KR20210155932A - Method for screening therapeutic agents for muscle diseases using the mutual coupling of Nogo-A and Pilamine-C - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for screening a therapeutic agent for muscle diseases using mutual coupling of Nogo-A and filamin-C, and specifically, to a method for predicting prognosis and screening a therapeutic agent for muscle diseases caused by muscle loss and muscle damage using the mutual coupling of Nogo-A and filamin-C by confirming that a level of Nogo-A increases at the time of muscle differentiation and the mutual coupling of Nogo-A and filamin-C is a major mechanism for muscle differentiation.

Description

Nogo-A 및 필라민-C의 상호 결합을 이용한 근육질환의 치료제 스크리닝 방법{Method for screening therapeutic agents for muscle diseases using the mutual coupling of Nogo-A and Pilamine-C}Method for screening therapeutic agents for muscle diseases using the mutual coupling of Nogo-A and Pilamine-C

본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C의 상호 결합을 이용한 근육질환의 치료제 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a screening method for a therapeutic agent for a muscle disease using the mutual binding of Nogo-A and pilamine-C.

골격근은 총 신체 조직의 40%를 구성하며, 신체 대사, 호흡, 자세 및 신체 운동에 주요한 역할을 한다. 근육 섬유는 반복적인 수축과 이완을 통해 움직이는 수축 단위를 구성하는 다핵 근육 세포이다. 근육의 물리적인 성능은 운동 단위의 손실, 근육 섬유 위축, 허혈, 열스트레스 및 감소된 신경 근육 활성화와 같은 생리적 변화에 영향을 받는다.Skeletal muscle makes up 40% of the total body tissue and plays a major role in body metabolism, respiration, posture, and body movement. Muscle fibers are multinucleated muscle cells that make up contractile units that move through repeated contraction and relaxation. The physical performance of muscles is affected by physiological changes such as loss of motor units, muscle fiber atrophy, ischemia, heat stress, and reduced neuromuscular activation.

근이영양증(Muscular dystrophy)은 염증을 통해 근육 섬유의 약화 및 손상뿐만 아니라 근육 재생의 결함으로 근육 섬유 기능에 장애가 나타나는 질환인다. 특히, DMD(Duchenne muscular dystrophy)은 abrogated dystrophin유전자와 관련된 근육 질환이며, dystrophin의 손상이 증가하여 전-염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines), 미토콘드리아 기능 장애 및 위성 세포의 손상이 증가하는 것과 관련된 근육 손상으로 발병한다.Muscular dystrophy (Muscular dystrophy) is a disease in which muscle fiber function is impaired due to a defect in muscle regeneration as well as weakening and damage of muscle fibers through inflammation. In particular, Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a muscle disease related to the abrogated dystrophin gene, and increased damage to dystrophin is associated with increased damage to pro-inflammatory cytokines, mitochondrial dysfunction and satellite cells. caused by damage

손상된 근육은 기능적 구조를 회복하기 위해 근육을 재생한다. 근육의 재생 과정은 배아 발생 동안 나타나는 근육 발달과 유사하다. 근육 손상시에 위성 세포는 근아세포로 변환되고, 최종적으로 근육발달 과정을 통해 근육 섬유로 분화한다. 근육 발생은 위성 세포의 근아세포 변환, 융합능 근아세포로 분화 및 근아세포의 다핵 근관 융합 등의 여러 단계를 포함한다. 이러한 과정은 MRF(myogenic regulatory factors), Myf5(myogenic factor-5), MyoD, 및 미오제닌(myogenin)에 의해 조절되며, 근육-특이적 유전자의 발현을 초래한다.The damaged muscle regenerates the muscle to restore its functional structure. The process of muscle regeneration is similar to the muscle development that occurs during embryonic development. Upon muscle injury, satellite cells are converted into myoblasts and finally differentiate into muscle fibers through the process of muscle development. Myogenesis involves several stages, including myoblast transformation of satellite cells, differentiation into confluent myoblasts, and multinuclear myotube fusion of myoblasts. This process is regulated by myogenic regulatory factors (MRF), myogenic factor-5 (Myf5), MyoD, and myogenin, resulting in the expression of muscle-specific genes.

RTN4(reticulon 4)로 알려진 신경 돌기 성장 억제제 Nogo는 RTN4 유전자에 의해 암호화되는 RTN 패밀리 중 하나이다. RTN4 cDNA는 3개의 그룹에 의해 독립적으로 클로닝 되어 있고, 대체 스프라이싱 또는 독특한 프로모터의 작동으로 의해 Nogo-A, Nogo-B, 및 Nogo-C로 불리는 3개의 Nogo 이소형을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 모든 이소형은 통상적인 분비 신호 펩티드가 없는 공통의 C-말단 영역을 포함하되, Nogo-66이라는 66개의 친수성 아미노산 영역에 인접한 2개의 소수성 막 횡단 도메인을 갖는다. Nogo는 주로 소포체(endoplasmic reticulum, ER)에 국한된 레티큘(reticulon) 단백질이지만, Nogo는 세포 표면에서도 관찰된다. Nogo-A는 가장 긴 이소형이며, 중추 신경계(central nervous system, CNS)에서 강력한 억제제로 작용한다. Nogo-C는 다른 두 이송형보다 짧은 N-말단을 가지고 있지만, 3가지 모두 동일한 N-말단을 가진다.The neurite growth inhibitor Nogo, also known as reticulon 4 (RTN4), is one of the RTN families encoded by the RTN4 gene. RTN4 cDNA has been independently cloned by three groups and has been shown to generate three Nogo isoforms, called Nogo-A, Nogo-B, and Nogo-C, by alternative splicing or operation of a unique promoter. All isoforms contain a common C-terminal region devoid of the conventional secretory signal peptide, but have two hydrophobic transmembrane domains flanked by a 66 hydrophilic amino acid region called Nogo-66. Nogo is a reticulon protein that is mainly localized in the endoplasmic reticulum (ER), but Nogo is also observed on the cell surface. Nogo-A is the longest isoform and acts as a potent inhibitor in the central nervous system (CNS). Nogo-C has a shorter N-terminus than the other two transport types, but all three have the same N-terminus.

Nogo-A는 뇌, 척수, 눈 및 골격근에서 발현되며, Nogo-A의 기능은 신경 돌기 성장 억제제로 알려져 있다. 세포 표면의 Nogo-A는 수용체 NgR1, S1PR2(sphingosine-1-phosphate receptor-2), 및 MAG(myelin-associated glycoprotein)를 통해 작동한다. Nogo 이소형들 사이에서 공통인 C-말단 서열인 Nogo-66 영역은 NgR1에 결합하고, ROCK(Rho/Rho-associated kinase) 신호 경로를 통해 신경 돌기 선장에 대한 억제 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.Nogo-A is expressed in the brain, spinal cord, eye and skeletal muscle, and the function of Nogo-A is known as a neurite growth inhibitor. Cell surface Nogo-A acts through receptors NgR1, sphingosine-1-phosphate receptor-2 (S1PR2), and myelin-associated glycoprotein (MAG). The Nogo-66 region, which is a common C-terminal sequence among Nogo isoforms, is known to bind to NgR1 and exert an inhibitory effect on neurite glands through the Rho/Rho-associated kinase (ROCK) signaling pathway.

근 위축성 측삭 경화증(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)은 뇌 및 척수에서 운동 뉴런의 악화로 이어지는 심각한 신경 퇴행성 장애이다. ALS 환자의 골격근에서 Nogo-A의 발현이 증가되는 현상은 ALS의 병태 생리학에 Nogo-A가 관여한다는 것을 시사한다. Nogo-C는 골격근에서 우세한 이성질체로 확인되며, Nogo-C가 심근경색시 심근 세포의 세포 자살 유도제일 수 있다고 보고되었다. 그러나 근육 재생 및 근육 발생과 관련하여 Nogo-A의 활성 메커니즘에 대해선 지속적인 연구가 필요한 상태이다.Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a serious neurodegenerative disorder that leads to deterioration of motor neurons in the brain and spinal cord. The increased expression of Nogo-A in the skeletal muscle of ALS patients suggests that Nogo-A is involved in the pathophysiology of ALS. Nogo-C is identified as the predominant isomer in skeletal muscle, and it has been reported that Nogo-C may be an apoptosis inducer of myocardial cells during myocardial infarction. However, continuous research is needed on the activation mechanism of Nogo-A in relation to muscle regeneration and muscle development.

한국공개특허공보 제10-2016-0076312호Korean Patent Publication No. 10-2016-0076312

본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C의 상호 결합을 이용한 근육 질환의 치료제 스크리닝 방법에 관한 것으로, 구체적으로 근육이 분화되는 시기에 Nogo-A의 수준이 증가하고, Nogo-A가 필라민-C와 상호 결합하는 것이 근육 분화에 주요한 기작임을 확인함으로써, Nogo-A 및 필라민-C의 상호 결합을 이용하여 근육 손실 및 근육 손상으로 발병되는 근육 질환에 대한 예후예측 및 치료제 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method for screening a therapeutic agent for a muscle disease using the mutual binding of Nogo-A and pilamine-C. Specifically, the level of Nogo-A is increased at the time of muscle differentiation, and Nogo-A is pilamine- By confirming that cross-binding with C is a major mechanism for muscle differentiation, using the mutual binding of Nogo-A and pilamine-C to provide a prognostic prediction and therapeutic agent screening method for muscle diseases caused by muscle loss and muscle damage will be.

본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제제를 포함하는 근육 질환에 대한 예후예측용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for predicting prognosis for muscle disease, comprising a formulation measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C.

또한, 본 발명은 환자에서 분리된 근육 조직에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 단계를 포함하는 근육 질환 환자의 예후 예측을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an information providing method for predicting the prognosis of a patient with a muscle disease, comprising the step of measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C in muscle tissue isolated from the patient.

또한, 본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제제를 포함하는 근육 질환에 대한 치료제 스크리닝용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for screening a therapeutic agent for a muscle disease, comprising an agent for measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C.

또한, 본 발명은 근육 조직에서 분리된 생물학적 시료에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제1단계; 및 시험물질을 처리한 후 상기 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합이 시험물질을 처리하지 않은 생물학적 시료에 비해 증가하면 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제로 판단하는 제2단계;를 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a first step of measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C (Filamin-C) in a biological sample isolated from muscle tissue; And when the cross-binding between Nogo-A and Filamine-C (Filamin-C) increases after treatment with the test substance compared to the biological sample that is not treated with the test substance, the second judged as a preventive or therapeutic agent for muscle disease It provides a screening method of an agent for the prevention or treatment of muscle disease, including the step.

또한, 본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합 촉진제를 유효성분으로 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of muscle diseases, comprising a mutual binding promoter between Nogo-A and Filamin-C as an active ingredient.

본 발명에 따르면, 근육이 분화되는 시기에 Nogo-A의 수준이 증가하고, Nogo-A가 필라민-C와 상호 결합하는 것이 근육 분화에 주요한 기작임을 확인함으로써, Nogo-A 및 필라민-C의 상호 결합을 이용하여 근육 손실 및 근육 손상으로 발병되는 근육 질환에 대한 예후예측 및 치료제 스크리닝 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, the level of Nogo-A increases at the time of muscle differentiation, and by confirming that the mutual binding of Nogo-A with pilamine-C is the main mechanism for muscle differentiation, Nogo-A and pilamine-C It is possible to provide a prognostic prediction and therapeutic agent screening method for muscle diseases caused by muscle loss and muscle damage by using the mutual coupling of

도 1은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)의 상호작용을 통한 근육 분화 모델을 나타내는 그림이다.
도 2는 8주령 마우스에서 분리된 비복근(gastrocnemius muscles)을 절편화하고, Nogo-A(초록) 및 MYH2(빨강)을 염색한 사진이다. 스케일바는 100 μm이다.
도 3은 성장 조건의 C2C12 근아세포에서 Nogo-A(빨강) 및 칼넥신(ER 단백질, 녹색)을 염색한 사진이다. 스케일바는 10 μm이다.
도 4는 분화 조건의 C2C12 근아세포에서 Nogo-A(빨강) 및 데스민(근육 특이적, III형 중간 필라멘트, 녹색)을 염색한 사진이다. 스케일바는 10 μm이다.
도 5는 분화된 C2C12 근아세포에서 배양 0일, 2일 및 4일 동안의 Nogo-A 관련 분자의 상대적인 발현 수준을 측정한 그래프이다.
도 6은 노텍신(notexin) 손상하고 3일 또는 2주 경과되었을 때의 분화된 C2C12 근아세포에서 Nogo-A 관련 분자의 상대적인 발현 수준을 측정한 그래프이다.
도 7은 C2C12 근아세포에서 si-Nogo-A로 Nogo-A 유전자를 침묵하고, 3일 동안 성장 조건(GM) 및 성숙 조건(DM)에서 배양하였을 때의 Nogo-A 관련 분자의 상대적인 발현 수준을 측정한 그래프이다.
도 8은 성장 조건(GM) 및 성숙 조건(DM)의 C2C12 근아세포에서 필라민-C(Filamin-C) 및 Nogo-A 특이적 항체를 이용한 면역 블롯(Immunoblot) 분석의 결과를 나타내는 사진이다.
도 9는 성장 조건(GM) 및 성숙 조건(DM)의 C2C12 근아세포에서 필라민-C(Filamin-C) 및 Nogo-A 특이적 항체를 이용한 면역 블롯(Immunoblot) 분석의 결과의 강도를 소프트웨어를 이용하여 정량화한 그래프이다.
1 is a diagram showing a muscle differentiation model through the interaction of Nogo-A and filamine-C (Filamin-C).
Figure 2 is a photograph of sectioning gastrocnemius muscles isolated from an 8-week-old mouse, and staining Nogo-A (green) and MYH2 (red). Scale bar is 100 μm.
3 is a photograph of Nogo-A (red) and Calnexin (ER protein, green) stained in C2C12 myoblasts under growth conditions. Scale bar is 10 μm.
4 is a photograph of Nogo-A (red) and desmin (muscle-specific, type III intermediate filaments, green) stained in C2C12 myoblasts under differentiation conditions. Scale bar is 10 μm.
5 is a graph measuring the relative expression levels of Nogo-A related molecules in differentiated C2C12 myoblasts during culture days 0, 2, and 4;
6 is a graph measuring the relative expression level of Nogo-A related molecules in differentiated C2C12 myoblasts 3 days or 2 weeks after notexin damage.
7 shows the relative expression levels of Nogo-A related molecules when the Nogo-A gene is silenced with si-Nogo-A in C2C12 myoblasts and cultured in growth conditions (GM) and maturation conditions (DM) for 3 days. This is the measured graph.
8 is a photograph showing the results of immunoblot analysis using C2C12 myoblasts under growth conditions (GM) and maturation conditions (DM) using Filamin-C and Nogo-A specific antibodies.
Figure 9 shows the intensity of the results of immunoblot analysis using Filamin-C and Nogo-A specific antibodies in C2C12 myoblasts in growth condition (GM) and maturation condition (DM) using software. It is a graph quantified using

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.Numerical ranges are inclusive of the values defined in that range. Every maximum numerical limitation given throughout this specification includes all lower numerical limitations as if the lower numerical limitation were expressly written. Every minimum numerical limitation given throughout this specification includes all higher numerical limitations as if the higher numerical limitation were expressly written. All numerical limitations given throughout this specification will include all numerical ranges that are better within the broader numerical limits, as if the narrower numerical limitations were expressly written.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명자들은 유전자, 급성 및 만성 근육 손상을 포함하는 병리학적 조건에서 Nogo-A가 증가하는 현상을 확인하였고, Nogo-A의 발현 변화가 근육의 상태 변화에 관련이 있음을 연구하였다. 또한, 병리학적 과정 동안 근육에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)의 상호작용의 증가가 근육의 재생과 관련이 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present inventors confirmed the phenomenon of increasing Nogo-A in pathological conditions including genetic, acute and chronic muscle damage, and studied that changes in Nogo-A expression are related to changes in muscle status. In addition, the present invention was completed by confirming that the increase in the interaction of Nogo-A and Filamin-C in the muscle during the pathological process is related to the regeneration of the muscle.

상기 Nogo-A는 Nogo-결핍 마우스에서 척추 손상 후 축삭 재생이 개선되는 현상을 통해 RhoA/ROCK 신호 경로를 통해 중추 신경계(central nervous system, CNS)에서 축삭 재생 및 신경 돌기 성장의 억제제로 알려졌다. Nogo-A는 근 위축성 측삭 경화증(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS) 환자의 근육에서 발현이 높게 나타나는 것을 통하여 질병의 마커로 작용할 수 있다고 공지되었다. 본 발명은 Nogo-A가 근육 재생 및 근육 항상성을 유지하는 데에 주요한 역할을 함을 확인하였다.The Nogo-A was known as an inhibitor of axonal regeneration and neurite growth in the central nervous system (CNS) through the RhoA/ROCK signaling pathway through the phenomenon of improved axonal regeneration after spinal injury in Nogo-deficient mice. It is known that Nogo-A can act as a disease marker through its high expression in the muscles of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The present invention confirmed that Nogo-A plays a major role in muscle regeneration and maintenance of muscle homeostasis.

근육 재생 과정은 근육 인자로 조절되며, 근육 세포와 위성 세포로 구성되는 생물학적 재생 단위를 형성한다. 근육 재생은 위성 세포의 활성화를 시작으로 근관 형성을 초래한다. 이 과정에서 Pax7, MyoD, 및 미오제닌(myogenin)을 포함하는 다양한 근육 인자의 연속적인 발현을 거친다.The muscle regeneration process is regulated by muscle factors and forms biological regenerative units composed of muscle cells and satellite cells. Muscle regeneration initiates the activation of satellite cells and results in the formation of myotubes. In this process, it undergoes continuous expression of various muscle factors including Pax7, MyoD, and myogenin.

본 발명은 근육 발생 과정에서 세포 골격(cytoskeleton)에 Nogo-A가 증가하고, IP-MS(Immunoprecipitation-Mass Spectrometry) 분석을 통하여 근육 발생 과정 동안 Nogo-A와 상호작용하는 후보 물질들을 하기 표 1과 같은 선별하였다.In the present invention, Nogo-A increases in the cytoskeleton in the process of muscle development, and candidate substances that interact with Nogo-A during the process of muscle development through IP-MS (Immunoprecipitation-Mass Spectrometry) analysis are shown in Table 1 below. same selection.

Figure pat00001
Figure pat00001

근육 분화 과정 동안 필라민-C(Filamin-C)의 수준이 증가하고, 필라민-C(Filamin-C)가 세포 골격에 위치하며, Nogo-A와 상호작용하는 것으로 나타났다. 또한, Nogo-A의 발현을 억제하자 필라민-C(Filamin-C)의 발현이 감소하는 것으로 나타났다. During the muscle differentiation process, the level of Filamin-C increases, and Filamin-C is localized in the cytoskeleton and interacts with Nogo-A. In addition, when the expression of Nogo-A was suppressed, it was shown that the expression of filamine-C (Filamin-C) was decreased.

상기 필라민-C(Filamin-C)는 근육 특이적 피라민으로, 액틴 결합 단백질 그룹이고, 사르코글리칸과 같은 막 관통 단백질과 상호작용한다. 상기 필라민-C(Filamin-C)는 세포 운동성을 유도하는 ILK-매개 신호 절달에서 빈쿨린(vinculin) 및 F-액틴(F-actin)과 상호작용하는 것으로 알려졌다.The filamin-C is a muscle-specific pyramine, which is a group of actin-binding proteins and interacts with transmembrane proteins such as sarcoglycans. The filamin-C is known to interact with vinculin and F-actin in ILK-mediated signal transduction that induces cell motility.

본 발명에서는 C2C12 근아세포가 분화하는 동안 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)의 수준이 증가하고, Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합이 증가하는 것을 확인하였다. In the present invention, it was confirmed that the level of Nogo-A and Filamin-C (Filamin-C) increased during differentiation of C2C12 myoblasts, and the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C (Filamin-C) was increased. did

세포 골격은 근육 발생을 완성하는 중추적인 과정이다. Nogo-A와 상호작용하는 단백질을 분석한 결과, Nogo-A가 MYL을 통해 세포 운동성 및 세포 골격 조직에서 주요한 역할을 함을 확인하였다. 특히, 근육 발생 동안 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합이 증가하는 것은 Nogo-A가 세포 골격 재배열에 참여함으로써 근육 발생에 관연한다는 것을 시사한다.The cytoskeleton is a pivotal process in completing muscle development. As a result of analyzing the protein interacting with Nogo-A, it was confirmed that Nogo-A plays a major role in cell motility and cytoskeletal tissue through MYL. In particular, the increased mutual binding between Nogo-A and Filamin-C during myogenesis suggests that Nogo-A is involved in myogenesis by participating in cytoskeletal rearrangement.

본 발명은 Nogo가 근육 세포 분화에 관여함으로써, 근육 항상성을 유지하는 중추적인 역할을 함을 시사한다. 또한, 본 발명은 손상에 따른 근육 재생은 Nogo-A가 필라민-C(Filamin-C)와의 상호 결합의 증가로 근육 재생을 유도한다는 것을 시사한다.The present invention suggests that Nogo plays a central role in maintaining muscle homeostasis by participating in muscle cell differentiation. In addition, the present invention suggests that muscle regeneration according to injury induces muscle regeneration by increasing the interaction between Nogo-A and Filamine-C.

본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제제를 포함하는 근육 질환에 대한 예후예측용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for predicting prognosis for muscle disease, comprising a formulation measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C.

상기 근육 질환은 근 위축증, 근이영양증(muscular dystrophy), 근육 퇴화증, 디스트로핀병증(dystrophinopathy), 근육병증(myopathy), 근감소증(sacopenia) 및 샤리코 마리 투스 (Charcot Marie Tooth, CMT) 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The muscle disease is muscular dystrophy, muscular dystrophy, muscular dystrophy, dystrophinopathy, myopathy, sacopenia and Charcot Marie Tooth (CMT) from the group consisting of It may be one or more selected.

상기 상호결합 수준을 측정할 수 있는 제제는 Nogo-A 또는 필라민-C(Filamin-C)에 특이적으로 결합하는 항체, 펩타이드, 앱타머 또는 화합물과 상기 항체, 펩타이드, 앱타머 또는 화합물에 결합된 형광 물질로 구성된다.The agent capable of measuring the level of cross-binding is an antibody, peptide, aptamer or compound that specifically binds to Nogo-A or Filamin-C, and the antibody, peptide, aptamer or compound binds made of a fluorescent material.

또한, 본 발명은 환자에서 분리된 근육 조직에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 단계를 포함하는 근육 질환 환자의 예후 예측을 위한 정보 제공 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제제를 포함하는 근육 질환에 대한 치료제 스크리닝용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides an information providing method for predicting the prognosis of a patient with a muscle disease, comprising the step of measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C in muscle tissue isolated from the patient. In addition, the present invention provides a composition for screening a therapeutic agent for a muscle disease, comprising an agent for measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C.

또한, 본 발명은 근육 조직에서 분리된 생물학적 시료에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제1단계; 및 시험물질을 처리한 후 상기 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합이 시험물질을 처리하지 않은 생물학적 시료에 비해 증가하면 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제로 판단하는 제2단계;를 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a first step of measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C (Filamin-C) in a biological sample isolated from muscle tissue; And when the cross-binding between Nogo-A and Filamine-C (Filamin-C) increases after treatment with the test substance compared to the biological sample that is not treated with the test substance, the second judged as a preventive or therapeutic agent for muscle disease It provides a screening method of an agent for the prevention or treatment of muscle disease, including the step.

또한, 본 발명은 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합 촉진제를 유효성분으로 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of muscle diseases, comprising a mutual binding promoter between Nogo-A and Filamin-C as an active ingredient.

상기 약학적 조성물은 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 및 카타플라스마제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 외용제 형태로 제형화될 수 있다.The pharmaceutical composition may be formulated in the form of one or more external preparations selected from the group consisting of creams, gels, patches, sprays, ointments, warning agents, lotions, liniments, pastas, and cataplasmas.

본 발명의 약학적 조성물은 제형화를 위해 추가로 있는 약학적으로 허용가능한 담체 및 희석제를 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용가능한 담체 및 희석제는 전분, 당, 및 만니톨과 같은 부형제, 칼슘 포스페이트 등과 같은 충전제 및 증량제, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스 유도체, 젤라틴, 알긴산염, 및 폴리비닐 피롤리돈 등과 같은 결합제, 활석, 스테아린산 칼슘, 수소화 피마자유 및 폴리에틸렌 글리콜과 같은 윤활제, 포비돈, 크로스포비돈과 같은 붕해제, 폴리소르베이트, 세틸알코올, 및 글리세롤 등과 같은 계면활성제를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 약학적으로 허용가능한 담체 및 희석제는 대상체에게 생물학적 및 생리학적으로 친화적인 것일 수 있다. 희석제의 예로는 염수, 수용성 완충액, 용매 및/또는 분산제(dispersion media)를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pharmaceutical composition of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable carrier and diluent for formulation. The pharmaceutically acceptable carriers and diluents include starch, sugar, and excipients such as mannitol, fillers and extenders such as calcium phosphate, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, gelatin, alginate, and polyvinyl blood. binders such as rolidone, lubricants such as talc, calcium stearate, hydrogenated castor oil and polyethylene glycol, disintegrants such as povidone and crospovidone, surfactants such as polysorbates, cetyl alcohol, and glycerol does not The pharmaceutically acceptable carrier and diluent may be biologically and physiologically compatible with the subject. Examples of diluents include, but are not limited to, saline, aqueous buffers, solvents, and/or dispersion media.

본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여된다. 또한 본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 대상체의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally (eg, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically) according to a desired method, and is preferably administered orally. In addition, the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention varies depending on the subject's body weight, age, sex, health status, diet, administration time, administration method, excretion rate and severity of disease, but is not limited thereto.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실험예 및 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실험예 및 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실험예 및 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실험예 및 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, experimental examples and examples will be described in detail to help the understanding of the present invention. However, the following experimental examples and examples are only to illustrate the content of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the following experimental examples and examples. Experimental examples and examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

<실험예> 실험 재료 및 방법<Experimental example> Experimental material and method

하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.The following experimental examples are intended to provide experimental examples commonly applied to each embodiment according to the present invention.

1. 조직 샘플1. Tissue Samples

본 실험의 샘플들은 이전 연구와 동일하게 제조되었다. 근육 조직은 16 시간 동안 PBS에서 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde)에 고정하고, 이어서 각각 6 시간 및 16 시간 동안 단계마다 30% 및 35% 자당 PBS 용액에 처리하였다. 이어서 근육을 OCT(optimal cutting temperature compound, Leica)로 block하고 -70℃에 보관하고, Leica cryostat로 4-5 μm 슬라이드로 절단하고, 30분 동안 상온에서 건조하였다. 준비된 절편은 -70℃에서 보관하였다.The samples of this experiment were prepared in the same way as in the previous study. Muscle tissue was fixed in 4% paraformaldehyde in PBS for 16 hours, and then treated with 30% and 35% sucrose PBS solutions for each step for 6 hours and 16 hours, respectively. Then, the muscle was blocked with OCT (optimal cutting temperature compound, Leica), stored at -70°C, cut into 4-5 μm slides with a Leica cryostat, and dried at room temperature for 30 minutes. The prepared sections were stored at -70°C.

2. 근육 조직의 면역 형광 염색2. Immunofluorescence Staining of Muscle Tissue

준비된 절편을 PBS에서 수화하고, 10mM 구연산 완충액(citric acid buffer, pH 6.0)으로 끓여서 항원을 벗기고, 상온에서 30분 동안 냉각시키고, PBS로 세척하고, 5 분 동안 0.1% 트리톤-X(Triton-X)이 첨가된 PBS에 희석하였다. 이어서 절편을 PBS에 5% 당나귀 혈청으로 1 시간동안 block하고, 4℃에서 반나절 동안 차단 완충용액에서 1차 항체와 혼합하여 배양하였다. 이후 PBS로 세척하고, 형광-이차 항체를 상온에서 1 시간 동안 처리하였다. PBS로 세척하고, DAPI(Cell signaling)이 함유된 antifade mounting 용액을 절편 또는 세포에 처리하고, 공초점 레이저 스캐닝 현미경(confocal laser scanning microscope, Carl Zeiss)을 이용하여 이미지화 하였다. 제조사에서 제공하는 ZEN 2.1 라이트 소프트웨어를 사용하여 이미지를 분석하였다.Prepared sections were hydrated in PBS, boiled with 10 mM citric acid buffer (pH 6.0) to remove antigen, cooled at room temperature for 30 minutes, washed with PBS, and 0.1% Triton-X (Triton-X) for 5 minutes ) was diluted in PBS. Then, the sections were blocked with 5% donkey serum in PBS for 1 hour, and mixed with the primary antibody in blocking buffer for half a day at 4°C and incubated. After washing with PBS, the fluorescent-secondary antibody was treated at room temperature for 1 hour. After washing with PBS, the sections or cells were treated with an antifade mounting solution containing DAPI (cell signaling), and imaged using a confocal laser scanning microscope (Carl Zeiss). Images were analyzed using the ZEN 2.1 Lite software provided by the manufacturer.

3. 세포 배양 및 분화3. Cell Culture and Differentiation

불멸 마우스 근아세포주인 C2C12 근아세포는 37℃, 5% CO2 가습 조건에서 10% FBS(fetal bovine serum) 및 항체(페니실린 및 스트렙토마이신 100 U/mL)가 보충된 DMEM 배지(Dulbecco's modified Eagle's medium)에 배양하였다. 근관세포(myotube) 분화를 유도하기 위해, 세포를 PBS로 세척하고 2% 말 혈청(horse serum)과 100 U/mL 페니실린 및 스트렙토마이신을 포함하는 DMEM 배지에 3일 동안 배양하였다. C2C12 myoblasts, an immortal mouse myoblast cell line, were prepared in DMEM medium (Dulbecco's modified Eagle's medium) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and antibodies (penicillin and streptomycin 100 U/mL) at 37°C and 5% CO 2 humidified condition. incubated in To induce myotube differentiation, cells were washed with PBS and cultured in DMEM medium containing 2% horse serum and 100 U/mL penicillin and streptomycin for 3 days.

4. 세포의 면역 형광 염색4. Immunofluorescence Staining of Cells

배양된 세포에서 배지를 제거하고, PBS로 세척하고, 10분 동안 4% 파라프롬알데히드(paraformaldehyde)로 고정하였다. Permeabilization를 위해 세포를 차가운 메탄올에 10분 동안 배양하고, PBS로 세척하였다. 세포를 5% 당나귀 혈청(donkey serum)을 사용하여 block하고, 1차 항체가 혼합된 block 용액에 희석하고 4℃에서 반나절 동안 배양하였다. 형광-컨쥬게이션이 있는 이차 항체와 혼합하고, 1 시간 동안 처리하였다. 커버 슬립을 DAPI를 포함하는 antifade mounting 용액에 처리하고, 공초점 레이저 스캐닝 현미경(confocal laser scanning microscope, Carl Zeiss)을 이용하여 이미지화 하였다. 제조사에서 제공하는 ZEN 2.1 라이트 소프트웨어를 사용하여 이미지를 분석하였다.The medium was removed from the cultured cells, washed with PBS, and fixed with 4% paraformaldehyde for 10 minutes. For permeabilization, cells were incubated in cold methanol for 10 min and washed with PBS. The cells were blocked using 5% donkey serum, diluted in a block solution mixed with the primary antibody, and incubated at 4°C for half a day. Mixed with fluorescent-conjugated secondary antibody and incubated for 1 hour. The coverslips were treated with an antifade mounting solution containing DAPI and imaged using a confocal laser scanning microscope (Carl Zeiss). Images were analyzed using the ZEN 2.1 Lite software provided by the manufacturer.

5. 면역형광 이미지 분석5. Immunofluorescence Image Analysis

염색된 세포 및 근육을 공초점 레이저 스캐닝 현미경 LSM700(confocal laser scanning microscope, Carl Zeiss)으로 촬영하였다. 각 슬라이드에서 100x, 200x 또는 400x 배율로 겹치지 않게 5개의 이미지를 얻었다. 핀홀(Pinhole) 크기, 이미지 해상도, 색상 깊이, 스캔 속도 및 평균(이미지당 스캔 횟수)은 모든 실험에서 동일하게 설정하였다. Zen 2.1 lite (Carl Zeiss)를 이용하여 이미지 조정 및 분석하였다. 각 영역에 대한 근관세포(myotube)내 통합된 핵의 수 및 총 핵의 수를 수치화하였다. 융합 수준은 근관세포(myotube)내 통합된 핵의 백분율로 계산되었다.Stained cells and muscles were photographed with a confocal laser scanning microscope (LSM700, Carl Zeiss). Five non-overlapping images were obtained from each slide at 100x, 200x or 400x magnification. Pinhole size, image resolution, color depth, scan speed, and average (number of scans per image) were set the same in all experiments. Images were adjusted and analyzed using Zen 2.1 lite (Carl Zeiss). The number of integrated nuclei and the total number of nuclei in myotube for each region were quantified. The level of fusion was calculated as the percentage of integrated nuclei in myotubes.

6. 시료 전처리 및 LC-MS/MS 분석6. Sample preparation and LC-MS/MS analysis

성장 조건(GM) 및 성숙 조건(DM)의 세포 용해액 및 IP 단백질 농도는 BCA 분석(Pierce)에 의해 결정되었다. 단백질은 56℃에서 10 mM DTT로 환원하고, 상온 암조건에서 50 mM IAA로 알킬화하였다. 그 후, 단백질을 100 mM AMBIC로 희석하고, 1 : 50의 효소 : 단백질 비율로 트립신(Promega)을 추가하고, 37℃에서 반나절 배양하였다. 소화 후, 샘플을 10% TFA로 산성화하고, tC18 플레이트에 탈염시켰다. tC18 플레이트는 0.1% TFA, 80% ACN으로 활성화하고, 0.1% TFA로 평형화하였다. 트립틱화 펩타이드를 프레이트에 적재하고, 0.1% TFA로 3회 세척하였다. 펩타이드를 0.1% TFA, 80% ACN으로 용추하고, 진공 원심분리에 의해 동결건조하였다.Cell lysate and IP protein concentrations in growth conditions (GM) and maturation conditions (DM) were determined by BCA assay (Pierce). The protein was reduced with 10 mM DTT at 56° C. and alkylated with 50 mM IAA at room temperature in the dark. Thereafter, the protein was diluted with 100 mM AMBIC, trypsin (Promega) was added at an enzyme:protein ratio of 1:50, and cultured at 37°C for half a day. After digestion, samples were acidified with 10% TFA and desalted on tC18 plates. tC18 plates were activated with 0.1% TFA, 80% ACN and equilibrated with 0.1% TFA. The trypticized peptide was loaded onto the plate and washed 3 times with 0.1% TFA. Peptides were eluted with 0.1% TFA, 80% ACN and lyophilized by vacuum centrifugation.

약 1 μg의 펩타이드를 EASY-SprayTM LC 컬럼(PepMapTM RSLC C18, 2 μm, 100Å, 50 μm x 15 cm)에 로딩하고, 40분 동안 유기 구배(5-40% B, A = 0.1% FA, B = 0.1% FA 함유 ACN)를 사용하여 Q-Exactive PLUS 질량 분석기(Thermo Scientific)로 구배 용출하였다. 전기 분무 전압(electrospray voltage)은 2.2 kV로 설정하였다. Q-Exactive PLUS 질량분석기는 각 MS 스캔(AGC 타겟 = 3E6, 최대 충진 시간 = 100 ms, 및 해상도 = 70 K)에서 최대 20개 전구체가 데이터 종속 모드로 작동하도록 프로그래밍되었고, HCD(higher-energy collisional dissociation)로 설정(분리 = 1.7 Da, 표준화 충돌 에너지 = 27%, 해상도 = 7.5 K, AGC 타겟 = 1E5, 최대 주입 = 50 ms, 및 강도 임계값 = 1.6E5)되었다. 동적 제외는 반복 카운트 1과 제외 기간 30초로 설정하였다.About 1 μg of peptide was loaded onto an EASY-Spray™ LC column (PepMap™ RSLC C18, 2 μm, 100 Å, 50 μm x 15 cm) and organic gradient (5-40% B, A = 0.1% FA, B) for 40 min. = ACN containing 0.1% FA) was used for gradient elution with a Q-Exactive PLUS mass spectrometer (Thermo Scientific). The electrospray voltage was set to 2.2 kV. The Q-Exactive PLUS mass spectrometer was programmed to operate in data-dependent mode with up to 20 precursors in each MS scan (AGC target = 3E6, maximum fill time = 100 ms, and resolution = 70 K), and high-energy collisional (HCD) dissociation) (separation = 1.7 Da, normalized collision energy = 27%, resolution = 7.5 K, AGC target = 1E5, maximum injection = 50 ms, and intensity threshold = 1.6E5). Dynamic exclusion was set with a repeat count of 1 and an exclusion period of 30 seconds.

7. 질량 분석 데이터 처리7. Mass Spectrometry Data Processing

Q-Exactive PLUS 질량 분석기의 네이티브 RAW 데이터 파일은 Proteome Discoverer v3.0을 사용하여 처리되었다. 모든 데이터는 SWISSPROT 데이터베이스에서 수집된 forward-reverse 마우스 데이터베이스에 대해 검색되었다. 동위원소 제거 HCD 스펙트럼의 경우, 전구체 질량 공차는 10 ppm으로 설정하고, MS/MS 파펀 이온 공차는 0.02 Da로 설정하였다. 검색 매개 변수는 최대 2개의 누락된 분열, Cys의 고정 carbamidomethylation(C, +57 Da) 및 Met의 가변 산화(M, +16 Da)가 있는 트립신 특이성을 포함한다. 보고된 펩타이드 서열은 1% FDR에 기초하여 여과되었다.Native RAW data files of the Q-Exactive PLUS mass spectrometer were processed using Proteome Discoverer v3.0. All data were retrieved against a forward-reverse mouse database collected from the SWISSPROT database. For isotopically removed HCD spectra, the precursor mass tolerance was set at 10 ppm and the MS/MS papen ion tolerance was set at 0.02 Da. Search parameters include trypsin specificity with up to two missing cleavages, fixed carbamidomethylation of Cys (C, +57 Da) and variable oxidation of Met (M, +16 Da). Reported peptide sequences were filtered based on 1% FDR.

8. 통계 분석8. Statistical Analysis

대조군과 처리된 샘플 사이의 통계적 차이는 student's unpaired t-test (two-tailed)로 평가되었다. 모든 결과는 평균±표준편차(SEM)으로 표시되었다. P-값이 0.05 미만인 경우를 통계적 유의한 것으로 간주하였다.Statistical differences between control and treated samples were assessed by student's unpaired t-test (two-tailed). All results were expressed as mean±standard deviation (SEM). A case with a P-value of less than 0.05 was considered statistically significant.

실시예 1. 근육 형성에서 Nogo-A의 세포 국소화Example 1. Cellular localization of Nogo-A in muscle formation

완전히 발달된 골격근에서 Nogo-A는 골격근 섬유의 구조적 및 기능적 특성에 관여하는 MYH2와 공동 염색을 통해 마우스 비복근에서 측정된다. 도 2에 나타난 바와 같이, 성숙된 근육에서는 Nogo-A 및 MYH2이 공통으로 국소화되어 발현되는 것으로 나타났다. Nogo-A는 주로 소포체(endoplasmic reticulum, ER)에 상주하고, 희돌기교세포(oligodendrocyte)의 수용체에 결합하여 세포막의 신경 돌기 성장을 억제하는 것으로 알려졌다.In fully developed skeletal muscle, Nogo-A is measured in mouse gastrocnemius via co-staining with MYH2, which is involved in the structural and functional properties of skeletal muscle fibers. As shown in FIG. 2 , it was found that Nogo-A and MYH2 were commonly localized and expressed in mature muscle. Nogo-A is known to mainly reside in the endoplasmic reticulum (ER), bind to receptors on oligodendrocytes, and inhibit neurite growth of cell membranes.

근육 발생 동안 Nogo-A의 기능을 평가하기 위해서, 성장 또는 분화 상태의 근아세포에서 Nogo-A의 세포 내 위치는 ER의 위치를 나타내는 칼넥신(calnexin) 또는 세포 골격 국소화를 나타내는 데스민(desmin)과의 공동 염색을 통해 결정되었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 성장 상태 또는 분화 상태의 C2C12 근아세포에서 Nogo-A는 ER의 위치를 나타내는 칼넥신(calnexin)과 동일한 위치에 관찰되지 않았다. 반면, 도 4에 나타난 바와 같이, 성장 상태의 C2C12 근아세포에서는 데스민(desmin) 염색이 핵 주변으로 나타났지만, 분화 상태의 C2C12 근아세포에서는 데스민(desmin) 염색이 신장되는 세포 골격에 나타났고, Nogo-A 염색도 동일한 위치에 나타났다. 따라서 상기 결과는 근육 발생 동안 Nogo-A는 세포 골격 네트워크와 상호작용하는 것을 입증하였다.To evaluate the function of Nogo-A during myogenesis, the intracellular localization of Nogo-A in myoblasts in the growth or differentiation state was determined by calnexin indicating the localization of the ER or desmin indicating the cytoskeletal localization. was determined through co-staining with As shown in FIG. 3 , in C2C12 myoblasts in a growth state or a differentiated state, Nogo-A was not observed at the same position as calnexin indicating the position of the ER. On the other hand, as shown in FIG. 4, desmin staining appeared around the nucleus in C2C12 myoblasts in the growth state, but desmin staining in the C2C12 myoblasts in the differentiated state appeared in the elongated cytoskeleton. , Nogo-A staining also appeared at the same location. Thus, the above results demonstrated that Nogo-A interacts with the cytoskeletal network during myogenesis.

실시예 2. 근육 발생 동안 Nogo-A와 상호작용하는 분자의 수Example 2. Number of Molecules Interacting with Nogo-A During Muscle Development

근육 발생 동안 Nogo-A와 상호작용하는 분자를 분석하기 위해, 성장 상태 또는 분화 상태의 C2C12 근아세포에서 Nogo-A 특정 항체를 사용하여 면역 침전-질량 분석기(immunoprecipitation-mass spectrometry) 분석을 수행하였다. To analyze molecules interacting with Nogo-A during myogenesis, immunoprecipitation-mass spectrometry analysis was performed using Nogo-A specific antibody in C2C12 myoblasts in growth or differentiation state.

공지된 분화 상태-특이적 상호작용 분자와 Nogo-A와의 상호작용을 분석하였고, 분석된 분자들의 위치는 세포 외 매트릭스, 원형질막, 세포 골격, 세포질, ER, 미토콘드리아 및 핵에 따라 달랐다. Interactions of known differentiation state-specific interacting molecules with Nogo-A were analyzed, and the locations of the analyzed molecules differed according to the extracellular matrix, plasma membrane, cytoskeleton, cytoplasm, ER, mitochondria and nucleus.

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 표준 경로의 분석에서 Nogo-A와 상호작용하는 단백질인 MYL들은 세포 운동 및 세포골격 조직을 조절하는 경로에 참여하는 것으로 조사되었다.As shown in Table 2 below, in the analysis of the standard pathway, MYL, a protein that interacts with Nogo-A, was investigated to participate in pathways regulating cell movement and cytoskeletal tissue.

Figure pat00002
Figure pat00002

Nogo-A와 상호작용하는 분자들 중에서 Cavin1, Cavin4, Flnc, Pdlim2, Hsp90b1, Naca, 및 Ybx3의 7개 분자를 선택하고, C2C12 근아세포가 분화하는 동안 상기 7개 분자의 발현 수준을 측정하였다. 도 5에 나타난 바와 같이, C2C12 근아세포가 분화하는 동안 Cavin4, Flnc, Pdlim2, 및 Ybx3는 꾸준히 증가하는 것으로 나타났고, Cavin1는 감소하는 것으로 나타났다. Among the molecules interacting with Nogo-A, 7 molecules of Cavin1, Cavin4, Flnc, Pdlim2, Hsp90b1, Naca, and Ybx3 were selected, and the expression levels of these 7 molecules were measured during differentiation of C2C12 myoblasts. As shown in FIG. 5 , during differentiation of C2C12 myoblasts, Cavin4, Flnc, Pdlim2, and Ybx3 were shown to steadily increase, and Cavin1 was shown to decrease.

또한, 도 7에 나타난 바와 같이, 성장 상태 또는 분화 상태의 C2C12 근아세포에서 si-Nogo-A를 통해 Nogo-A의 발현을 억제한 결과 Flnc의 발현이 감소하는 것으로 나타났다. 상기 결과는 근육 발생 동안 Nogo-A가 Flnc의 수준에 영향을 미치는 것을 입증한다.In addition, as shown in FIG. 7 , as a result of suppressing the expression of Nogo-A through si-Nogo-A in C2C12 myoblasts in the growth or differentiation state, the expression of Flnc was decreased. The above results demonstrate that Nogo-A affects the level of Flnc during muscle development.

근육 발생 동안 Nogo-A와 Flnc 유전자 산물인 필라민-C(Filamin-C)간의 상호작용은 Nogo-A 특이적 항체 매개 면역 침전 분석을 통해 평가되었다. 도 8 및 9에 나타난 바와 같이, 분화 상태의 C2C12 근아세포에서는 성장 상태의 C2C12 근아세포에 비해 Nogo-A와 필라민-C(Filamin-C)의 수준이 증가하고, 상호작용이 증가하는 것으로 나타났다. The interaction between Nogo-A and the Flnc gene product, Filamin-C, during muscle development was evaluated through a Nogo-A-specific antibody-mediated immunoprecipitation assay. As shown in FIGS. 8 and 9 , in C2C12 myoblasts in a differentiated state, the levels of Nogo-A and Filamine-C (Filamin-C) increased, and the interaction was increased compared to C2C12 myoblasts in a grown state. .

필라민(Filamin)은 integrin-linked kinase (ILK) 매개 경로에서 F-액틴(F-actin)과 빈쿨린(vinculin)의 결합을 통해 세포 운동성에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 상기 결과는 Nogo-A가 Filamin-C와 상호작용하여 근육 분화에 주요한 역할을 한다는 것을 시사한다.Filamine (Filamin) is known to affect cell motility through the binding of F-actin (F-actin) and vinculin (vinculin) in the integrin-linked kinase (ILK) mediated pathway. These results suggest that Nogo-A interacts with Filamin-C and plays a major role in muscle differentiation.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.As described above in detail a specific part of the present invention, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. do. That is, the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (8)

Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제제를 포함하는 근육 질환에 대한 예후예측용 키트.A kit for predicting prognosis for muscle diseases, comprising a formulation measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamine-C. 제1항에 있어서, 상기 근육 질환은 근 위축증, 근이영양증(muscular dystrophy), 근육 퇴화증, 디스트로핀병증(dystrophinopathy), 근육병증(myopathy), 근감소증(sacopenia) 및 샤리코 마리 투스 (Charcot Marie Tooth, CMT) 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 근육 질환에 대한 예후예측용 키트.According to claim 1, wherein the muscle disease is muscular dystrophy, muscular dystrophy (muscular dystrophy), muscular dystrophy, dystrophinopathy, myopathy (myopathy), sacopenia and Charcot Marie Tooth (Charcot Marie Tooth, CMT) kit for prognosis prediction for muscle disease, characterized in that at least one selected from the group consisting of. 제1항에 있어서, 상기 상호결합 수준을 측정할 수 있는 제제는 Nogo-A 또는 필라민-C(Filamin-C)에 특이적으로 결합하는 항체, 펩타이드, 앱타머 또는 화합물과 상기 항체, 펩타이드, 앱타머 또는 화합물에 결합된 형광 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 근육 질환에 대한 예후예측용 키트.According to claim 1, wherein the agent capable of measuring the level of cross-binding is an antibody, peptide, aptamer or compound that specifically binds to Nogo-A or Filamin-C and the antibody, peptide, A prognostic kit for muscle disease, characterized in that it consists of a fluorescent material bound to an aptamer or a compound. 환자에서 분리된 근육 조직에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 단계를 포함하는 근육 질환 환자의 예후 예측을 위한 정보 제공 방법.A method of providing information for predicting the prognosis of a patient with muscle disease, comprising measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C in muscle tissue isolated from the patient. Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제제를 포함하는 근육 질환에 대한 치료제 스크리닝용 조성물.A composition for screening therapeutic agents for muscle diseases, comprising a formulation for measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C. 근육 조직에서 분리된 생물학적 시료에서 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합을 측정하는 제1단계; 및
시험물질을 처리한 후 상기 Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합이 시험물질을 처리하지 않은 생물학적 시료에 비해 증가하면 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제로 판단하는 제2단계;를 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제의 스크리닝 방법.
A first step of measuring the mutual binding between Nogo-A and Filamin-C in a biological sample isolated from muscle tissue; and
After treatment with the test substance, if the mutual binding between Nogo-A and Filamine-C is increased compared to the biological sample that is not treated with the test substance, the second step of determining as an agent for the prevention or treatment of muscle disease ; Screening method of a formulation for the prevention or treatment of muscle disease, including.
제6항에 있어서, 상기 근육 질환은 근 위축증, 근이영양증(muscular dystrophy), 근육 퇴화증, 디스트로핀병증(dystrophinopathy), 근육병증(myopathy), 근감소증(sacopenia) 및 샤리코 마리 투스 (Charcot Marie Tooth, CMT) 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 제제의 스크리닝 방법.7. The method of claim 6, wherein the muscle disease is muscular dystrophy, muscular dystrophy, muscular dystrophy, dystrophinopathy, myopathy, sacopenia and Charcot Marie Tooth, CMT) screening method for a formulation for the prevention or treatment of muscle disease, characterized in that at least one selected from the group consisting of. Nogo-A 및 필라민-C(Filamin-C)간의 상호 결합 촉진제를 유효성분으로 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for the prevention or treatment of muscle diseases, comprising a mutual binding promoter between Nogo-A and Filamine-C (Filamin-C) as an active ingredient.
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