고 발표하였다. 그러나 약독화된 살모넬라는 생존성이 낮고 면역유발능 역시 저하될 뿐 아니라 돌연변이로 인하여 약독화 균주가 야생형 살모넬라로 전환되어 패혈증을 일으킬 우려가 있다. 이에 더하여 연구개발자금의 부족 문제로 인하여 약독화된 살모넬라를 이용한 항암치료는 임상과정의 1단계에서 대부분 중단되거나 보류된 상태이다.However, Salmonella is a representative bacteria that causes food poisoning and can be life-threatening by causing sepsis by infection, so it is too pathogenic to be used directly for cancer treatment. A research team at Yale University in the United States announced that by genetic manipulation of Salmonella, it can be attenuated by removing only toxicity while maintaining its ability to attack tumors, and that it can suppress tumors by inducing immune stimulation through injection of the attenuated Salmonella. However, the attenuated Salmonella has low viability and reduced immunity, and there is a risk that the attenuated strain is converted to wild-type Salmonella due to mutation to cause sepsis. In addition, due to the lack of R&D funds, anticancer treatment using attenuated salmonella is mostly stopped or withheld in the first stage of the clinical process.

살모넬라와 같은 박테리아를 이용한 암 치료에 동반되어 발생할 수 있는 패혈증의 유발은 극복해야 할 매우 중요한 문제이며, 이에 더하여 면역반응의 자극 역시 활발하게 이루어질 수 있어야 한다.The induction of sepsis, which may accompany cancer treatment using bacteria such as Salmonella, is a very important problem to be overcome, and in addition, stimulation of the immune response must also be actively performed.

이에 약독화 및 면역활성화와 함께 항암치료에 도움이 되는 물질들을 추가로 발현 또는 억제시킬 수 있는 균주들을 개발하고, 이를 항암치료에 이용하고자 하는 연구들이 이루어졌다. 등록특허 제10-0852687호는 약독화된 살모넬라 균주내에 종양괴사인자 알파단백질 벡터를 형질도입한 종양괴사인자 알파를 발현하는 살모넬라 균주 및 이를 함유하는 항암 치료용 조성물에 대해 게시하였으며, 등록특허 제10-1750007호는 L-아스파라기나아제가 종양 사이트에서 선택적으로 발현될 수 있는 약독화 살모넬라 균주를 이용한 고형암 치료제에 대해 게시하였다. 그러나 상기와 같은 살모넬라 균주들은 항암 물질의 발현에 의해 항암 활성을 추가적으로 보완하기는 하였으나, 약독화된 살모넬라의 낮은 생존성과 약독화 균주가 야생형 살모넬라로 전환되어 패혈증을 유발할 위험성은 여전히 지니고 있다.Accordingly, studies were conducted to develop strains capable of additionally expressing or suppressing substances useful for anticancer treatment along with attenuation and immune activation, and to use them for anticancer treatment. Registered Patent No. 10-0852687 discloses a Salmonella strain expressing tumor necrosis factor alpha transduced with a tumor necrosis factor alpha protein vector into an attenuated Salmonella strain and a composition for anticancer treatment containing the same, and registered patent No. 10 No.-1750007 published a solid cancer treatment using an attenuated Salmonella strain in which L-asparaginase can be selectively expressed at tumor sites. However, although the above Salmonella strains additionally supplement their anticancer activity by the expression of an anticancer substance, the low viability of attenuated Salmonella and the risk that the attenuated strain is converted to wild-type Salmonella to cause sepsis still has.

한편, Lim 등(PLos One, 2012; 7(9):e45236)은 대장균의 oriC 결합 단백질인 Cnu 단백질(OriC-binding nucleotide-associated protein)의 9번째 아미노산이 라이신(K)에서 글루타믹산(G)로 치환되면 대장균이 온도 의존적으로 필라멘트상으로 성장함을 보고하였으며, Prashar 등(J. Cell Biol. 2013 Vol. 203 No. 6 1081-1097)에 의하면 박테리아의 필라멘트 상은 식세포작용(phagocytosis)을 억제하여 면역세포의 공격에 더 오래 견딜 수 있음을 보고하였다. 그러나, 이러한 특성이 항암 치료에 유용하게 이용될 수 있음은 보고된 바 없다.On the other hand, Lim et al. (PLos One, 2012; 7(9):e45236) found that the ninth amino acid of the oriC-binding protein of E. coli, Cnu protein (OriC-binding nucleotide-associated protein), is converted from lysine (K) to glutamic acid (G). ), it has been reported that E. coli grows filamentous in a temperature-dependent manner, and according to Prashar et al. (J. Cell Biol. 2013 Vol. 203 No. 6 1081-1097), the filamentous phase of bacteria inhibits phagocytosis, It has been reported that it can withstand the attack of immune cells for a longer period of time. However, it has not been reported that these properties can be usefully used for anticancer treatment.

등록특허 제10-0852687호Registered Patent No. 10-0852687 등록특허 제10-1750007호Registered Patent No. 10-1750007

Leschner 등, J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773.Leschner et al., J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773. Lim 등, PLos One, 2012; 7(9):e45236.Lim et al., PLos One, 2012; 7(9):e45236. Prashar 등, J. Cell Biol. Vol. 203 No. 6 1081-1097.Prashar et al., J. Cell Biol. Vol. 203 No. 6 1081-1097.

본 발명은 종래기술의 약독화된 살모넬라가 항암 치료 시 갖는 문제를 해소하기 위하여 면역세포의 공격에 더 오래 견디면서 면역 유발 효과가 우수하고 안전성이 향상된 신규 항암 살모넬라를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a novel anti-cancer Salmonella with excellent immunity-inducing effect and improved safety while resisting the attack of immune cells longer in order to solve the problems of the prior art attenuated Salmonella during anticancer treatment.

또한 본 발명은 상기 균주를 이용한 항암 조성물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an anticancer composition using the strain.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유도성 프로모터에 작동가능하게 연결된 필라멘트 성장 유도 유전자를 포함하는 유전자 구조물에 의해 형질전환된 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object relates to an anticancer attenuated Salmonella strain characterized in that it is transformed by a gene construct comprising a filamentous growth inducing gene operably linked to an inducible promoter.

살모넬라 균주는 종양 세포에 표적화된 후 종양 부위에서 특이적으로 면역자극을 억제하여 종양을 억제하기 때문에 항암 치료에 매우 유망한 후보로 주목을 받고 있다. 그러나 살모넬라의 독성을 제거하기 위하여 약독화시키는 경우, 체내에서 생존성과 면역유발능이 저하되므로 항암 효능이 낮아지고 안전성 역시 보장되지 않는 문제가 있다. Salmonella strains are attracting attention as very promising candidates for anticancer therapy because they suppress tumors by specifically inhibiting immunostimulation at the tumor site after being targeted to tumor cells. However, when attenuated in order to remove the toxicity of Salmonella, there is a problem in that the anticancer efficacy is lowered and safety is also not guaranteed because the viability and immunity-inducing ability in the body are reduced.

본 발명에서는 살모넬라균이 필라멘트 성장을 하도록 유도하는 것에 의해 대식세포에 의한 포식을 저해하여 체내에서 오래 생존하며, 면역반응을 자극하여 약독화되는 경우에도 우수한 항암 효능을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한 종양부위에 표적화된 후 필라멘트 성장하면, 필라멘트 상으로 된 균주는 이동성이 저하되기 때문에 종양 부위에 고정화되는 효과를 나타낸다. 따라서 종양 부위에 더욱 특이적으로 면역반응을 자극할 수 있으며, 다른 세포로 이동하지 않기 때문에 안전성 역시 향상된다. In the present invention, by inducing Salmonella to grow filaments, it inhibits phagocytosis by macrophages and survives for a long time in the body, and it is characterized in that it has excellent anticancer efficacy even when it is attenuated by stimulating the immune response. In addition, when filaments grow after being targeted to the tumor site, the filamentous strain exhibits the effect of being immobilized at the tumor site because its mobility is reduced. Therefore, the immune response can be stimulated more specifically at the tumor site, and safety is also improved because it does not migrate to other cells.

본 발명에서 상기 필라멘트 성장 유도 유전자는 하기 실시예에서와 같이 CnuK9E 유전자일 수 있다. 그러나 살모넬라 균주에서 필라멘트 성장을 유도할 수 있다면, 이에 한정되지 않음은 당연하다. In the present invention, the filament growth inducing gene may be a CnuK9E gene as in the following Examples. However, if it can induce filament growth in the Salmonella strain, it is of course not limited thereto.

본 명세서에서 "유도성 프로모터"란 유도물질에 의해 연결된 유전자의 작동을 스위칭할 수 있는 프로모터를 의미한다. 유도성 프로모터로는 tac 프로모터, lac프로모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pLλ프로모터, pRλ프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA프로모터, SP6 프로머터, trp 프로모터, T7 프로모터, pBAD 프로모터, Tet 프로모터, trc 프로모터, pepT 프로모터, sulA 프로모터, pol 11(dinA) 프로모터, ruv 프로모터, uvrA 프로모터, uvrB 프로모터, uvrD 프로모터, umuDC 프로모터, lexA 프로모터, cea 프로모터, caa 프로모터, recN 프로모터, pagC 프로모터, hip 프로모터, ansB 프로모터 및 pflE 프로모터로 이루어진 군으로부터 각각 선택될 수 있다. As used herein, the term "inducible promoter" refers to a promoter capable of switching the operation of a gene linked by an inducer. Examples of inducible promoters include tac promoter, lac promoter, lacUV5 promoter, lpp promoter, pLλ promoter, pRλ promoter, rac5 promoter, amp promoter, recA promoter, SP6 promoter, trp promoter, T7 promoter, pBAD promoter, Tet promoter, trc promoter , pepT promoter, sulA promoter, pol 11 (dinA) promoter, ruv promoter, uvrA promoter, uvrB promoter, uvrD promoter, umuDC promoter, lexA promoter, cea promoter, caa promoter, recN promoter, pagC promoter, hip promoter, ansB promoter and each may be selected from the group consisting of the pflE promoter.

본 명세서에서 "약독화"란 살아있는 병원체의 독성을 인위적으로 약하게 한 것으로, 병원체의 필수 대사에 관여하는 유전자를 변이시켜 체내에서 질병을 일으키지 못하고, 면역 체계만을 자극하여 면역성을 유도하는 것을 의미한다. 살모넬라의 약독화 초래 유전자는 당업계에 잘 알려져 있으며, aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC, galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relA 및 spoT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 기능상실에 의해 달성될 수 있다. 생체 내 적용 시 야생형으로의 환원을 방지하고, 독성을 더욱 약화시키기 위하여 상기 유전자 중 둘 이상의 유전자 기능을 상실시키는 것이 더욱 바람직하다.As used herein, the term "attenuation" refers to artificially weakening the toxicity of a living pathogen, mutating genes involved in essential metabolism of the pathogen to prevent disease in the body, and to induce immunity by stimulating only the immune system. Genes that cause attenuation of Salmonella are well known in the art and include aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC, galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, selected from the group consisting of sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relA and spoT loss of function of one or more genes. It is more preferable to lose the function of two or more of the above genes in order to prevent reduction to the wild type and further attenuate toxicity upon in vivo application.

하기 실시예에서는 Tet 프로모터의 일종인 tetRa 프로모터를 유도성 프로모터로 사용한 경우, aroA의 기능상실이 유도된 aroA- 균주 및 aroA galE- 균주에서 가장 길게 필라멘트 성장하도록 유도되었으며 일부 약독화 균주에서는 독시사이클린에 의해 필라멘트 성장이 유도되는 것을 확인할 수 없었다. 그러나 상기 결과가 해당 약독화 균주는 본 발명에서 사용할 수 없음을 의미하는 것은 아니며, 다른 유도성 프로모터를 사용하는 경우에는 여전히 유용할 수 있으므로 이를 배제하는 것은 아니다.In the following examples, when the tetRa promoter, a type of Tet promoter, was used as an inducible promoter, the loss of aroA function was induced to grow the longest in the aroA- strain and aroA galE- strain, and in some attenuated strains, it was induced by doxycycline. It could not be confirmed that filament growth was induced. However, the above result does not mean that the attenuated strain cannot be used in the present invention, and it may still be useful when other inducible promoters are used, so it is not excluded.

한편, 형질전환에 의해 인위적으로 삽입된 유전자는 박테리아의 생존에 필수적이지 않기 때문에 생체 내 증식과정에서 플라스미드가 제거되어 필라멘트 성장 유도 능력이 상실될 수 있다. 이에 상기 플라스미드를 안정적으로 유지할 수 있도록, 상기 약독화 살모넬라 균주는 glmS 유전자가 결실되어 있고, 상기 플라스미드는 glmS 유전자를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구조로 인해 플라스미드에 의해 발현되는 glmS 유전자가 살모넬라 균주의 생존에 필수적이기 때문에 생체 내에서 플라스미드가 안정적으로 유지될 수 있다.On the other hand, since the gene artificially inserted by transformation is not essential for the survival of bacteria, the ability to induce filament growth may be lost due to the removal of the plasmid in the in vivo proliferation process. Accordingly, in order to stably maintain the plasmid, the attenuated Salmonella strain preferably has a glmS gene deleted, and the plasmid contains the glmS gene. Due to this structure, since the glmS gene expressed by the plasmid is essential for the survival of the Salmonella strain, the plasmid can be stably maintained in vivo.

하기 실시예에서 tetRA 프로모터를 사용하여 실험한 결과 필라멘트 성장 효능이 가장 우수하였던 균주를 Cnu-K9E glmS/ aroA galE glmS Salmonella로 명명하였으며, 2020년 03월 20일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하였다(기탁번호 KCTC18810P). As a result of the experiment using the tetRA promoter in the following examples, the strain with the best filament growth efficacy was named Cnu-K9E glmS / aroA galE glmS Salmonella, and deposited at the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology Biological Resources Center on March 20, 2020. (Accession No. KCTC18810P).

본 발명은 또한 상기 항암 약독화 살모넬라 균주를 유효성분으로 함유하는 항암 조성물에 관한 것이다. 본 조성물의 사용 시에는 상기 항암 약독화 살모넬라 균주를 투여한 후, 상기 균주가 암 조직에 표적화되면 상기 유도성 프로모터의 작동을 유도하여 상기 균주의 필라멘트 성장을 유도하는 약제를 병용 투여하는 방식으로 사용될 수 있다.The present invention also relates to an anti-cancer composition containing the anti-cancer attenuated Salmonella strain as an active ingredient. When the present composition is used, after administering the anticancer attenuated Salmonella strain, when the strain is targeted to cancer tissue, an agent for inducing the filament growth of the strain by inducing the operation of the inducible promoter. can

본 발명의 조성물은 항암용 약제로 이용하기 위하여, 약제학적 분야에서 공지의 방법에 의하여 제조될 수 있으며, 그 자체 또는 약학적으로 허용되는 담체(carrier), 부형제(forming agent), 희석제 등과 혼합하여 사용될 수 있다.The composition of the present invention may be prepared by a method known in the pharmaceutical field in order to be used as an anticancer drug, by itself or by mixing with a pharmaceutically acceptable carrier, excipient, diluent, etc. can be used

본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구 투여용 제제로 제형화하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 유효성분의 투여량은 체내에서 활성성분의 흡수도, 제제의 형태, 환자의 연령, 성별 및 상태, 증상의 정도 등에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 일반적인 투여량은 0.001mg/kg·일~10g/kg·일이다.The composition of the present invention may be formulated and used as a formulation for oral or parenteral administration. The dosage of the active ingredient according to the present invention may be appropriately selected according to the absorption of the active ingredient in the body, the form of the preparation, the age, sex and condition of the patient, the severity of symptoms, etc., and the administration may be administered once a day. , may be administered in several divided doses. A typical dosage is 0.001 mg/kg·day to 10 g/kg·day.

또한 본 발명의 항암 약독화 살모넬라 균주는 형질전환용 약독화 균주로 사용될 수 있다. 즉, 종양부위에 표적화되어 항암 효능이 있는 물질을 분비하거나, 혹은 항암 효능을 증가시키는 물질의 발현을 증가 또는 억제하도록 추가적으로 형질전환하여 사용할 수 있다. 이를 위하여 본 발명은 상기 항암 약독화 살모넬라 균주에 작동 가능하게 연결된 외래 단백질을 암호화하는 유전자 또는 특정 유전자의 발현을 억제하거나 촉진하는 유전자를 포함하는 유전자 구조체가 형질도입된 재조합 약독화 살모넬라 균주를 제공한다. 유전자 구조체는 벡터에 포함되거나 혹은 상기 항암 약독화 살모넬라 균주의 염색체에 삽입될 수 있으며, 형질도입은 당업계에 알려진 어떤 방법을 사용하여도 무방하다. In addition, the anticancer attenuated Salmonella strain of the present invention can be used as an attenuated strain for transformation. That is, it can be used by additionally transforming to secrete a substance having an anticancer effect by being targeted to a tumor site, or to increase or suppress the expression of a substance that increases anticancer efficacy. To this end, the present invention provides a recombinant attenuated Salmonella strain transduced with a gene construct comprising a gene encoding a foreign protein operably linked to the anticancer attenuated Salmonella strain or a gene for inhibiting or promoting the expression of a specific gene. . The gene construct may be contained in a vector or inserted into the chromosome of the anticancer attenuated Salmonella strain, and transduction may be performed using any method known in the art.

상기 외래 단백질은 그 자체로 항암 효능을 갖거나 그 대사산물이 항암효능을 갖는 단백질일 수 있으며, 또는 진단용 표지 단백질일 수 있다. 상기 표적 유전자는 암세포의 성장에 직접 또는 간접적으로 관여하는 유전자로 그 발현의 억제 또는 촉진에 의해 암세포의 성장을 억제할 수 있는 것일 수 있다. The exogenous protein may be a protein having anticancer efficacy by itself or a metabolite having an anticancer effect, or may be a diagnostic marker protein. The target gene is a gene directly or indirectly involved in the growth of cancer cells, and may be one capable of inhibiting the growth of cancer cells by suppressing or promoting their expression.

이상과 같이 본 발명에 의한 살모넬라 균주는 암에 표적화된 후 인듀서의 작동에 의해 필라멘트의 성장을 유도하는 것에 의해 면역세포의 공격에 대한 저항성이 강하고, 면역세포 유인 효과가 우수하며, 다른 조직으로의 이동성이 저하되어 안전성 역시 우수하므로 항암 치료에 더욱 유용하게 사용될 수 있다. As described above, the Salmonella strain according to the present invention has strong resistance to attack by immune cells by inducing the growth of filaments by the operation of an inducer after being targeted to cancer, has excellent effect of attracting immune cells, and can be transferred to other tissues. Its mobility is reduced and safety is also excellent, so it can be more usefully used for anticancer treatment.

또한 본 발명의 살모넬라 균주가 종양부위에서 항암 치료에 도움이 되는 물질의 발현을 증진 또는 억제하도록 추가로 형질전환하여 항암 치료의 효능을 더욱 증진시킬 수 있다.In addition, the Salmonella strain of the present invention can be further transformed to enhance or suppress the expression of substances helpful for anticancer treatment at the tumor site to further enhance the efficacy of anticancer treatment.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 살모넬라 균주의 모식도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용한 CnuK9E 유전자가 삽입된 플라스미드의 개열지도.
도 3은 CnuK9E 유전자의 발현에 의한 살모넬라의 필라멘트 성장 유도를 보여주는 현미경 사진.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 pCnuK9E/KST0650 균주의 필라멘트 성장 유도를 보여주는 현미경 사진.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 pCnuK9E/ppGpp- 균주의 필라멘트 성장 유도를 보여주는 현미경 사진.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 pCnuK9E/aroA- 균주의 필라멘트 성장 유도를 보여주는 현미경 사진.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 Cnu-K9E glmS/ aroA galE glmS Salmonella 균주의 필라멘트 성장 유도를 보여주는 현미경 사진.
1 is a schematic diagram of a Salmonella strain according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cleavage map of the plasmid into which the CnuK9E gene used in an embodiment of the present invention is inserted.
Figure 3 is a photomicrograph showing the filament growth induction of Salmonella by the expression of CnuK9E gene.
Figure 4 is a micrograph showing the filament growth induction of pCnuK9E / KST0650 strain according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a micrograph showing the filament growth induction of pCnuK9E / ppGpp- strain according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a micrograph showing the filament growth induction of pCnuK9E / aroA- strain according to an embodiment of the present invention.
7 is a micrograph showing the filament growth induction of Cnu-K9E glmS / aroA galE glmS Salmonella strain according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying examples. However, these embodiments are merely examples for easily explaining the content and scope of the technical idea of the present invention, and thereby the technical scope of the present invention is not limited or changed. It will be natural for those skilled in the art that various modifications and changes can be made within the scope of the technical spirit of the present invention based on these examples.

[실시예][Example]

사전실험 : CnuK9E 유전자의 형질전환에 의한 살모넬라 균주의 필라멘트 성장 유도 검정Pre-experiment: Filament growth induction assay of Salmonella strain by transformation of CnuK9E gene

먼저 대장균에서 온도 의존적으로 필라멘트 성장을 유도하는 것으로 알려진 CnuK9E 유전자가 살모넬라 균주에서도 필라멘트 성장을 유도할 수 있는 지 형질전환에 의해 확인하였다.First, it was confirmed by transformation whether the CnuK9E gene, which is known to induce filament growth in a temperature-dependent manner in E. coli, can induce filament growth in Salmonella strains as well.

충남대학교 임헌만 교수님 연구실로부터 CnuK9E 유전자가 삽입된 플라스미드 PHL887을 분양받아, 상기 플라스미드를 사용하여 야생형 살모넬라 LT2를 형질전환시켰다. 도 2는 해당 플라스미드의 개열지도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 형질전환된 살모넬라는 IPTG에 의해 필라멘트 성장이 유도되어, CnuK9E 유전자의 발현에 의해 살모넬라 균주의 필라멘트 성장을 유도할 수 있음을 확인할 수 있었다.The plasmid PHL887 into which the CnuK9E gene was inserted was received from the laboratory of Professor Heon-Man Lim of Chungnam National University, and wild-type Salmonella LT2 was transformed using the plasmid. 2 is a cleavage map of the corresponding plasmid. As shown in FIG. 3, transformed Salmonella was confirmed that filament growth was induced by IPTG, and filamentous growth of Salmonella strains could be induced by expression of the CnuK9E gene.

이에 실제 생체 내에서 살모넬라의 필라멘트 성장을 유도할 수 있는 살모넬라 균주를 제작하였다.Accordingly, a Salmonella strain capable of inducing the filament growth of Salmonella in an actual living body was prepared.

실시예 1 : 필라멘트 성장이 조절되는 살모넬라 균주의 제작Example 1: Preparation of Salmonella strains with controlled filament growth

구체적인 실시예로, 유도성 프로모터로 tetRA 프로모터와 CnuK9E 유전자 및 약독화 살모넬라로 KST0650 살모넬라를 사용하여 필라멘트 성장이 조절되는 살모넬라 균주를 제작하였다.As a specific example, using the tetRA promoter and the CnuK9E gene as an inducible promoter and KST0650 Salmonella as the attenuated Salmonella, a Salmonella strain in which filament growth is regulated was prepared.

1) tetRA pUC19 플라스미드의 제작1) Construction of tetRA pUC19 plasmid

먼저 tetRA 유전자가 포함된 살모넬라 균주 TH3847의 genomic DNA(충남대학교 임헌만 교수님께 분양받음)를 주형으로, 하기 표 1의 프라이머를 이용하여 PCR에 의해 tetRA가 삽입된 PCR 산물을 얻었다. 10x buffer 5μl, 5x Q solution 10 μl, 2 mM dNTPs 7.5 μl, 20 μM TetRA-hindIII-for 프라이머 2.5 μl, 20 μM TetRA-bamH1-re 2.5 μl, Taq polymerase 1 μl, 10 ng/μl genomic DNA 2 μl 및 물 19.5 μl을 혼합하여 Qiagen system을 사용하여 PCR을 실시하였다. PCR 조건은 95℃ 5분과, 30회의 94℃ 30초, 49℃ 30초, 72℃ 2분 및 72℃ 10분 사이클을 반복하였다.First, using the genomic DNA of Salmonella strain TH3847 containing the tetRA gene (obtained from Professor Im Heon-man, Chungnam National University) as a template, and using the primers in Table 1 below, a PCR product in which tetRA is inserted was obtained by PCR. 10x buffer 5μl, 5x Q solution 10 μl, 2 mM dNTPs 7.5 μl, 20 μM TetRA-hindIII-for primer 2.5 μl, 20 μM TetRA-bamH1-re 2.5 μl, Taq polymerase 1 μl, 10 ng/μl genomic DNA 2 μl And 19.5 μl of water was mixed and PCR was performed using the Qiagen system. PCR conditions were repeated for 5 minutes at 95°C, 30 cycles of 94°C for 30 seconds, 49°C for 30 seconds, 72°C for 2 minutes and 72°C for 10 minutes.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 PCR에 의해 얻어진 산물을 PCR purification kit((주)Qiagen)에 의해 정제한 후, 1 ug의 PCR fragment를 HindIII(㈜ 다카라)와 BamHI(㈜ 다카라) 각각 10U를 사용하여 37℃에서 2시간 반응시켰다. 반응산물을 PCR purification kit(㈜ Qiagen)로 정제하여 1.9 kb 크기의 tetRA insert DNA를 제작하였다.After the product obtained by the PCR was purified by PCR purification kit (Qiagen Co., Ltd.), 1 ug of PCR fragment was reacted at 37° C. for 2 hours using 10 U each of HindIII (Takara Co., Ltd.) and BamHI (Takara Co., Ltd.). did it The reaction product was purified with a PCR purification kit (Qiagen Co., Ltd.) to prepare tetRA insert DNA with a size of 1.9 kb.

pUC19 DNA를 HindIII와 BamHI 각각 10 U와 37℃에서 2시간 반응시키고 전기영동하였다. 겔로부터 gel extraction kit((주)Qiagen)를 사용하여 DNA를 추출하는 것에 의해 pUC19 벡터를 얻었다.pUC19 DNA was reacted with HindIII and BamHI at 10 U and 37° C. for 2 hours, respectively, and electrophoresed. The pUC19 vector was obtained by extracting DNA from the gel using a gel extraction kit (Qiagen, Ltd.).

tetRA insert와 pUC19 벡터를 25℃에서 30분 ligation(Invitron)시키고, DH5a 컴피턴트 세포를 형질전환 시켰다. 형질전환된 세포를 LB amp 고체 배지에 도말하고 37℃에서 배양하여 항생제 내성을 갖는 콜로니를 선별하였다. 선별된 콜로니의 candidate 6개를 선별하여 HindIII 10 U, BamHI 10 U와 37℃에서 1시간 반응시킨 후 전기영동을 통해 1.9 kb band의 생성을 확인하였다. Cosmogenetech에 해당 candidate의 염기서열을 분석 의뢰하여, tetRA 유전자의 삽입을 확인하고 tetRA pUC19 플라스미드로 확립하였다.tetRA insert and pUC19 vector were ligated (Invitron) at 25°C for 30 minutes, and DH5a competent cells were transformed. Transformed cells were spread on LB amp solid medium and cultured at 37° C. to select antibiotic-resistant colonies. Six candidates of the selected colonies were selected and reacted with HindIII 10 U and BamHI 10 U at 37° C. for 1 hour, and the generation of a 1.9 kb band was confirmed through electrophoresis. By requesting Cosmogenetech to analyze the candidate's nucleotide sequence, insertion of the tetRA gene was confirmed, and the tetRA pUC19 plasmid was established.

2) tetRA pUC19 플라스미드에 CnuK9E 유전자의 도입2) Introduction of CnuK9E gene into tetRA pUC19 plasmid

CnuK9E 유전자가 삽입된 플라스미드 PHL887을 주형으로 하기 표 2의 프라이머와 PrimeSTAR Max DNA Polymerase 2X master mix((주)다카라)를 이용하여 PCR을 수행하였다. PCR은 98℃ 3분과, 35회의 98℃ 10초, 55℃ 5초, 72℃ 5초의 사이클 및 72℃ 3분의 조건에서 수행하였다. PCR 산물을 BamHI(㈜다카라) 및 SacI(㈜다카라) 각 10U와 37℃에서 1시간 반응시킨 후, 1)에서와 마찬가지로 전기영동을 실시하고 gel에서 DNA 추출하여 300 b 크기의 Cnu-K9E Insert를 제작하였다. PCR was performed using the primers of Table 2 below and PrimeSTAR Max DNA Polymerase 2X master mix (Takara Co., Ltd.) using the CnuK9E gene inserted plasmid PHL887 as a template. PCR was performed under the conditions of 98°C for 3 minutes, 35 cycles of 98°C for 10 seconds, 55°C for 5 seconds, 72°C for 5 seconds, and 72°C for 3 minutes. After the PCR product was reacted with 10U of each of BamHI (Takara Co., Ltd.) and SacI (Takara Co., Ltd.) at 37°C for 1 hour, electrophoresis was carried out as in 1), DNA was extracted from the gel, and Cnu-K9E Insert with a size of 300 b was obtained. produced.

Figure pat00002
Figure pat00002

1)에서 제작한 tetRA pUC19 플라스미드를 BamHI(㈜다카라) 및 SacI(㈜다카라) 각각 10U와 37℃에서 2시간 반응시킨 후, 전기영동을 실시하고 gel에서 DNA 추출하여 tetRA 벡터를 제작하였다.The tetRA pUC19 plasmid prepared in 1) was BamHI (Takara Co., Ltd.) and SacI (Takara Co., Ltd.) each were reacted at 10U and 37°C for 2 hours, followed by electrophoresis and DNA extraction from gel to prepare a tetRA vector.

CnuK9E insert와 tetRA 벡터를 25℃에서 30분 ligation(Invitron)시킨 후, DH5a 컴피턴트 세포를 형질전환 시켰다. 형질전환된 세포를 LB amp 고체 배지에 도말하고 37℃에서 배양하여 항생제 내성을 갖는 콜로니를 선별하였다. 선별된 콜로니의 candidate 6개를 선별하여 BamHI(㈜다카라) 및 SacI(㈜다카라) 각 10U와 37℃에서 1시간 반응시킨 후 전기영동을 통해 300 b band의 생성을 확인하였다. Cosmogenetech에 해당 candidate의 염기서열을 분석 의뢰하여, CnuK9E 유전자의 삽입을 확인하고 pCnuK9E 플라스미드로 확립하였다.After CnuK9E insert and tetRA vector were ligated (Invitron) at 25°C for 30 minutes, DH5a competent cells were transformed. Transformed cells were spread on LB amp solid medium and cultured at 37° C. to select antibiotic-resistant colonies. Six candidates of the selected colonies were selected and reacted with 10U of each of BamHI (Takara Co., Ltd.) and SacI (Takara Co., Ltd.) at 37° C. for 1 hour, and then the generation of 300 b band was confirmed through electrophoresis. By requesting Cosmogenetech to analyze the candidate's nucleotide sequence, the insertion of the CnuK9E gene was confirmed and established as a pCnuK9E plasmid.

3) 약독화 살모넬라 균주의 형질전환 및 필라멘트 성장 유도 확인3) Confirmation of transformation and filament growth induction of the attenuated Salmonella strain

2)에서 제조된 pCnuK9E 플라스미드를 사용하여 약독화 살모넬라 균주를 형질전환하고, 필라멘트 성장이 유도되는 지 확인하였다. 약독화 살모넬라 균주로는, ppGpp-(전남대 정재호 교수로부터 분양), araA-, Hns-, rfaH-, ompR-, cyaA-, crp-(이상, 한남대 이인수 교수로부터 분양), aroA galE-, galE flhDC-(자체 제작) 균주와 KST0650 살모넬라 균주(한국원자력연구원 첨단방사선연구소에서 분양)를 대상으로 하였다. The attenuated Salmonella strain was transformed using the pCnuK9E plasmid prepared in 2), and it was confirmed whether filament growth was induced. Attenuated Salmonella strains include ppGpp- (sold from Chonnam National University Professor Jaeho Jeong), araA-, Hns-, rfaH-, ompR-, cyaA-, crp- (above, sold from Hannam University Professor Insu Lee), aroA galE-, galE flhDC -(Self-manufactured) strain and KST0650 Salmonella strain (sold by Advanced Radiation Research Institute, Korea Atomic Energy Research Institute) were targeted.

이 중 돌연변이에 의해 araA- 균주의 독성을 추가로 약독화시키기 위하여 aroA galE- 균주를 자체 제작하였다. araA galE- 균주는 aroA와 galE 유전자의 기능이 동시에 상실된 것으로, 하기 방법에 의해 제작하였다. araA- 살모넬라 균주에 galE- 살모넬라 균주를 도입하기 위하여 P22 형질도입(transduction)을 수행하였다. 37℃에서 16시간 진탕배양한 galE- 살모넬라 균주(충남대학교 임헌만 교수로부터 분양) 0.2 ml에 2 ml의 P22 broth(0.2% glucose, 1% EX50 salts, P22 stock ~1011/ml)를 넣은 다음 37℃에서 9시간 배양하였다. 원심분리를 통해 상층액을 새로운 튜브에 옮긴 다음 클로로포름을 처리하여 galE- 돌연변이가 포함된 P22 lysate를 제작하였다. P22 lysate를 37℃에서 16시간 진탕배양한 aroA- 돌연변이 0.1 ml와 1:1의 비율로 혼합하여 상온(~25℃)에서 1시간 반응시킨 후 PBS 용액에 100, 10-1, 10-2 또는 10-3 비율로 희석하고 LB tetracycline plate에 도말하여 항생제 내성을 갖는 균주를 선별하였다. 선별된 균주는 Cosmogenetech에 의뢰하여 시퀀싱으로 확인하였다.In order to further attenuate the toxicity of the araA- strain by mutation, the aroA galE- strain was self-produced. The araA galE- strain lost the functions of the aroA and galE genes at the same time, and was prepared by the following method. P22 transduction was performed to introduce the galE- Salmonella strain into the araA- Salmonella strain. 2 ml of P22 broth (0.2% glucose, 1% EX50 salts, P22 stock ~10 11 /ml) was added to 0.2 ml of the galE- Salmonella strain (sold from Professor Im Heon-man, Chungnam National University) cultured with shaking at 37°C for 16 hours, and then 37 Incubated at ℃ for 9 hours. The supernatant was transferred to a new tube by centrifugation, and then treated with chloroform to prepare P22 lysate containing the galE- mutation. P22 lysate for 37 hours with shaking at 16 ℃ cultured aroA- mutant 0.1 ml and 1: 10 in PBS solution after 1 hour reaction at room temperature (~ 25 ℃) were mixed in a ratio of 1: 0, 10 -1, 10 -2 Alternatively, it was diluted at a ratio of 10 -3 and spread on an LB tetracycline plate to select a strain having antibiotic resistance. The selected strains were confirmed by sequencing at Cosmogenetech.

형질전환된 각 균주의 단일 콜론을 LB amp 액체배지에 접종한 후 37℃에서 12~16시간 진탕배양하였다. 이 후 신선한 LB amp 액체배지에 OD600이 0.05가 되도록 희석한 후 37℃에서 2시간 진탕배양하였다. 진탕배양에 의해 OD600이 0.4~0.6이 되면 독시사이클린(doxycycline)을 0, 20 또는 200 ng/ml의 농도로 처리하고, 37℃에서 3시간 추가로 진탕배양시킨 후 현미경으로 관찰하였다. 도 4 내지 도 6은 각각 KST0650, ppGpp-, aroA- 약독화 균주에 대한 실험 결과를 보여주는 현미경 사진이다. 도면에서 빨간색 스케일바는 대식세포의 직경에 해당하는 20 ㎛를 나타낸다.A single colon of each transformed strain was inoculated into LB amp broth, and then cultured with shaking at 37°C for 12 to 16 hours. After that, it was diluted to an OD 600 of 0.05 in fresh LB amp liquid medium and cultured with shaking at 37°C for 2 hours. When the OD 600 reached 0.4 to 0.6 by shaking culture, doxycycline was treated at a concentration of 0, 20, or 200 ng/ml, and then cultured with shaking at 37° C. for 3 hours and observed under a microscope. 4 to 6 are photomicrographs showing experimental results for KST0650, ppGpp-, and aroA- attenuated strains, respectively. In the figure, the red scale bar indicates 20 μm corresponding to the diameter of macrophages.

도 4에서 KST0650 균주는 형질전환 후(pCnuK9E/KST0650), 독시사이클린의 처리에 의해 필라멘트 성장이 유도되며 독시사이클린의 농도에 의존적으로 필라멘트 상의 길이가 길어지는 것을 확인할 수 있었다. 200 ng/ml의 독시사이클린 처리 시 균주의 길이는 약 20 ㎛ 정도였다. 도 5에서 ppGpp- 균주는 형질전환 후(pCnuK9E/ppGpp-) 200 ng/ml의 독시사이클린 처리 시 pCnuK9E/KST0650보다는 조금 더 긴 40 ㎛ 정도까지 성장하였다. 도 6에서 aroA- 균주는 형질전환 후(pCnuK9E/aroA-) 200 ng/ml의 독시사이클린 처리 시 40~100 ㎛ 정도까지 성장하였다. aroA galE- 균주는 형질전환 시 araA- 균주와 동일한 정도의 필라멘트 성장 효과를 나타내었다. In FIG. 4 , it was confirmed that, in the KST0650 strain, after transformation (pCnuK9E/KST0650), filament growth was induced by treatment with doxycycline, and the length of the filament phase was increased depending on the concentration of doxycycline. When 200 ng/ml of doxycycline was treated, the length of the strain was about 20 μm. In FIG. 5 , the ppGpp- strain grew to about 40 μm, slightly longer than pCnuK9E/KST0650, when treated with 200 ng/ml doxycycline after transformation (pCnuK9E/ppGpp-). 6 , the aroA- strain grew to about 40-100 μm after transformation (pCnuK9E/aroA-) when treated with 200 ng/ml doxycycline. The aroA galE- strain exhibited the same filament growth effect as the araA- strain upon transformation.

반면, 약독화 균주 중 Hns-, rfaH-, ompR-, cyaA-, crp-, galE flhDC-는 형질전환 후 독시사이클린에 의한 필라멘트 성장 유도를 확인할 수 없었다.On the other hand, Hns-, rfaH-, ompR-, cyaA-, crp-, galE flhDC- among the attenuated strains could not confirm the filament growth induction by doxycycline after transformation.

4) glmS 유전자의 도입에 의한 플라스미드의 안정화4) Stabilization of plasmid by introduction of glmS gene

형질전환된 균주가 생체 내에서 플라스미드를 안정적으로 유지할 수 있도록 약독화 균주에서 glmS를 넉다운시키고, 플라스미드 내 glmS 유전자를 삽입하여 살모넬라 균주를 제작하였다.In order for the transformed strain to stably maintain the plasmid in vivo, glmS was knocked down in the attenuated strain, and the glmS gene was inserted into the plasmid to prepare a Salmonella strain.

araA galE glmS- 균주의 제작Construction of the araA galE glmS-strain

3)에서 제작한 aroA glaE- 균주에 P22 형질도입에 의해 glmS- 균주를 도입하였다. 이를 위하여 37℃에서 16시간 진탕배양한 glmS- 살모넬라 균주(전남대 정재호 교수로부터 분양) 0.2 ml에 2 ml의 P22 broth(0.2% glucose, 1% EX50 salts, P22 stock ~1011/ml)를 넣은 다음 37℃에서 9시간 배양하였다. 원심분리를 통해 상층액을 새로운 튜브에 옮긴 다음 클로로포름을 처리하여 glmS- 돌연변이가 포함된 P22 lysate를 제작하였다. 37℃에서 16시간 진탕배양한 aroA galE- 균주 0.1 ml와 1:1의 비율로 혼합하여 상온(~25℃)에서 1시간 반응시킨 후 PBS 용액에 100, 10-1, 10-2 또는 10-3 비율로 희석하고 LB tetracycline plate에 도말하여 항생제 내성을 갖는 균주를 선별하였다. 선별된 균주는 Cosmogenetech에 의뢰하여 시퀀싱으로 확인하였다.The glmS- strain was introduced into the aroA glaE- strain prepared in 3) by P22 transduction. For this, 2 ml of P22 broth (0.2% glucose, 1% EX50 salts, P22 stock ~10 11 /ml) was added to 0.2 ml of glmS-Salmonella strain (sold from Professor Jaeho Jeong, Chonnam National University), which was cultured with shaking at 37℃ for 16 hours. Incubated at 37°C for 9 hours. The supernatant was transferred to a new tube by centrifugation, and then treated with chloroform to prepare P22 lysate containing the glmS- mutation. After mixing 0.1 ml of aroA galE- strain cultured with shaking at 37°C for 16 hours at a ratio of 1:1, react at room temperature (~25°C) for 1 hour, and then in PBS solution 100 0 , 10 -1 , 10 -2 or 10 The strains having antibiotic resistance were selected by dilution at a ratio of -3 and smeared on an LB tetracycline plate. The selected strains were confirmed by sequencing at Cosmogenetech.

Cnu-K9E glmS 플라스미드의 제작Construction of Cnu-K9E glmS plasmid

2)에서 제작한 pCnuK9E 플라스미드와 aatII(㈜다카라) 10U을 37℃에서 2시간 반응시킨 후, 전기영동을 실시하고 겔로부터 DNA 추출하여 pCnuK9E aatII 벡터를 제작하였다.After reacting the pCnuK9E plasmid prepared in 2) with 10U of aatII (Takara Co., Ltd.) at 37°C for 2 hours, electrophoresis was performed and DNA was extracted from the gel to prepare a pCnuK9E aatII vector.

야생형 살모넬라 LT2의 염색체 DNA를 주형으로 하기 표 3의 glmS-aat-F 및 glmS-aat-R 프라이머와 PrimeSTAR Max DNA Polymerase 2X master mix(㈜다카라)를 사용하여 98℃ 3분, 35회의 98℃ 10초 - 55℃ 5초 - 72℃ 2분의 사이클, 72℃ 3분의 조건에서 PCR을 수행하였다. PCR 산물로부터 전기영동 후 gel 추출을 통해 glmS inset를 제작하였다. Using the chromosomal DNA of wild-type Salmonella LT2 as a template, the glmS-aat-F and glmS-aat-R primers in Table 3 below and PrimeSTAR Max DNA Polymerase 2X master mix (Takara Co., Ltd.) were used at 98°C for 3 minutes, 35 times at 98°C 10 PCR was performed under conditions of a cycle of sec - 55 °C 5 sec - 72 °C 2 min, 72 °C 3 min. After electrophoresis from the PCR product, glmS inset was prepared through gel extraction.

pCnuK9E aatII 벡터와 glmS insert를 T4 DNA polymerase(NEB) 0.6U을 이용하여 상온(25℃)에서 2분간 반응시켰다. 이후 얼음 수조에서 추가로 10분간 반응시키고 DH5a 컴피던트 세포에 형질 전환 시킨 후 LB amp 고체 배지에 도말하였다. 37℃에서 배양하여 항생제 내성을 갖는 콜로니를 선별하고, 선별된 콜로니의 candidate 6개를 Cosmogenetech에 의뢰하여 염기분석하여 glmS 유전자의 삽입을 확인하였다. 제작된 pCnuK9E glmS 플라스미드를 Cnu-K9E glmS 플라스미드로 명명하였다.The pCnuK9E aatII vector and glmS insert were reacted for 2 minutes at room temperature (25° C.) using 0.6 U of T4 DNA polymerase (NEB). Thereafter, the reaction was performed in an ice water bath for an additional 10 minutes, and the cells were transformed into DH5a competent cells and then plated on LB amp solid medium. The colonies with antibiotic resistance were selected by culturing at 37°C, and 6 candidates of the selected colonies were requested to Cosmogenetech and base analysis was performed to confirm the insertion of the glmS gene. The constructed pCnuK9E glmS plasmid was named Cnu-K9E glmS plasmid.

Figure pat00003
Figure pat00003

필라멘트 성장 유도 확인Confirmation of filament growth induction

Cnu-K9E glmS 플라스미드로 aroA galE glmS- 균주를 형질전환하고, 3)에 기재된 방법에 의해 독시사이클린에 의해 필라멘트 성장이 유도되는 지 확인하였다. 도 7은 200 ng/ml 농도의 독시사이클린 처리 시의 형질전환 균주의 현미경 사진으로, 독시사이클린에 의해 필라멘트 성장이 유도됨을 확인할 수 있었다. 그 길이는 약 100 ㎛였다. The aroA galE glmS- strain was transformed with the Cnu-K9E glmS plasmid, and it was confirmed whether filament growth was induced by doxycycline by the method described in 3). 7 is a photomicrograph of a transformed strain upon treatment with doxycycline at a concentration of 200 ng/ml, and it was confirmed that filament growth was induced by doxycycline. Its length was about 100 μm.

상기 형질전환된 균주는 Cnu-K9E glmS/ aroA galE glmS Salmonella로 명명하였으며, 2020년 03월 20일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하였다(기탁번호 KCTC18810P). The transformed strain was named Cnu-K9E glmS/ aroA galE glmS Salmonella, and was deposited at the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology Biological Resources Center on March 20, 2020 (Accession No. KCTC18810P).

<110> The Industry & Academic Cooperation in Chungnam National University (IAC) <120> Anticancer Salmonella Inducing Immune Response by Control of Filamentous Growth and Anticancer Composition Comprising the Salmonella <130> P0420-141 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggttaagctt cttttaagac ccactttcac att 33 <210> 2 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggttggatcc cttttaagac ccactttcac att 33 <210> 3 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 gaacaggatc catgactgtt caggactact tattagaatt 40 <210> 4 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 cagccgagct cttattggac atagtgccag acggactt 38 <210> 5 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 aatggtttct tagacgcagg aaataaaact atgtgtggaa ttgttg 46 <210> 6 <211> 45 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 aaaagtgcca cctgaggtac tacatttgta cttactctac ggtaa 45 <110> The Industry & Academic Cooperation in Chungnam National University (IAC) <120> Anticancer Salmonella Inducing Immune Response by Control of Filamentous Growth and Anticancer Composition Comprising the Salmonella <130> P0420-141 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggttaagctt cttttaagac ccactttcac att 33 <210> 2 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggttggatcc cttttaagac ccactttcac att 33 <210> 3 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 gaacaggatc catgactgtt caggactact tattagaatt 40 <210> 4 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 cagccgagct cttattggac atagtgccag acggactt 38 <210> 5 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 aatggtttct tagacgcagg aaataaaact atgtgtggaa ttgttg 46 <210> 6 <211> 45 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 aaaagtgcca cctgaggtac tacatttgta cttactctac ggtaa 45

Claims (8)

유도성 프로모터에 작동가능하게 연결된 필라멘트 성장 유도 유전자를 포함하는 유전자 구조물에 의해 형질전환된 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주.
An anticancer attenuated Salmonella strain, characterized in that it is transformed by a gene construct comprising a filament growth inducing gene operably linked to an inducible promoter.
제 1 항에 있어서,
상기 필라멘트 성장 유도 유전자는 CnuK9E 유전자인 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주.
The method of claim 1,
The filament growth inducing gene is an anticancer attenuated Salmonella strain, characterized in that the CnuK9E gene.
제 1 항에 있어서,
상기 유도성 프로모터는 tac 프로모터, lac프로모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pLλ프로모터, pRλ프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA프로모터, SP6 프로머터, trp 프로모터, T7 프로모터, pBAD 프로모터, Tet 프로모터, trc 프로모터, pepT 프로모터, sulA 프로모터, pol 11(dinA) 프로모터, ruv 프로모터, uvrA 프로모터, uvrB 프로모터, uvrD 프로모터, umuDC 프로모터, lexA 프로모터, cea 프로모터, caa 프로모터, recN 프로모터, pagC 프로모터, hip 프로모터, ansB 프로모터 및 pflE 프로모터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주.
The method of claim 1,
The inducible promoter is tac promoter, lac promoter, lacUV5 promoter, lpp promoter, pLλ promoter, pRλ promoter, rac5 promoter, amp promoter, recA promoter, SP6 promoter, trp promoter, T7 promoter, pBAD promoter, Tet promoter, trc promoter , pepT promoter, sulA promoter, pol 11 (dinA) promoter, ruv promoter, uvrA promoter, uvrB promoter, uvrD promoter, umuDC promoter, lexA promoter, cea promoter, caa promoter, recN promoter, pagC promoter, hip promoter, ansB promoter and An anticancer attenuated Salmonella strain, characterized in that it is selected from the group consisting of the pflE promoter.
제 1 항에 있어서,
상기 약독화 초래 유전자는 aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC, galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relA 및 spoT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 기능상실을 유도하는 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주.
The method of claim 1,
The attenuation causing genes are aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC, galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, loss of function of one or more genes selected from the group consisting of pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relA and spoT Anti-cancer attenuated Salmonella strain, characterized in that inducing.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 약독화 살모넬라 균주는 glmS 유전자가 결실되어 있고,
상기 플라스미드는 glmS 유전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The attenuated Salmonella strain has a glmS gene deleted,
The plasmid is an anticancer attenuated Salmonella strain, characterized in that it contains the glmS gene.
제 5 항에 있어서,
상기 균주는 기탁번호 KCTC18810P인 것을 특징으로 하는 항암 약독화 살모넬라 균주.
6. The method of claim 5,
The strain is an anticancer attenuated Salmonella strain, characterized in that the accession number KCTC18810P.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 항암 약독화 살모넬라 균주를 유효성분으로 함유하는 항암 조성물.
An anticancer composition comprising the anticancer attenuated Salmonella strain of any one of claims 1 to 5 as an active ingredient.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 항암 약독화 살모넬라 균주에 작동 가능하게 연결된 외래 단백질을 암호화하는 유전자 또는 표적 유전자의 발현을 억제하거나 촉진하는 유전자를 포함하는 유전자 구조체가 형질도입된 재조합 약독화 살모넬라 균주.6. Recombinant attenuation transduced with a gene construct comprising a gene encoding a foreign protein operably linked to the anticancer attenuated Salmonella strain of any one of claims 1 to 5 or a gene for inhibiting or promoting expression of a target gene. Salmonella strain.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20240013956A (en) 2022-07-21 2024-01-31 충남대학교산학협력단 Recombinant Expression Vector for Secretion of Conantokin-G and Attenuated Salmonella Transformed Therewith
KR20240013955A (en) 2022-07-21 2024-01-31 충남대학교산학협력단 Recombinant Expression Vector for Secretion of Melittin and Attenuated Salmonella Transformed Therewith
WO2024025315A1 (en) * 2022-07-25 2024-02-01 충남대학교 산학협력단 Recombinant expression vector for vc1 secretion, and attenuated salmonella strain transformed therewith

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240013956A (en) 2022-07-21 2024-01-31 충남대학교산학협력단 Recombinant Expression Vector for Secretion of Conantokin-G and Attenuated Salmonella Transformed Therewith
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