KR20230056961A - Novel Anticancer Strain for Secreting ClyA with Double Safety Control - Google Patents

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KR20230056961A
KR20230056961A KR1020210140828A KR20210140828A KR20230056961A KR 20230056961 A KR20230056961 A KR 20230056961A KR 1020210140828 A KR1020210140828 A KR 1020210140828A KR 20210140828 A KR20210140828 A KR 20210140828A KR 20230056961 A KR20230056961 A KR 20230056961A
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a novel anti-cancer E. coli strain that can effectively secrete ClyA after targeting to cancer cells and has a locking device that can be used safely, and an anti-cancer composition using the same, and more specifically, to a recombinant strain in which a pCC1Bac plasmid containing a gene encoding the ClyA protein operably linked to an inducible promoter is transformed into an EPI300 strain.

Description

이중 안전장치를 갖춘 ClyA 단백질을 분비하는 신규 항암 균주{Novel Anticancer Strain for Secreting ClyA with Double Safety Control}Novel Anticancer Strain for Secreting ClyA with Double Safety Control}

본 발명은 암세포에 표적화된 후 ClyA를 효과적으로 분비할 수 있으며, 잠금장치를 갖춰 안전하게 사용할 수 있는 신규 항암 대장균 균주 및 이를 이용한 항암 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a novel anticancer E. coli strain that can effectively secrete ClyA after being targeted to cancer cells and can be safely used with a locking device, and an anticancer composition using the same.

암은 세포의 증식 활동이 멈추지 않아 주변 조직으로 파고들어 정상세포를 파괴하는 것에 의해 결국에는 생명을 위협하는 질환이다. 노화에 따라 인체의 조절능력이 낮아짐에 따라 암에 취약해지게 되어, 고령화 사회에서 암은 2007년부터 10년째 전체 사망원인 중 부동의 1위를 차지하며 2위인 심장질환 사망률의 2배를 넘어섰다. BACKGROUND OF THE INVENTION Cancer is a life-threatening disease in which the proliferative activity of cells does not stop, penetrates into surrounding tissues and destroys normal cells. As the human body's ability to regulate decreases with aging, it becomes vulnerable to cancer. In an aging society, cancer has been the undisputed number one cause of death for 10 years since 2007, exceeding twice the death rate from heart disease, which is the second highest. .

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. 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 do not trigger the body's immune response and avoid it. Certain viruses or bacteria infect cancer cells more than normal cells, and the infected bacteria can become targets of attack by immune cells. Accordingly, anti-cancer treatment methods have been suggested in which a specific virus or bacterium is deliberately infected to stimulate the body's immune response to fight cancer cells. Leschner et al. (J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773) infected mice with CT26 tumors with fluorescent Salmonella by intravenous injection, and followed the route of infection over time. As a result, immediately after infection, it was shown that the whole body was infected through the blood of the mouse, 20 minutes after infection, Salmonella bacteria accumulated in the spleen and liver, and 24 hours later, Salmonella bacteria accumulated only in the tumor tissue. Observed.

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 있어, 암 치료에 실제 사용되기 위해서는 해결되어야 할 매우 중요한 문제로 인식되고 있다. However, since Salmonella is a representative bacterium that causes food poisoning, it can cause sepsis by infection and threaten life, so its pathogenicity is too strong to be used directly for cancer treatment. A research team at Yale University in the United States announced that genetic manipulation of Salmonella can attenuate it by removing toxicity while maintaining its tumor-attacking properties, and suppressing tumors by inducing immune stimulation through injection of the attenuated Salmonella. However, attenuated Salmonella has low survivability and reduced immunogenicity, and there is a concern that the attenuated strain may be converted to wild-type Salmonella due to mutation and cause sepsis, which is a very important problem to be solved for actual use in cancer treatment. is recognized as

시겔라(Shigella), 콜레라균(Vibrio cholera), 대장균(E. coli), 비피도박테리움(Bifidobacterium)과 같은 균주들은 살모넬라균과 마찬가지로 장관의 세포에 침투하며 암세포에 표적화되는 특성을 지닌다. 이들 균주는 살모넬라균에 비해 전신면역 유발 효과는 다소 낮지만, 병원성이 낮기 때문에 패혈증에 대한 우려없이 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이에 암에 표적화하는 특성을 이용하여 암을 진단하거나, 항암치료에 도움이 되는 물질들을 발현 또는 억제시킬 수 있는 균주들을 개발하고, 이를 항암치료에 이용하고자 하는 연구들이 이루어지고 있다. 등록특허 제10-2110993호는 클레브시엘라 아에로제네스 균주를 유효성분으로 포함하는 암 진단, 예방 또는 치료용 조성물을 게시하였으며, 등록특허 제10-2252939호는 암의 진단 및 치료용 DNA 컨스트럭트에 대해 게시하면서, 살모넬라 속 균주, 클로스트리듐(Clostridium) 속 균주, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속 균주 및 대장균 속 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 균주에 형질전환하여 암에 표적화할 수 있음을 기재하였다. Strains such as Shigella , Vibrio cholera , E. coli , and Bifidobacterium , like Salmonella, penetrate cells of the intestinal tract and are targeted to cancer cells. These strains have a slightly lower systemic immunity-inducing effect than Salmonella, but have the advantage that they can be used safely without concern for sepsis because of their low pathogenicity. Accordingly, studies are being conducted to develop strains capable of diagnosing cancer or expressing or suppressing substances useful for cancer treatment by using cancer-targeting properties, and using them for anti-cancer treatment. Registered Patent No. 10-2110993 discloses a composition for diagnosing, preventing or treating cancer containing a Klebsiella aerogenes strain as an active ingredient, and Registered Patent No. 10-2252939 discloses DNA for diagnosing and treating cancer While posting about the construct, it is transformed into at least one strain selected from the group consisting of a Salmonella genus strain, a Clostridium genus strain, a Bifidobacterium genus strain, and an E. coli genus strain to treat cancer. It has been described that it can be targeted.

ClyA(Cytolysin A) 단백질은 E.Coli, 살모넬라 및 일부 장내 세균에 의해 발현되는 34 kDa 크기의 세포용해 단백질로, 멤브레인에 pore를 형성하여 타겟-세포를 사멸시킨다. 이러한 세포 사멸 특성을 이용하여 ClyA를 암세포에 표적화시킨 후 발현되도록 하여 암을 치료하려는 시도들이 진행되었다. 예를 들어, 등록특허 제10-2252939호는 암세포에서 ClyA와 같은 항암단백질과 함께 진단을 위한 리포터 단백질을 각각 제1프로모터와 제2프로모터에 의해 작동 가능하게 연결시킨 DNA 구조물을 발현하도록 하여, 암의 진단과 치료가 동시에 가능하도록 하였다. 그러나, 실제 항암 조성물로서 안전하고 효과적으로 사용하기 위해서는, 암세포에 표적화되기 전에는 ClyA의 발현이 억제되어야 하며, 표적화된 이후에는 발현이 효과적으로 이루어져야 하나 종래기술에서는 이에 대한 구체적인 구현에 대해서는 개시되지 않았다. ClyA (Cytolysin A) protein is a 34 kDa cytolytic protein expressed by E.Coli, Salmonella and some intestinal bacteria, and kills target-cells by forming pores in the membrane. Attempts have been made to treat cancer by targeting ClyA to cancer cells using these apoptotic properties and then expressing it. For example, Patent Registration No. 10-2252939 discloses a DNA construct in which a reporter protein for diagnosis is operably linked by a first promoter and a second promoter, respectively, together with an anticancer protein such as ClyA in cancer cells, so that cancer cells are expressed. diagnosis and treatment were made possible at the same time. However, in order to be used safely and effectively as an actual anti-cancer composition, the expression of ClyA must be suppressed before targeting to cancer cells, and the expression must be effectively achieved after targeting, but specific implementations thereof have not been disclosed in the prior art.

등록특허 제10-2110993호Registered Patent No. 10-2110993 등록특허 제10-2252939호Registered Patent No. 10-2252939

Leschner 등, J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773.Leschner et al., J. Mol. Med. 2010, 88, 763-773.

본 발명은 암에 표적화된 후 항암 특성을 나타내는 ClyA 단백질을 분비할 수 있는 재조합 균주로, 보다 안전하게 사용할 수 있는 재조합 균주를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a recombinant strain that can be used more safely as a recombinant strain capable of secreting a ClyA protein that is targeted to cancer and exhibits anticancer properties.

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

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유도성 프로모터에 작동가능하게 연결된 ClyA 단백질을 암호화하는 유전자를 포함하는 pCC1Bac 플라스미드를 EPI300 균주에 형질전환시킨 것을 특징으로 하는 재조합 균주에 관한 것이다. The present invention for achieving the above object relates to a recombinant strain characterized in that the EPI300 strain is transformed with a pCC1Bac plasmid containing a gene encoding the ClyA protein operably linked to an inducible promoter.

형질전환 방법은 통상의 방법에 따르며, 상기 유도성 프로모터에 작동가능하게 연결된 ClyA 단백질을 암호화하는 유전자 구조물을 함유하는 재조합 발현 벡터를 사용하여 이루어질 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 칼슘 클로라이드 방법, 전기천공법 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 "벡터"는 적합한 숙주내에서 유전자 구조물을 발현시킬 수 있도록 작동가능하게 연결된 DNA 제조물로, 플라스미드, 파지 입자 또는 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 본 발명의 명세서에서 플라스미드와 벡터는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 상기 발현 벡터는 유전자 구조물의 서열에 따라 효율이 높은 것을 선택하여 사용할 수 있음은 당연하다.The transformation method is a conventional method, and can be performed using a recombinant expression vector containing a genetic construct encoding the ClyA protein operably linked to the inducible promoter. Specifically, for example, a calcium chloride method, an electroporation method, etc. may be used, but are not limited thereto. A "vector" in the present invention is a DNA preparation that is operably linked to allow expression of a genetic construct in a suitable host, which may be a plasmid, phage particle or latent genomic insert. In the context of the present invention, plasmid and vector are sometimes used interchangeably. It goes without saying that the expression vector with high efficiency can be selected and used according to the sequence of the gene construct.

본 발명에서 상기 ClyA 단백질을 암호화하는 유전자는 하나 이상의 태그가 결합되어 있는 것이 바람직하다. ClyA 단백질에 태그가 결합된 경우 검출이 용이하도록, 예를 들어 형광물질로 표지하는 것에 의해 암 부위에 표적화된 후 ClyA 단백질이 정상적으로 분비되고 있는 지, ClyA 단백질의 분비가 체내에서 얼마나 지속되는 지를 용이하게 확인할 수 있다. 또한 균주가 암에 표적화되는 특성을 이용하면, 암의 치료 뿐 아니라 암 크기가 줄어드는 지를 동시에 확인하여 치료과정을 추적하는 데에도 이용될 수 있다. 사용될 수 있는 태그로는 예를 들면, His tag, Flag tag, Myc tag, HA tag, GST tag 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the gene encoding the ClyA protein is preferably bound to one or more tags. In order to facilitate detection when a tag is bound to the ClyA protein, for example, whether or not the ClyA protein is normally secreted after being targeted to a cancer site by labeling with a fluorescent material, and how long the secretion of the ClyA protein lasts in the body, it is easy. can be verified. In addition, using the characteristics of the strain targeting cancer, it can be used not only for cancer treatment but also for tracking the treatment process by simultaneously checking whether the size of the cancer is reduced. Tags that may be used include, for example, His tag, Flag tag, Myc tag, HA tag, and GST tag, but are not limited thereto.

카피 수 제어가 가능하다고 하는 것은 유도물질의 투여에 의해 카피 수를 증가시킬 수 있는 것으로, 하기 실시예에 사용된 EPI300에 들어 있는 pcc1bac 플라스미드는 평상시에는 카피 수가 1이지만 유도물질인 아라비노스를 투여하면 카피 수가 20으로 증가하는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서는 pcc1bac 플라스미드와 EPI300 균주를 사용한 것만을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 종래 카피 수 제어가 가능하다고 알려진 플라스미드와 이를 포함하는 균주 또는 이후 개발되는 카피 수 제어를 가능하게 하는 플라스미드와 이를 포함하는 균주를 사용하여 동일한 방식으로 제작한 균주 역시 본 발명의 범주에 포함됨은 당연하다. 카피 수 제어가 가능한 플라스미드와 이를 포함하는 균주를 사용하는 것에 의해 암에 표적화되기 전에는 ClyA의 발현을 억제하면서 암에 표적화된 후 ClyA의 발현량을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 암 이외의 세포에서 ClyA에 의한 독성을 1차적으로 억제하는 한편 항암 활성을 효율적으로 나타내도록 할 수 있다. 하기 실시예에서 ClyA를 카피 수 제어가 가능한 균주에 형질전환시키고 유도물질을 처리한 결과, 유도물질의 처리 전에도 상당량의 ClyA가 발현되는 것을 나타내었다. 이에 카피 수 제어만으로는 안전성의 확보가 부족하고, 추가적인 안전장치가 필요함을 나타내었다.The fact that copy number control is possible means that the copy number can be increased by administration of an inducer. The pcc1bac plasmid contained in EPI300 used in the following examples normally has a copy number of 1, but when arabinose as an inducer is administered, It is known to increase the number of copies to 20. In the present invention, only the use of the pcc1bac plasmid and the EPI300 strain was exemplified, but it is not limited thereto, and plasmids known to be capable of copy number control and strains containing them or plasmids capable of copy number control developed later and containing them Of course, strains prepared in the same way using strains are also included in the scope of the present invention. By using a plasmid capable of copy number control and a strain containing the plasmid, it is possible to suppress the expression of ClyA before targeting to cancer and increase the expression level of ClyA after targeting to cancer. As a result, it is possible to efficiently exhibit anticancer activity while primarily suppressing toxicity caused by ClyA in cells other than cancer. In the following examples, as a result of transforming ClyA into a strain capable of copy number control and treating the inducer, it was shown that a significant amount of ClyA was expressed even before treatment with the inducer. Therefore, it was shown that safety is not secured only by copy number control, and additional safety devices are needed.

이에 본 발명에서는 유도성 프로모터에 의한 ClyA의 발현을 스위칭하도록 2차 안전장치를 도입하였다. 본 명세서에서 "유도성 프로모터"란 유도물질에 의해 연결된 유전자의 작동을 스위칭할 수 있는 프로모터로, 예를 들어 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 또는 pflE 프로모터 일 수 있다.Accordingly, in the present invention, a secondary safety device was introduced to switch the expression of ClyA by an inducible promoter. As used herein, "inducible promoter" is a promoter capable of switching the operation of a gene linked by an inducer, for example, 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 or pflE promoter.

하기 실시예는 유도성 프로모터에 의해 스위칭이 가능하긴 하지만 100% ClyA의 발현을 억제할 수는 없음을 보여주었다. 따라서, 단순히 유도성 프로모터만을 도입하는 것만으로는 ClyA의 발현을 억제하는 동시에, 암에 표적화된 후 ClyA가 효과적으로 발현되어 항암활성을 나타내도록 하기에는 부족하며, 본 발명에서는 상기 문제를 이중 잠금장치에 의해 해결하였다.The following examples showed that switching by an inducible promoter was possible, but not 100% suppression of ClyA expression. Therefore, simply introducing an inducible promoter alone is insufficient to suppress ClyA expression and to effectively express ClyA to exhibit anticancer activity after targeting cancer. Solved.

상기 유도성 프로모터와 카피 수 제어는 동일한 유도물질에 의해 제어되도록 할 수 있다. 동일한 유도물질에 의해 제어되도록 하는 경우 하나의 유도물질만으로 ClyA의 발현 스위치를 켜는 것과 동시에, 카피 수를 증가시킬 수 있으므로 보다 간편하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하기 실시예에서는 이러한 시스템의 일예로 pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 (E.coli)가 효과적으로 작동함을 확인하고, 이를 2021년 10월 12일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하였다(기탁번호 KCTC18924P).The inducible promoter and copy number control may be controlled by the same inducer. When controlled by the same inducer, there is an advantage in that it can be used more conveniently because the expression of ClyA can be switched on with only one inducer and the number of copies can be increased at the same time. In the following examples, as an example of such a system, it is confirmed that pBAD (araC) - ClyA (C-flag) + pCC1Bac plasmid / EPI300 (E.coli) works effectively, and as of October 12, 2021, the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology It was deposited with the Center for Biological Resources (accession number KCTC18924P).

또는 유도성 프로모터와 카피 수 제어는 상이한 유도물질에 의해 제어되도록 할 수도 있다. 이 경우, 단계적으로 유도물질을 처리하는 것에 의해 보다 안전하게 ClyA가 발현되도록 할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, ClyA가 태그에 의해 결합되어 있다면, 암 부위에 표적화한 후 먼저 제1유도물질에 의해 유도성 프로모터를 작동되도록 스위칭한 후 분비되는 ClyA를 검출하여 암 부위에 표적화가 이루어진 것을 확인하고, 이후 제2유도물질을 처리하여 카피 수를 증가시키는 방식으로 단계적으로 처리할 수 있다. 제1유도물질과 제2유도물질의 처리 순서가 바뀔 수 있음은 당연하다.Alternatively, the inducible promoter and copy number control may be controlled by different inducers. In this case, there is an advantage in that ClyA can be expressed more safely by treating the inducer in stages. For example, if ClyA is bound by a tag, after targeting to the cancer site, the inducible promoter is first switched to operate by the first inducer, and secreted ClyA is detected to confirm targeting to the cancer site. , Then, the second inducer may be treated to increase the number of copies, and the treatment may be performed in stages. It is natural that the processing order of the first inducing material and the second inducing material may be changed.

본 발명의 재조합 균주는 ClyA를 생산하기 위한 균주로 사용될 수도 있으나, 그 자체로 사용하여 생체 내에서 ClyA를 분비하도록 하여, ClyA가 치료 효과를 나타내는 예를 들어 암을 포함하는 질병의 치료에 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 재조합 균주를 함유하는 항암 조성물을 제공한다. 본 발명의 재조합 균주는 암에 표적화되는 특성을 갖는 균주를 사용하여 제작된 것이므로, 본 발명의 항암 조성물은 종양 부위에 표적화되어 ClyA 단백질을 분비하여 암 세포를 사멸시키는 효과를 갖는다. 또한, ClyA 단백질에 의해 종양 세포의 세포 내용물이 터뜨려지는 것에 의해 면역반응을 유발시킬 수 있으므로, 생체내에서 추가적인 항암 활성을 나타낼 것으로 기대된다.The recombinant strain of the present invention may be used as a strain for producing ClyA, but may be used as such to secrete ClyA in vivo, so that ClyA exhibits a therapeutic effect. For example, it can be used for the treatment of diseases including cancer there is. Therefore, the present invention provides an anti-cancer composition containing the recombinant strain. Since the recombinant strain of the present invention is prepared using a strain having cancer-targeting properties, the anti-cancer composition of the present invention is targeted to the tumor site and has the effect of secreting ClyA protein to kill cancer cells. In addition, since an immune response can be induced by bursting the cellular contents of tumor cells by the ClyA protein, it is expected to exhibit additional anticancer activity in vivo.

본 발명의 항암 조성물은 재조합 균주의 투여 후 상기 균주가 암 조직에 표적화되면 상기 유도성 프로모터의 작동을 유도하는 약물을 투여하여 균주로부터 ClyA 단백질의 분비를 유도하는 방식으로 사용될 수 있다. 이때 유도성 프로모터의 작동을 유도하는 제1유도물질과 카피 수 제어를 위한 제2유도물질이 상이하다면, 제1유도물질과 제2유도물질을 동시에 투여할 수도 있으며, 혹은 순차적으로 소정 간격을 두고 투여할 수도 있다. The anti-cancer composition of the present invention can be used by inducing secretion of the ClyA protein from the strain by administering a drug that induces the operation of the inducible promoter when the strain is targeted to a cancer tissue after administration of the recombinant strain. At this time, if the first inducer for inducing operation of the inducible promoter and the second inducer for copy number control are different, the first inducer and the second inducer may be administered simultaneously, or sequentially at predetermined intervals. may also be administered.

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 can be prepared by a method known in the pharmaceutical field to be used as an anti-cancer 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 into a preparation for oral or parenteral administration. The dosage of the active ingredient according to the present invention may be appropriately selected depending on the degree of absorption of the active ingredient in the body, the form of the preparation, the age, sex and condition of the patient, the degree of symptoms, etc., administration may be administered once a day, , It may be administered in several divided doses. A typical dosage is 0.001 mg/kg·day to 10 g/kg·day.

이상과 같이 본 발명의 재조합 균주는 세포용해 단백질인 ClyA 단백질의 발현을 스위칭하는 제1안전장치와, 카피 수를 제어하는 제2안전장치의 2중 안전장치를 갖추고 있어, 암에 표적화된 후 ClyA를 효과적으로 발현할 수 있으므로 우수한 효능을 갖는 것은 물론, 보다 안전하게 사용될 수 있다.As described above, the recombinant strain of the present invention is equipped with a double safety device of a first safety device that switches the expression of ClyA protein, a cytolytic protein, and a second safety device that controls copy number. can be effectively expressed, so it can be used more safely as well as having excellent efficacy.

특히 본 발명의 균주는 약독화된 대장균으로 살모넬라에 비해 위험도가 크게 낮아지기 때문에 항암 조성물로서 더욱 유용하게 사용될 수 있다.In particular, the strain of the present invention is attenuated Escherichia coli and can be more usefully used as an anticancer composition because the risk is significantly lower than that of Salmonella.

도 1은 his-tag된 ClyA의 분비를 위한 플라스미드 제작을 위해 디자인된 DNA의 염기서열.
도 2는 flag-tag된 ClyA의 분비를 위한 플라스미드 제작을 위해 디자인된 DNA의 염기서열.
도 3은 ClyA(C-his)-pcc1bac 또는 ClyA(C-flag)-pcc1bac 플라스미드로 형질전환된 EPI300 균주에서, 아라비노스의 유무에 따른 ClyA의 분비를 보여주는 전기영동 사진.
도 4는 pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 균주에서, 아라비노스의 유무에 따른 ClyA의 분비를 보여주는 전기영동 사진.
도 5는 pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 균주에 의해 분비된 ClyA의 항암 활성을 보여주는 현미경 이미지.
도 6은 pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 균주에 의해 분비된 ClyA의 세포괴사 효능을 보여주는 그래프.
Figure 1 is a nucleotide sequence of DNA designed for the construction of a plasmid for the secretion of his-tagged ClyA.
Figure 2 is a nucleotide sequence of DNA designed for the construction of a plasmid for the secretion of flag-tagged ClyA.
Figure 3 is an electrophoretic photograph showing the secretion of ClyA according to the presence or absence of arabinose in the EPI300 strain transformed with ClyA(C-his)-pcc1bac or ClyA(C-flag)-pcc1bac plasmid.
Figure 4 is an electrophoresis picture showing the secretion of ClyA according to the presence or absence of arabinose in the pBAD (araC) - ClyA (C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 strain.
Figure 5 is a microscope image showing the anticancer activity of ClyA secreted by pBAD (araC) - ClyA (C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 strain.
Figure 6 is a graph showing the apoptosis efficacy of ClyA secreted by pBAD (araC) - ClyA (C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 strain.

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 attached examples. However, these embodiments are only 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 obvious to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention based on these examples.

[실시예][Example]

실시예 1 : ClyA-his 및 Cly-flag 유전자의 합성Example 1: Synthesis of ClyA-his and Cly-flag genes

ClyA 단백질의 검출을 용이하게 하기 위하여 ClyA에 tag를 연결하였다. 구체적으로, 야생종 대장균 MG1655 K-12의 ClyA 유전자의 염기서열(NCBI)를 바탕으로 ClyA 유전자의 C-말단에 각각 his tag와 flag tag를 삽입한 ClyA-his 및 ClyA-flag 유전자를 (주)코스모진텍(대한민국, 서울)의 유전자 합성 서비스를 통하여 합성하였다.A tag was linked to ClyA to facilitate detection of the ClyA protein. Specifically, based on the nucleotide sequence (NCBI) of the ClyA gene of wild Escherichia coli MG1655 K-12, the ClyA-his and ClyA-flag genes with his tag and flag tag inserted at the C-terminus of the ClyA gene, respectively, were produced by Kos It was synthesized through the gene synthesis service of Mojintech (Seoul, Korea).

클로닝을 위하여 ClyA-his 및 ClyA-flag 유전자 앞에는 EcoRI site를, 뒤에는 HindIII site를 삽입하였다. 도 1 및 도 2는 각각 제한효소 site가 도입된 ClyA-his(서열번호 1) 및 ClyA-flag(서열번호 2) 플라스미드의 서열을 나타내며, 붉은 색으로 나타낸 부분이 hig-tag 또는 flag-tag의 서열이고, 밑줄을 그은 부분은 제한효소 site를 타나낸다. 또한 EcoRI site와 ClyA 서열의 사이에는 발현 효율의 높이기 위하여 샤인 달가노 서열(AGGAGGTTT)을 도입하였다.For cloning, an EcoRI site was inserted in front of the ClyA-his and ClyA-flag genes, and a HindIII site was inserted in the back. 1 and 2 show the sequences of ClyA-his (SEQ ID NO: 1) and ClyA-flag (SEQ ID NO: 2) plasmids into which a restriction enzyme site was introduced, respectively, and the part shown in red is hig-tag or flag-tag. sequence, and the underlined part indicates the restriction enzyme site. In addition, a Shine Dalgarno sequence (AGGAGGTTT) was introduced between the EcoRI site and the ClyA sequence to increase expression efficiency.

실시예 2 : ClyA-his- 또는 ClyA-flag-pcc1bac 플라스미드의 클로닝 Example 2: Cloning of ClyA-his- or ClyA-flag-pcc1bac plasmids

실시예 1에서 제작된 ClyA-his 또는 ClyA-flag 플라스미드를 EcoRI((주)다카라) 및 HindIII((주)다카라) 효소를 각각 10U 사용하여 37℃에서 2시간 반응시켰다. 반응산물을 전기영동하고 Gel extraction kit(Qiagen)로 약 1,000 bp의 DNA를 추출하여 ClyA-his 또는 ClyA-flag insert DNA를 얻었다.The ClyA-his or ClyA-flag plasmid prepared in Example 1 was reacted at 37° C. for 2 hours using 10 U of each of EcoRI (Takara Co., Ltd.) and HindIII (Takara Co., Ltd.) enzymes. The reaction product was subjected to electrophoresis, and DNA of about 1,000 bp was extracted using a gel extraction kit (Qiagen) to obtain ClyA-his or ClyA-flag insert DNA.

pCC1BAC 플라스미드(충남대학교 임헌만 교수님 연구실에서 분양)와 EcoRI((주)다카라) 및 HindIII((주)다카라) 효소를 각각 10U 사용하여 37℃에서 2시간 반응시킨 후, 반응산물을 PCR purification kit(Qiagen)로 정제하여 벡터 DNA를 얻었다. pCC1BAC DNA를 ClyA-his 또는 ClyA-flag insert와 25℃에서 30분간 ligation(Invitrogen)시키고, EPI300(충남대학교 임헌만 교수님 연구실에서 분양) 컴피턴트 세포에 형질전환시켰다. 형질전환된 세포를 LB CM(chloramphenicol) 고체 배지에 도말하고 37℃에서 배양하여 항생제 내성을 갖는 콜로니를 선별하였다. 선별된 콜로니의 candidate 6개를 선별하여 EcoRI 및 HindIII 각 10U와 37℃에서 1시간 반응시킨 후 전기영동을 통해 1,000 bp band의 생성을 확인하였다. pCC1BAC plasmid (distributed from the laboratory of Prof. Lim Heon-man, Chungnam National University) and EcoRI (Takara Co., Ltd.) and HindIII (Co., Ltd. Takara Co., Ltd.) enzymes were reacted at 37 ° C for 2 hours using 10U each, and the reaction product was prepared using a PCR purification kit (Qiagen ) to obtain vector DNA. The pCC1BAC DNA was ligated (Invitrogen) with a ClyA-his or ClyA-flag insert at 25° C. for 30 minutes, and then EPI300 (available from the laboratory of Professor Heon-Man Lim, Chungnam National University) was transformed into competent cells. Transformed cells were plated on LB CM (chloramphenicol) solid medium and cultured at 37° C. to select antibiotic-resistant colonies. Six candidates of the selected colony were selected and reacted with 10U each of EcoRI and HindIII at 37 ° C for 1 hour, and then the generation of a 1,000 bp band was confirmed through electrophoresis.

해당 candidate의 염기서열 분석을 (주)코스모진텍에 의뢰하여, ClyA-his(서열번호 1) 및 ClyA-flag(서열번호 2) 유전자의 삽입을 확인하고, 이를 각각 ClyA(C-his)-pcc1bac 플라스미드와 ClyA(C-flag)-pcc1bac 플라스미드로 확립하였다. Cosmogenetech Co., Ltd. was commissioned to analyze the nucleotide sequence of the candidate, and the insertion of the ClyA-his (SEQ ID NO: 1) and ClyA-flag (SEQ ID NO: 2) genes was confirmed. It was established with the pcc1bac plasmid and the ClyA(C-flag)-pcc1bac plasmid.

실시예 3 : 대장균 균주의 형질전환 및 ClyA 단백질 분비 확인Example 3: Confirmation of transformation of E. coli strain and secretion of ClyA protein

1) EPI300 균주의 형질전환1) Transformation of EPI300 strain

실시예 2에서 제작한 ClyA(C-his)-pcc1bac 플라스미드와 ClyA(C-flag)-pcc1bac 플라스미드를 아라비노스에 의해 카피(copy) 제어가 가능한 EPI300 균주에 각각 형질전환 시켰다. The ClyA(C-his)-pcc1bac plasmid and the ClyA(C-flag)-pcc1bac plasmid prepared in Example 2 were transformed into EPI300 strains capable of copy control by arabinose, respectively.

형질전환된 각 균주의 단일 콜론을 LB cm 액체배지에 접종한 후 37℃에서 12~16시간 진탕배양하였다. 이후 신선한 LB cm 액체배지에 OD600이 0.05가 되도록 희석한 후 37℃에서 2시간 진탕배양하였다. 진탕배양에 의해 OD600이 0.4~0.6이 되면 아라비노스(arabinose)를 0.2 wt%의 농도가 되도록 처리하고, 37℃에서 5시간 추가로 진탕배양시켰다. 비교를 위해서 대조군은 아라비노스를 처리하지 않고 동일 조건에서 진탕배양시켰다. 배양액을 3000 rpm으로 원심분리하여 상층액을 분리하고, 0.2 ㎛ 필터로 여과하여 균을 완전히 제거하였다.A single colon of each transformed strain was inoculated into LB cm broth and cultured with shaking at 37°C for 12-16 hours. After diluting so that OD 600 is 0.05 in fresh LB cm liquid medium, it was cultured with shaking at 37 ° C. for 2 hours. When the OD 600 was 0.4 to 0.6 by shaking culture, arabinose was treated to a concentration of 0.2 wt%, and shaking culture was further performed at 37° C. for 5 hours. For comparison, the control group was shaken and cultured under the same conditions without treatment with arabinose. The culture solution was centrifuged at 3000 rpm to separate the supernatant, and the bacteria were completely removed by filtering with a 0.2 μm filter.

균이 제거된 상층액으로부터 웨스턴블랏을 통해 배양액 중 ClyA-his 또는 ClyA-flag의 양을 확인하였다. 도 3은 그 결과를 보여주는 전기영동 사진으로, ClyA-his는 ClyA(C-his)-pcc1bac 플라스미드로 형질전환된 EPI300 균주의 배양액으로부터 얻어진 결과이며, ClyA-flag는 ClyA(C-flag)-pcc1bac 플라스미드로 형질전환된 EPI300 균주의 배양액으로부터 얻어진 결과이다. 1, 3 레인은 아라비노스를 처리하지 않은 대조군이며, 2, 4 레인은 아라비노스를 처리한 실험군에서의 배양액에서 단백질의 검출 결과를 보여준다. 도 3은 (1) ClyA(C-his)-pCC1Bac plasmid /EPI300에서는 ClyA가 배지로 분비되지 않거나 효과적으로 검출되지 않으며, (2) ClyA(C-flag)-pCC1Bac plasmid /EPI300는 배지로 ClyA를 다량 분비하지만, (3) ClyA(C-flag)-pCC1Bac plasmid /EPI300에서 카피 수가 아라비노스에 의해 효과적으로 제어되지 못함을 나타내었다.From the supernatant from which bacteria were removed, the amount of ClyA-his or ClyA-flag in the culture medium was confirmed by Western blotting. Figure 3 is an electrophoresis picture showing the result, ClyA-his is the result obtained from the culture medium of the EPI300 strain transformed with the ClyA (C-his) -pcc1bac plasmid, and ClyA-flag is ClyA (C-flag) -pcc1bac These are the results obtained from the culture solution of the EPI300 strain transformed with the plasmid. Lanes 1 and 3 are control groups not treated with arabinose, and lanes 2 and 4 show protein detection results in the culture medium of the experimental group treated with arabinose. Figure 3 shows (1) ClyA (C-his) -pCC1Bac plasmid /EPI300 does not secrete ClyA into the medium or is not effectively detected, and (2) ClyA (C-flag) -pCC1Bac plasmid /EPI300 produces a large amount of ClyA into the medium secretion, but (3) the copy number in the ClyA(C-flag)-pCC1Bac plasmid /EPI300 was not effectively controlled by arabinose.

2) 스위칭 시스템 추가 도입2) Introduction of additional switching system

1)의 형질전환 균주에서 카피 수 제어만으로는 ClyA 분비의 제어가 효과적이지 않기 때문에, 추가의 스위칭 시스템을 도입하였다. 1)의 형질전환 균주에서 아라비노스에 의해 카피 수가 제어되므로, 추가로 도입되는 시스템 역시 아라비노스에 의해 ClyA의 발현이 조절되도록 하였다. In the transformed strain of 1), since control of ClyA secretion is not effective only by copy number control, an additional switching system was introduced. Since copy number is controlled by arabinose in the transformed strain of 1), the additionally introduced system also allowed the expression of ClyA to be regulated by arabinose.

이를 위하여 pBad33 플라스미드(충남대 임헌만 교수님으로부터 분양)로부터 하기의 프라이머를 이용하여 PCR에 의해 araC 유전자와 오퍼레이터(operator)를 클로닝하였다.To this end, the araC gene and the operator were cloned by PCR using the following primers from the pBad33 plasmid (provided by Prof. Lim Heon-man, Chungnam National University).

pBad33-araC-Ecor1-F (서열번호 3)pBad33-araC-Ecor1-F (SEQ ID NO: 3)

gatcgatgaattctgtgcctgtcaaatggacgaagcagggattctgcagatcgatgaattctgtgcctgtcaaatggacgaagcagggattctgca

pBad33-araC-Ecor1-R (서열번호 4)pBad33-araC-Ecor1-R (SEQ ID NO: 4)

gagctcgaattcgctagcccaaaaaaacgggtatggagagctcgaattcgctagcccaaaaaaacgggtatgga

구체적으로, 10x buffer 5 μl, 5x Q solution 10 μl, 2 mM dNTPs 7.5 μl, 20 μM pBad33-araC-Ecor1-F 프라이머 2.5 μl, 20 μM pBad33-araC-Ecor1-R 프라이머 2.5 μl, Taq polymerase 1 μl, 100 ng/μl pbad33 plasmid 1 μl 및 물 20.5 μl을 혼합하여 PCR을 실시하였다. PCR 조건은 다음과 같다; 95℃ 5분, 30 사이클의 94℃ 30초-49℃ 30초-72℃ 1분 반복, 72℃ 10분. 반응산물에 대해 전기영동을 실시하고, gel에서 약 1300bp의 DNA(Gel extraction kit : Qiagen)를 추출함으로 araC 유전자를 포함하는 오퍼레이터까지의 PCR 산물을 얻었다. 정제된 1ug의 PCR fragment를 EcoRI(㈜ 다카라) 10U을 사용하여 37℃에서 2시간 반응시키고, 반응산물을 PCR purification kit(㈜ Qiagen)로 정제하여 insert DNA를 제작하였다.Specifically, 10x buffer 5 μl, 5x Q solution 10 μl, 2 mM dNTPs 7.5 μl, 20 μM pBad33-araC-Ecor1-F primer 2.5 μl, 20 μM pBad33-araC-Ecor1-R primer 2.5 μl, Taq polymerase 1 μl , PCR was performed by mixing 1 μl of 100 ng/μl pbad33 plasmid and 20.5 μl of water. PCR conditions were as follows; 95°C 5 min, 30 cycles of 94°C 30 sec-49°C 30 sec-72°C 1 min repeated, 72°C 10 min. Electrophoresis was performed on the reaction product, and about 1300 bp of DNA (Gel extraction kit: Qiagen) was extracted from the gel to obtain PCR products up to the operator including the araC gene. The purified 1ug PCR fragment was reacted at 37℃ for 2 hours using 10U of EcoRI (Takara Co., Ltd.), and the reaction product was purified with a PCR purification kit (Qiagen Co., Ltd.) to prepare insert DNA.

벡터 DNA는 ClyA(C-flag)-pCC1Bac 플라스미드 1ug을 EcoRI(㈜ 다카라) 10U을 사용하여 37℃에서 2시간 반응시키고, 반응산물을 PCR purification kit(㈜ Qiagen)로 정제하여 완성하였다.Vector DNA was completed by reacting 1 ug of ClyA(C-flag)-pCC1Bac plasmid with 10U of EcoRI (Takara Co.) at 37°C for 2 hours, and purifying the reaction product with a PCR purification kit (Qiagen Co.).

상기 방법에 의해 각각 얻은 insert DNA와 벡터 DNA를 25℃에서 30분 ligation(㈜Invitrogen) 시킨 후 EPI300 컴피턴트 세포에 형질전환시켰다. 형질전환된 세포를 LB cm 고체 배지에 도말하고, 37℃에서 배양하여 항생제 내성을 갖는 콜로니를 선별하였다. 선별된 콜로니의 candidate 6개를 선별하여 EcoRI(㈜ 다카라) 10U와 37℃에서 1시간 반응시킨 후 전기영동을 통해 1.3 kb band의 생성을 확인하였다. (주)코스모진텍에 해당 candidate의 염기서열 분석을 의뢰하여, insert DNA의 삽입을 확인하고, pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300로 확립하였으며, 이를 2021년 10월 12일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하였다(기탁번호 KCTC18924P).The insert DNA and vector DNA obtained by the above method were ligated at 25°C for 30 minutes (Invitrogen), and then transformed into EPI300 competent cells. Transformed cells were plated on LB cm solid medium and cultured at 37° C. to select antibiotic-resistant colonies. Six candidates of the selected colony were selected and reacted with 10U of EcoRI (Takara Co., Ltd.) for 1 hour at 37° C., and the generation of a 1.3 kb band was confirmed through electrophoresis. Cosmogenetech Co., Ltd. was requested for nucleotide sequence analysis of the candidate, insertion of insert DNA was confirmed, and pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 was established. It was deposited at the Biological Resource Center of the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology on October 12, 2021 (Accession No. KCTC18924P).

확립된 균주에 대해 1)의 분비 시험과 동일한 방법에 의해 ClyA-flag의 분비를 확인하고, 그 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4에서 아라비노스를 처리하지 않은 경우에는 배양액 중 ClyA가 소량 검출되나, 아라비노스의 처리에 의해 ClyA의 분비가 크게 증가한 것을 확인할 수 있다.For the established strain, secretion of ClyA-flag was confirmed by the same method as in 1) secretion test, and the results are shown in FIG. 4 . In FIG. 4, when arabinose was not treated, a small amount of ClyA was detected in the culture medium, but it can be seen that the secretion of ClyA greatly increased by treatment with arabinose.

실시예 4 : 균주에 의해 분비된 ClyA의 활성 평가Example 4: Evaluation of the activity of ClyA secreted by the strain

pBAD(araC) - ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 균주의 단일 콘론을 LB cm 액체 배지에 접종한 후 37℃에서 12~16시간 진탕배양하였다. 이후 신선한 LB cm 액체배지에 OD600이 0.05가 되도록 희석한 후 37℃에서 2시간 진탕배양하였다. 진탕배양에 의해 OD600이 0.4~0.6이 되면 아라비노스(arabinose)를 0.2 wt%의 농도가 되도록 처리하고, 37℃에서 5시간 추가로 진탕배양시켰다. 비교를 위해서 대조군은 아라비노스를 처리하지 않고 동일 조건에서 진탕배양시켰다. 배양액을 3000 rpm으로 원심분리하여 상층액을 분리하고, 0.2 ㎛ 필터로 여과하여 균을 완전히 제거하였다.A single conlon of the pBAD(araC)-ClyA(C-flag) + pCC1Bac plasmid /EPI300 strain was inoculated into LB cm liquid medium and cultured with shaking at 37°C for 12-16 hours. After diluting so that OD 600 is 0.05 in fresh LB cm liquid medium, it was cultured with shaking at 37 ° C. for 2 hours. When the OD 600 was 0.4 to 0.6 by shaking culture, arabinose was treated to a concentration of 0.2 wt%, and shaking culture was further performed at 37° C. for 5 hours. For comparison, the control group was shaken and cultured under the same conditions without treatment with arabinose. The culture solution was centrifuged at 3000 rpm to separate the supernatant, and the bacteria were completely removed by filtering with a 0.2 μm filter.

ATCC(American Type Culture Collection)에서 마우스의 결장암 세포주인 CT26를 구입하여, 10% 소태아혈청(fetal bovine serum, FBS) 및 1% 페니실린-스트렙토마이신을 포함하는 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium)에서 세포를 성장시켰다. A mouse colon cancer cell line, CT26, was purchased from ATCC (American Type Culture Collection), and the cells were cultured in DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium) containing 10% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin-streptomycin. grown up

세포를 2 X 105개/웰의 농도로 웰-플레이트에 접종한 후, 위에서 얻어진 상층액을 각각 100배 농축하여 200ul씩 처리하고 48시간 배양하였다. 도 5는 그 결과를 보여주는 현미경 이미지로, 아라비노스를 처리하지 않은 실험군은 대조군에 비해 암세포가 약 5% 정도 감소한 것에 반해, 아라비노스를 처리한 실험군은 30% 이상 암세포가 감소한 것을 확인할 수 있다. 이로부터 본 발명의 균주는 항암 효능을 나타내며, 아라비노스에 의해 항암 효능이 크게 증대됨을 알 수 있다. The cells were inoculated into a well-plate at a concentration of 2 X 10 5 cells/well, and then the supernatant obtained above was concentrated 100 times, treated with 200ul each, and cultured for 48 hours. 5 is a microscope image showing the results. It can be seen that the experimental group not treated with arabinose reduced the number of cancer cells by about 5% compared to the control group, whereas the experimental group treated with arabinose decreased the number of cancer cells by 30% or more. From this, it can be seen that the strain of the present invention exhibits anticancer efficacy, and the anticancer efficacy is greatly increased by arabinose.

세포사멸은 증식을 멈추거나 세포가 수축되고 DNA가 일정한 조각으로 분해되는 세포자살(apotosis)과 세포막이 터지면서 내부의 구성물질이 세포 외부로 방출되는 세포괴사(necroptosis)로 나뉘어진다.Apoptosis is divided into apoptosis, in which proliferation stops or cells shrink and DNA is broken down into regular pieces, and cell necrosis, in which cell membranes rupture and internal components are released to the outside of the cell.

ClyA는 세포막에 포어를 형성하여 세포를 터뜨려 죽이는, 즉, 세포괴사를 유발하는 것으로 알려져 있다. 이에 도 5에서 확인된 암세포 증식 억제 효능이 세포괴사에 의한 것인 지 확인하기 위하여 LDH assay를 실시하였다.ClyA is known to cause cell necrosis, that is, to burst cells by forming pores in cell membranes. Accordingly, an LDH assay was performed to confirm whether the cancer cell proliferation inhibitory effect confirmed in FIG. 5 was caused by cell necrosis.

대조군과 실험군의 상층액 시료 10 μl를 각각 96 웰 플레이트에 넣고, EZ-LDH Cell cytotoxicity assay kit(DG-LDH500, DoGEN) 100 μl를 더한 후 실온에서 30분간 반응시켰다. Microplate reader를 사용하여 450 nm에서의 흡광도를 측정하여 세포괴사를 확인하고, 그 결과를 도 6에 도시하였다. 도 6에서 대조군과 아라비노스를 첨가하지 않은 실험군은 유사한 값을 나타낸 것에 반해, 아라비노스를 처리한 실험군에서는 대조군에 비해 250% 이상의 값을 나타내어 ClyA에 의한 세포괴사가 유도되었음을 확인할 수 있었다. ClyA는 세포괴사를 유도하여 암세포를 사멸시킬 뿐 아니라, 암세포 내부 구성물질이 면역세포를 자극하여 2차 면역항암효과를 유도할 수 있다.10 μl of the supernatant samples of the control group and the experimental group were each placed in a 96-well plate, 100 μl of EZ-LDH Cell cytotoxicity assay kit (DG-LDH500, DoGEN) was added, and reacted at room temperature for 30 minutes. Cell necrosis was confirmed by measuring absorbance at 450 nm using a microplate reader, and the results are shown in FIG. 6 . In FIG. 6, the control group and the experimental group without the addition of arabinose showed similar values, whereas the experimental group treated with arabinose showed a value of 250% or more compared to the control group, confirming that apoptosis was induced by ClyA. ClyA not only kills cancer cells by inducing apoptosis, but also induces secondary immuno-anticancer effects by stimulating immune cells with internal components of cancer cells.

<110> The Industry & Academic Cooperation in Chungnam National University (IAC) <120> Novel Anticancer Strain for Secreting ClyA with Double Safety Control <130> P1021-462 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 909 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ClyA-his <400> 1 atgactgaaa tcgttgcaga taaaacggta gaagtagtta aaaacgcaat cgaaaccgca 60 gacggagcat tagatcttta taataaatat ctcgatcagg tcatcccctg gcagaccttt 120 gatgaaacca taaaagagtt aagtcgcttt aaacaggagt attcacaggc agcctccgtt 180 ttagtcggcg atattaaaac cttacttatg gatagccagg ataagtattt tgaagcaacc 240 caaacagtgt atgaatggtg tggtgttgcg acgcaattgc tcgcagcgta tattttgcta 300 tttgatgagt acaatgagaa gaaagcatcc gcccagaaag acattctcat taaggtactg 360 gatgacggca tcacgaagct gaatgaagcg caaaaatccc tgctggtaag ctcacaaagt 420 ttcaacaacg cttccgggaa actgctggcg ttagatagcc agttaaccaa tgatttttca 480 gaaaaaagca gctatttcca gtcacaggta gataaaatca ggaaggaagc atatgccggt 540 gccgcagccg gtgtcgtcgc cggtccattt ggattaatca tttcctattc tattgctgcg 600 ggcgtagttg 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artificial sequence <220> <223> ClyA-his <400> 1 atgactgaaa tcgttgcaga taaaacggta gaagtagtta aaaacgcaat cgaaaccgca 60 gacggagcat tagatcttta taataaatat ctcgatcagg tcatcccctg gcagaccttt 120 gatgaaacca taaaagagtt aagtcgcttt aaacaggagt attcacaggc agcctccgtt 180 ttagtcggcg atattaaaac cttacttatg gatagccagg ataagtattt tgaagcaacc 240 caaacagtgt atgaatggtg tggtgttgcg acgcaattgc tcgcagcgta tattttgcta 300 tttgatgagt acaatgagaa gaaagcatcc gcccagaaag acattctcat taaggtactg 360 gatgacggca tcacgaagct gaatgaagcg caaaaatccc tgctggtaag ctcacaaagt 420 ttcaacaacg cttccgggaa actgctggcg ttagatagcc agttaaccaa tgatttttca 480 gaaaaaagca gctatttcca gtcacaggta gataaaatca ggaaggaagc atatgccggt 540 gccgcagccg gtgtcgtcgc cggtccattt ggattaatca tttcctattc tattgctgcg 600 ggcgtagttg aaggaaaact gattccagaa ttgaagaaca agttaaaatc tgtgcagaat 660 ttctttacca ccctgtctaa cacggttaaa caagcgaata aagatatcga tgccgccaaa 720 ttgaaattaa ccaccgaaat agccgccatc ggtgagataa aaacggaaac tgaaacaacc 780 agattctacg ttgattatga tgatttaatg 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cacggttaaa caagcgaata aagatatcga tgccgccaaa 720 ttgaaattaa ccaccgaaat agccgccatc ggtgagataa aaacggaaac tgaaacaacc 780 agattctacg ttgattatga tgatttaatg ctttctttgc taaaagaagc ggccaaaaaa 840 atgattaaca cctgtaatga gtatcagaaa agacacggta aaaagacact ctttgaggta 900 cctgaagtc 909 <210> 3 <211> 48 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> primer <400> 3 gatcgatgaa ttctgtgcct gtcaaatgga cgaagcaggg attctgca 48 <210> 4 <211> 37 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> primer <400> 4 gagctcgaat tcgctagccc aaaaaaacgg gtatgga 37

Claims (6)

유도성 프로모터에 작동가능하게 연결된 ClyA 단백질을 암호화하는 유전자를 암에 표적화되며 카피 수 제어가 가능한 균주에 형질전환시킨 것을 특징으로 하는 재조합 균주.
A recombinant strain characterized in that a gene encoding a ClyA protein operably linked to an inducible promoter is transformed into a strain targeting cancer and capable of copy number control.
청구항 1에 있어서,
상기 ClyA 단백질을 암호화하는 유전자는 하나 이상의 태그가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 재조합 균주.
The method of claim 1,
The recombinant strain, characterized in that the gene encoding the ClyA protein is bound to one or more tags.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유도성 프로모터와 카피 수 제어는 동일한 유도물질에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 재조합 대장균 균주.
According to claim 1 or claim 2,
The recombinant E. coli strain, characterized in that the inducible promoter and copy number control are controlled by the same inducer.
청구항 3에 있어서,
상기 균주는 기탁번호 KCTC18924P인 것을 특징으로 하는 재조합 대장균 균주.
The method of claim 3,
The strain is a recombinant E. coli strain, characterized in that accession number KCTC18924P.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유도성 프로모터와 카피 수 제어는 상이한 유도물질에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 재조합 대장균 균주.
According to claim 1 or claim 2,
The recombinant E. coli strain, characterized in that the inducible promoter and copy number control are controlled by different inducers.
청구항 1의 재조합 균주를 함유하는 항암 조성물.An anti-cancer composition containing the recombinant strain of claim 1.
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