KR20230088634A - Liver cancer specific biomarkers and use thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간세포암에 특이적으로 발현이 변화하는 유전자들을 간세포암 검출 및 진단용 바이오 마커로 이용하고, 이들을 표적으로 간암을 치료하는 용도에 관한 것으로, 본 발명에서는 HCC에서 SMARCA4의 발현이 증가되고, SMARCA4가 IRAK1 발현을 직접적으로 증가시키는 것을 밝혔으며, IRAK1의 전사적 활성화를 통해 종양단백질인 Gankyrin 및 AKR1B10를 유발하는 것을 확인함으로써, SMARCA4-IRAK1-Gankyrin, AKR1B10을 간암에 특이적인 마커로서 이용할 수 있으며, 이들을 간암 치료의 표적으로서 유용하게 활용할 수 있다.The present invention relates to the use of genes whose expression changes specifically in hepatocellular carcinoma as biomarkers for detecting and diagnosing hepatocellular carcinoma and for treating hepatocellular carcinoma using these as targets. In the present invention, the expression of SMARCA4 is increased in HCC, It was revealed that SMARCA4 directly increases IRAK1 expression, and by confirming that IRAK1 induces oncoproteins Gankyrin and AKR1B10 through transcriptional activation, SMARCA4-IRAK1-Gankyrin and AKR1B10 can be used as liver cancer-specific markers, They can be usefully utilized as targets for liver cancer treatment.
Description
본 발명은 간암 특이적 바이오 마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 간세포암에 특이적으로 발현이 변화하는 유전자들을 간세포암 검출 및 진단용 바이오 마커로 이용하고, 이들을 표적으로 간암을 치료하는 용도에 관한 것이다.The present invention relates to liver cancer-specific biomarkers and uses thereof, and more particularly, to use genes whose expression changes specifically in hepatocellular carcinoma as biomarkers for detecting and diagnosing hepatocellular carcinoma, and targeting them to treat liver cancer It's about use.
암은 인류의 건강을 위협하는 대표적인 질병으로서 산업화된 국가에서 단일 질병으로는 가장 대표적인 사망 원인이다. 암의 발생원인은 아직도 규명되지 않고 있으나 내적 요인인 유전적 요소와 외적 요인인 암 발생 유발요소로 작용되는 발암화학물질, 계속적인 염증과 손상, 암 유발 바이러스 감염의 복합적 요소가 작용하는 것으로 간주된다. 그러나 암은 불치의 병으로 단정할 만큼 절망적인 것은 아니며 조기진단과 함께 적극적인 치료에 임하면 완치될 수 있다. 따라서 조기발견과 조기진단과 치료가 암치료의 효과를 높이는 데 결정적으로 중요하며, 진행된 암에서도 다각적이고 적극적인 방법들을 동원한다면 완치 내지 생명을 연장시키고 괴로운 증세를 호전시킬 수 있다. Cancer is a representative disease that threatens human health and is the most representative cause of death as a single disease in industrialized countries. The cause of cancer has not yet been identified, but it is considered that the complex factors of genetic factors, which are internal factors, carcinogenic chemicals that act as cancer-causing factors, continuous inflammation and damage, and cancer-causing viral infections are external factors. . However, cancer is not hopeless enough to be concluded as an incurable disease, and can be cured with early diagnosis and active treatment. Therefore, early detection, early diagnosis, and treatment are crucial to increasing the effectiveness of cancer treatment, and even advanced cancer can be cured or prolong life and improve painful symptoms if multifaceted and active methods are employed.
암 중에서도 간암은 세계적으로 가장 치명적인 암의 하나로 알려져 있으며, 그로 인한 사망률은 3위에 해당하는 공격적인 암이다(Ahn J, Flamm SL Hepatocellular carcinoma Dis Mon 2004;50:556-573) 치료목적의 수술은 단지 15%에서 25% 정도의 환자에게만 가능하고 대부분의 간암 환자들은 국부적으로 진행하거나 전이되는 질병들에 의해 비교적 단기간 내에 사망한다(Roberts LR, Gores GJ Hepatocellular carcinoma: molecular pathways and new therapeutic targets Semin Liver Dis 2005;25:212-225) 간암의 주요 원인으로 B형 간염 바이러스(hepatitis B virus), C형 간염 바이러스(hepatitis C virus), 및 아플라톡신 B1(aflatoxin B1) 등이 잘 알려져 있다. 하지만, 지난 20년간 간암 환자의 전체적인 생존율은 크게 증가하지 않았고, 간암의 발달(development) 및 진전(progression) 기작은 여전히 잘 알려져 있지 않은 상태이다(Bruix J, et al Focus on hepatocellular carcinoma Cancer Cell 2004;5:215-219) 지금까지, 분자표적치료(molecular targeted therapy)가 성숙한 간암의 치료에 효과적인 것으로 나타났지만(Shen YC, Hsu C, Cheng AL Molecular targeted therapy for advanced hepatocellular carcinoma: current status and future perspectives J Gastroenterol;45:794-807), 어떻게 이러한 유전적 변화가 간암 환자들 개개인에게 관찰되는 임상적 특징들을 야기하는지는 불명확하다. 간암은 크게 간세포 자체로부터 발생한 원발성 간암 (간세포암; hepatocellular carcinoma)과 다른 조직의 암이 간으로 전이되어 온 전이성 간암으로 구분할 수 있는데, 간암의 약 90% 이상은 원발성 간암이다. Among cancers, liver cancer is known as one of the most lethal cancers worldwide, and it is an aggressive cancer that ranks third in mortality (Ahn J, Flamm SL Hepatocellular carcinoma Dis Mon 2004;50:556-573). % to 25% of patients, and most liver cancer patients die within a relatively short period of time due to locally advanced or metastatic diseases (Roberts LR, Gores GJ Hepatocellular carcinoma: molecular pathways and new therapeutic targets Semin Liver Dis 2005; 25:212-225) Hepatitis B virus, hepatitis C virus, and aflatoxin B1 are well known as major causes of liver cancer. However, the overall survival rate of liver cancer patients has not increased significantly over the past 20 years, and the mechanisms of development and progression of liver cancer are still unknown (Bruix J, et al Focus on hepatocellular carcinoma Cancer Cell 2004; 5:215-219) So far, molecular targeted therapy has been shown to be effective in the treatment of mature liver cancer (Shen YC, Hsu C, Cheng AL Molecular targeted therapy for advanced hepatocellular carcinoma: current status and future perspectives J Gastroenterol; 45:794-807), it is unclear how these genetic alterations cause the clinical features observed in individual liver cancer patients. Liver cancer can be largely divided into primary liver cancer (hepatocellular carcinoma) that has occurred from the liver cells itself and metastatic liver cancer that has metastasized to the liver from cancer of other tissues. About 90% or more of liver cancer is primary liver cancer.
간세포암 (Hepatocellular carcinoma, HCC)은 해마다 50 만명이 사망하는 세계에서 5번째로 일반적인 종양이다 (Okuda 2000). HCC 환자의 생존률은 지난 20년에 걸쳐 개선되지 않았고 사망율과 거의 동일한 발병률을 지니고 있다 (Marrero, Fontana et al 2005). B형 간염 바이러스 또는 C형 간염 바이러스에 감염되어 발병하는 만성간염 및 아플라톡신 B1(aflatoxin B1)과 같은 발암물질에의 노출은 HCC에 대한 주요 위험 인자로 알려져 있고 (Thorgeirsson and Grisham 2002), 세포주기 기작에서 G1 단계로 진행하는 세포주기 조절물질들의 변화가 간암 형성에 관련되어 있다는 보고도 있으나 (Hui et al, Hepatogasteroenterology 45:1635-1642, 1998), 간암의 발병 및 진행에 관한 세포 내의 분자적 메커니즘은 아직도 명확히 규명되지 못한 상태이다. 종래의 연구에 따르면 각종 성장인자 유전자와 같은 전-종양형성유전자 (protooncogene)가 다양한 원인에 의하여 종양형성유전자(oncogene)로 돌연변이되어 과발현하거나 과활성을 갖는 경우, 또는 Rb 단백질이나 p53 단백질과 같은 종양형성 억제 유전자 (tumor suppressor gene) 가 다양한 원인에 의하여 돌연변이 되어 저발현하거나 기능을 잃는 경우 간암을 비롯한 다양한 암의 발병과 진행을 유발하는 것으로 보고되어 있다. 이외에도 DNA 돌연변이와 유전자 발현의 유전적 변화(genetic alteration)등이 간암 환자조직에서 확인된다고 보고되고 있다 (Park et al, Cancer Res 59:307-310, 1999; Bjersing et al, J Intern Med 234:339-340,1993; Tsopanomichalou et al, Liver 19:305-311, 1999; Kusano et al, Hepatology 29:1858-1862, 1999; Keck et al,Cancer Genet Cytogenet 111:37-44, 1999). 최근에는 간암을 비롯한 대부분의 암의 발병 및 진행은 특정 몇몇 유전자들에 의하여 이루어지는 것이 아니라 세포주기, 신호전달 등과 관련된 다양한 각종 유전자들의 복합적인 상호작용에 발병하는 것으로 인식되고 있으며, 따라서 개별적인 유전자나 단백질의 발현이나 기능에만 중점을 두는 것에서 벗어나 다양한 유전자나 단백질에 대한 총체적인 연구의 필요성이 대두되고 있다. Hepatocellular carcinoma (HCC) is the fifth most common tumor in the world, accounting for 500,000 deaths each year (Okuda 2000). Survival rates for HCC patients have not improved over the past 20 years and have morbidity rates nearly equal to mortality rates (Marrero, Fontana et al 2005). Chronic hepatitis caused by infection with hepatitis B virus or hepatitis C virus and exposure to carcinogens such as aflatoxin B1 are known to be major risk factors for HCC (Thorgeirsson and Grisham 2002), and cell cycle mechanism Although it has been reported that changes in cell cycle regulators that progress from G1 to G1 are related to liver cancer formation (Hui et al, Hepatogasteroenterology 45:1635-1642, 1998), intracellular molecular mechanisms related to the onset and progression of liver cancer are unknown. It is still not clearly defined. According to conventional studies, protooncogenes such as various growth factor genes are mutated into oncogenes for various reasons and overexpressed or overactive, or tumors such as Rb protein or p53 protein When a tumor suppressor gene is mutated for various reasons and underexpressed or loses its function, it is reported to cause the onset and progression of various cancers, including liver cancer. In addition, DNA mutations and genetic alterations in gene expression have been reported to be confirmed in liver cancer patient tissues (Park et al, Cancer Res 59:307-310, 1999; Bjersing et al, J Intern Med 234:339 -340,1993; Tsopanomichalou et al, Liver 19:305-311, 1999; Kusano et al, Hepatology 29:1858-1862, 1999; Keck et al, Cancer Genet Cytogenet 111:37-44, 1999). Recently, it has been recognized that the onset and progression of most cancers, including liver cancer, is not caused by a few specific genes, but by complex interactions of various genes related to cell cycle and signal transduction. Therefore, individual genes or proteins The need for holistic research on various genes or proteins, away from focusing only on the expression or function of , is emerging.
본 발명의 목적은 간암 진단용 바이오 마커를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a biomarker for diagnosing liver cancer.
또한, 본 발명의 목적은 간암 진단용 조성물을 In addition, an object of the present invention is to provide a composition for diagnosing liver cancer
또한, 본 발명의 목적은 간암 진단 키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liver cancer diagnosis kit.
또한, 본 발명의 목적은 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating liver cancer.
또한, 본 발명의 목적은 간암 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for providing information necessary for diagnosing liver cancer.
또한, 본 발명의 목적은 간암의 예후 예측을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for providing information for predicting the prognosis of liver cancer.
아울러, 본 발명의 목적은 SMARCA4 억제제의 간암 치료 반응성 예측방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for predicting liver cancer treatment responsiveness of a SMARCA4 inhibitor.
상기 목적의 달성을 위해, 본 발명은 SMARCA4, SMARCC1, SMARCA2 및 IRAK1으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자 또는 상기 유전자로부터 발현된 단백질을 포함하는 간암 진단용 바이오 마커를 제공한다.To achieve the above object, the present invention provides a biomarker for diagnosing liver cancer comprising at least one gene selected from the group consisting of SMARCA4, SMARCC1, SMARCA2 and IRAK1 or a protein expressed from the gene.
또한, 본 발명은 SMARCA4, SMARCC1, SMARCA2 및 IRAK1로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바이오 마커 유전자의 발현양을 mRNA 또는 단백질 수준에서 측정하는 제제를 포함하는 간암 진단용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosing liver cancer comprising an agent for measuring the expression level of one or more biomarker genes selected from the group consisting of SMARCA4, SMARCC1, SMARCA2 and IRAK1 at the mRNA or protein level.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 간암 진단 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a liver cancer diagnostic kit comprising the composition.
또한, 본 발명은 SMARCA4 억제제를 유효성분으로 포함하는 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating liver cancer comprising a SMARCA4 inhibitor as an active ingredient.
또한, 본 발명은 간암 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for providing information necessary for diagnosing liver cancer.
또한, 본 발명은 간암의 예후 예측을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for providing information for predicting the prognosis of liver cancer.
아울러, 본 발명은 SMARCA4 억제제의 간암 치료 반응성 예측방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for predicting liver cancer treatment responsiveness of a SMARCA4 inhibitor.
본 발명에 따르면, HCC에서 SMARCA4의 발현이 증가되었고, SMARCA4가 IRAK1 발현을 직접적으로 증가시키는 것을 밝혔으며, IRAK1의 전사적 활성화를 통해 종양단백질인 Gankyrin 및 AKR1B10를 유발하는 것을 확인함으로써, SMARCA4-IRAK1-Gankyrin, AKR1B10을 간암에 특이적인 마커로서 이용할 수 있으며, 이들을 간암 치료의 표적으로서 유용하게 활용할 수 있다.According to the present invention, the expression of SMARCA4 was increased in HCC, and it was revealed that SMARCA4 directly increased IRAK1 expression, and by confirming that the oncoproteins Gankyrin and AKR1B10 were induced through transcriptional activation of IRAK1, SMARCA4-IRAK1- Gankyrin and AKR1B10 can be used as liver cancer-specific markers, and they can be usefully utilized as targets for liver cancer treatment.
도 1은 HCC에서 SWI/SNF 서브유닛 유전자의 유전적 변이 및 이상 발현을 확인한 도이다:
A: HCC에서 SWI/SNF 복합체 서브유닛 유전자의 돌연변이 비율;
B: TCGA_LIHC, ICGC_LIRI 및 Catholic_mLIHC (GSE114654) 데이터 세트에서 건강한 정상 환자(normal patients, NC)와 비교한 HCC 환자에서의 SMARCA4, SMARCC1 및 SMARCA2의 차등 유전자 발현(Differential gene expression);
C: HCC 조직과 이에 상응하는 비암성 간 생검의 HCC의 조직 쌍에서의 SMARCA4, SMARCC1 및 SMARCA2의 차등 유전자 발현;
D: qRT-PCR로 분석한 HCC 조직과 이에 상응하는 비암성 간 생검의 HCC의 조직 쌍에서의 SMARCA4, SMARCC1 및 SMARCA2의 발현; 및
E: 10쌍의 선택된 HCC 서브셋에서의 SMARCA4, SMARCC1 및 SMARCA2의 웨스턴 블롯 분석 결과.
도 2는 HCC에서 SMARCA4, SMARCC1 및 SMARCA2의 종양원성(tumorigenicity)을 분석한 도이다:
A: si-SMARCA4 처리한 HCC의 세포 생존율;
B: si-SMARCA4 처리한 HCC의 세포 증식률;
C: si-SMARCC1 처리한 HCC의 세포 생존율;
D: si-SMARCC1 처리한 HCC의 세포 증식률; 및
E: si-SMARCA2를 처리한 SMARCA4 고발현 세포 및 SMARCA4 비-발현 세포의 세포 생존율.
도 3은 마우스 HCC 모델에서 SMARCA4의 전이 잠재력을 확인한 도이다:
A: si-SMARCA4 처리한 HCC 세포의 이동 및 침윤;
B: 이동 세포 이미지;
C: si-SMARCA4 처리한 HCC 세포의 세포 주기 프로파일;
D: HCC 세포주에서의 세포 주기 관련 단백질의 웨스턴 블롯 분석 결과;
E: Ras-Tg 마우스 모델의 si-Cont, si-Smarca4, si-Smarcc1 및 pBJ-Smarca2투여 스캐줄, 초음파 촬영 이미지 및 종양 지량 및 질량수; 및
F: Ras-Tg 마우스 모델의 간 조직에서의 Smarca4, Smarcc1 및 Smarca2의 웨스턴 블롯 분석 결과.
도 4는 HCC에서 SMARCA4에 의해 조절되는 특이적인 표적 유전자를 확인한 도이다:
A: 인핸서 유전자 및 SMARCA4-고절 유전자의 파이 차트, 벤다이어그램 및 회로도;
B: 다단계 HCC에서 563개의 SMARCA4-관련 유전자들의 Heatmap;
C: 563개 유전자의 기능적 분석;
D: si-SMARCA4 처리한 HCC 세포주에서의 SMARCA4 및 IRAK1의 발현 분석 결과 (qRT-PCR);
E: IRAK1 인핸서에 결합하는 SMARCA4를 평가하기 위한 ChIP-qPCR 분석 결과; 및
F: si-SMARCA4 처리 후 IRAK1 인핸서 영역을 발현하는 리포터 플라스미드를 발현시킨 HCC 세포주에서의 듀얼 루시퍼레이즈 분석 결과.
도 5는 HCC 환자 코호트에서의 SMARCA4 및 IRAK1 과발현을 확인한 도이다.
도 6은 IRAK1의 표적-억제에 의한 HCC에서의 항-종양 효과를 확인한 도이다:
A: IRAK1 유전자의 차등 유전자 발현;
B: SMARCA4 또는 IRAK1 유전자 낙다운 후 세포 성장(세포 생존율) 및 세포 증식률;
C: 세포 주기 프로파일;
D: 세포 주기 관련 단백질의 웨스턴 블롯 분석 결과;
E: Boyden chamber motility 분석을 이용하여 확인한 세포 이미지 및 세포 수; 및
F: Transwell invasion 분석을 이용하여 확인한 세포 이미지 및 세포 수.
도 7은 HCC에서 SMARCA4의 IRAK1 활성 조절을 확인한 도이다:
A: SMARCA4를 낙다운한 뒤 IRAK1 (pcDNA3.1_IRAK1)에 의한 항-종양 효과 (웨스턴 블롯 분석, MTT 분석 및 BrdU 분석);
B: 세포 주기 프로파일;
C: 세포 주기 조절 단백질을 웨스턴 블롯 분석으로 확인한 결과;
D: Boyden chamber motility 분석을 이용하여 확인한 세포 이미지 및 세포 수; 및
E: Transwell invasion 분석을 이용하여 확인한 세포 이미지 및 세포 수.
도 8은 HCC에서 SMARCA4가 IRAK1을 조절하여 종양 단백질인 Gankyrin 및 AKR1B10을 활성화 시키는 것을 확인한 도이다:
A: IRAK1의 하류 조절 분자들의 웨스턴 블롯 분석 결과;
B: SMARCA4 낙다운 (si-SMARCA4) 및 IRAK1 회복 (pcDNA3.1_IRAK1)에 의한 IRAK1의 하류 조절 분자들의 발현 변화를 웨스턴 블롯 분석으로 확인한 결과;
C: Ras-Tg 마우스 모델의 투여 스캐줄;
D: 종양 질량수;
E: Ras-Tg 마우스의 간 조직 웨스턴 블롯 분석 결과; 및
F: SMARCA4-IRAK1-Gankyrin, AKR1B10의 기전 모식도.1 is a diagram confirming genetic variation and abnormal expression of SWI/SNF subunit genes in HCC:
A: mutation rate of SWI/SNF complex subunit genes in HCC;
B: Differential gene expression of SMARCA4 , SMARCC1 and SMARCA2 in HCC patients compared to healthy normal patients (NC) in TCGA_LIHC , ICGC_LIRI and Catholic_mLIHC (GSE114654) data sets;
C: Differential gene expression of SMARCA4 , SMARCC1 and SMARCA2 in tissue pairs of HCC tissue and corresponding noncancerous liver biopsies of HCC;
D: Expression of SMARCA4 , SMARCC1 and SMARCA2 in tissue pairs of HCC tissues and corresponding noncancerous liver biopsies of HCC analyzed by qRT-PCR; and
E: Results of Western blot analysis of SMARCA4, SMARCC1 and SMARCA2 in 10 pairs of selected HCC subsets.
Figure 2 is a diagram analyzing the tumorigenicity (tumorigenicity) of SMARCA4, SMARCC1 and SMARCA2 in HCC:
A: cell viability of HCC treated with si-SMARCA4;
B: Cell proliferation rate of HCC treated with si-SMARCA4;
C: cell viability of HCC treated with si-SMARCC1;
D: Cell proliferation rate of HCC treated with si-SMARCC1; and
E: Cell viability of SMARCA4 high-expressing cells and SMARCA4 non-expressing cells treated with si-SMARCA2.
Figure 3 is a diagram confirming the metastatic potential of SMARCA4 in a mouse HCC model:
A: migration and invasion of si-SMARCA4-treated HCC cells;
B: migrating cell image;
C: Cell cycle profile of si-SMARCA4 treated HCC cells;
D: result of Western blot analysis of cell cycle-related proteins in HCC cell lines;
E: si-Cont, si-Smarca4, si-Smarcc1 and pBJ-Smarca2 administration schedules, ultrasonography images, and tumor mass and mass numbers in the Ras -Tg mouse model; and
F: Results of Western blot analysis of Smarca4, Smarcc1 and Smarca2 in liver tissues of the Ras -Tg mouse model.
Figure 4 is a diagram confirming specific target genes regulated by SMARCA4 in HCC:
A: Pie charts, Venn diagrams and schematics of enhancer genes and SMARCA4-disrupted genes;
B: Heatmap of 563 SMARCA4-related genes in multistage HCC;
C: functional analysis of 563 genes;
D: Expression analysis results of SMARCA4 and IRAK1 in HCC cell lines treated with si-SMARCA4 (qRT-PCR);
E: Results of ChIP-qPCR analysis to evaluate SMARCA4 binding to the IRAK1 enhancer; and
F: Dual luciferase assay results in HCC cell lines expressing a reporter plasmid expressing the IRAK1 enhancer region after treatment with si-SMARCA4.
5 is a diagram confirming overexpression of SMARCA4 and IRAK1 in an HCC patient cohort.
Figure 6 is a diagram confirming the anti-tumor effect in HCC by target-inhibition of IRAK1:
A: Differential gene expression of IRAK1 gene;
B: cell growth (cell viability) and cell proliferation rate after SMARCA4 or IRAK1 gene knockdown;
C: cell cycle profile;
D: result of Western blot analysis of cell cycle related proteins;
E: Cell images and cell numbers identified using Boyden chamber motility analysis; and
F: Cell images and cell numbers confirmed using the Transwell invasion assay.
Figure 7 is a diagram confirming the regulation of IRAK1 activity of SMARCA4 in HCC:
A: anti-tumor effect by IRAK1 (pcDNA3.1_IRAK1) after knocking down SMARCA4 (Western blot analysis, MTT analysis and BrdU analysis);
B: cell cycle profile;
C: result of cell cycle regulatory protein confirmed by Western blot analysis;
D: Cell images and cell numbers determined using Boyden chamber motility analysis; and
E: Cell images and cell numbers confirmed using Transwell invasion assay.
Figure 8 is a diagram confirming that SMARCA4 activates tumor proteins Gankyrin and AKR1B10 by regulating IRAK1 in HCC:
A: Western blot analysis of IRAK1 downstream regulatory molecules;
B: Western blot analysis of expression changes of IRAK1 downstream regulatory molecules by SMARCA4 knockdown (si-SMARCA4) and IRAK1 recovery (pcDNA3.1_IRAK1);
C: dosing schedule of the Ras -Tg mouse model;
D: tumor mass number;
E: Western blot analysis result of liver tissue of Ras -Tg mouse; and
F: Mechanistic diagram of SMARCA4-IRAK1-Gankyrin and AKR1B10.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다. Hereinafter, the present invention will be described in detail as an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are presented as examples of the present invention, and if it is determined that detailed descriptions of well-known techniques or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed descriptions may be omitted. , the present invention is not limited thereby. Various modifications and applications of the present invention are possible within the scope of the claims described below and equivalents interpreted therefrom.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the terms used in this specification (terminology) are terms used to appropriately express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification. Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 발명에서 용어, "대상체" 또는 "환자"는 인간, 유인원, 원숭이, 소, 개, 기니아 피그, 토끼, 닭, 곤충 등을 포함하여 치료가 요구되는 임의의 단일 개체를 의미한다. 또한, 임의의 질병 임상 소견을 보이지 않는 임상 연구 시험에 참여한 임의의 대상 또는 역학 연구에 참여한 대상 또는 대조군으로 사용된 대상이 대상에 포함된다. As used herein, the term "subject" or "patient" refers to any single individual in need of treatment, including humans, apes, monkeys, cows, dogs, guinea pigs, rabbits, chickens, insects, and the like. Also included are any subjects participating in clinical research trials who do not show any clinical signs of disease or subjects participating in epidemiological studies or subjects used as controls.
본 발명에서 용어, "시료(샘플)"는 대상 또는 환자로부터 얻은 생물학적 시료를 의미한다. 생물학적 시료의 공급원은 신선한, 동결된 및/또는 보존된 장기 또는 조직 샘플 또는 생검 또는 흡인물로부터의 고형 조직; 혈액 또는 임의의 혈액 구성분; 대상의 임신 또는 발생의 임의의 시점의 세포일 수 있다. As used herein, the term "sample (sample)" means a biological sample obtained from a subject or patient. The source of the biological sample may be solid tissue from a fresh, frozen and/or preserved organ or tissue sample or biopsy or aspirate; blood or any blood component; It may be a cell at any point in the subject's pregnancy or development.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.All technical terms used in the present invention, unless defined otherwise, are used with the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art related to the present invention. In addition, although preferred methods or samples are described in this specification, those similar or equivalent thereto are also included in the scope of the present invention. The contents of all publications incorporated herein by reference are incorporated herein by reference.
일 측면에서, 본 발명은 SMARCA4(SWI/SNF related, matrix associated, actin dependent regulator of chromatin, subfamily a, member 4), SMARCC1, SMARCA2 및 IRAK1(Interleukin-1 receptor-associated kinase 1)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자 또는 상기 유전자로부터 발현된 단백질을 포함하는 간암 진단용 바이오 마커에 관한 것이다.In one aspect, the present invention is selected from the group consisting of SMARCA4 (SWI / SNF related, matrix associated, actin dependent regulator of chromatin, subfamily a, member 4), SMARCC1, SMARCA2 and IRAK1 (Interleukin-1 receptor-associated kinase 1) It relates to a biomarker for diagnosing liver cancer comprising at least one gene or a protein expressed from the gene.
일 구현예에서, 상기 바이오 마커는 SMARCA4 및 IRAK1의 유전자 또는 상기 유전자로부터 발현된 단백질을 함께 포함할 수 있다.In one embodiment, the biomarker may include SMARCA4 and IRAK1 genes or proteins expressed from the genes.
일 구현예에서, 간암은 간세포암(hepatocellular carcinoma, HCC)일 수 있으며, IRAK1이 과발현되는 간세포암인 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment, the liver cancer may be hepatocellular carcinoma (HCC), more preferably hepatocellular carcinoma in which IRAK1 is overexpressed.
일 구현예에서, Gankyrin 또는 AKR1B10(ldo-keto reductase family 1 member B10)의 유전자 또는 상기 유전자로부터 발현된 단백질을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, a gene of Gankyrin or AKR1B10 (ldo-
일 구현예에서, SMARCA4, SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10는 간암 특이적으로 발현이 증가할 수 있고, SMARCA2는 간암 특이적으로 발현이 감소할 수 있다.In one embodiment, the expression of SMARCA4, SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 may be increased specifically for liver cancer, and the expression of SMARCA2 may be decreased specifically for liver cancer.
일 측면에서, 본 발명은 SMARCA4, SMARCC1, SMARCA2 및 IRAK1로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바이오 마커 유전자의 발현양을 mRNA 또는 단백질 수준에서 측정하는 제제를 포함하는, 간암 진단용 조성물에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a composition for diagnosing liver cancer, including an agent for measuring the expression level of one or more biomarker genes selected from the group consisting of SMARCA4, SMARCC1, SMARCA2 and IRAK1 at the mRNA or protein level.
일 구현예에서, 상기 조성물은 Gankyrin 또는 AKR1B10의 발현양을 mRNA 또는 단백질 수준에서 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition may further include an agent for measuring the expression level of Gankyrin or AKR1B10 at the mRNA or protein level.
일 구현예에서, 간암은 간세포암일 수 있으며, IRAK1이 과발현되는 간세포암인 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment, the liver cancer may be hepatocellular carcinoma, more preferably hepatocellular carcinoma in which IRAK1 is overexpressed.
일 구현예에서, 본 발명의 조성물은 SMARCA4 및 IRAK1 유전자의 발현양을 mRNA 또는 단백질 수준에서 측정하는 제제를 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition of the present invention may include an agent for measuring the expression levels of the SMARCA4 and IRAK1 genes at the mRNA or protein level.
일 구현예에서, 바이오 마커 유전자의 발현양을 mRNA 수준에서 측정하는 제제는, 상기 마커의 핵산서열, 상기 핵산서열에 상보적인 핵산서열, 상기 핵산서열 및 상보적인 서열의 단편을 특이적으로 인식하는 프라미어 쌍, 프로브, 또는 프라이머 쌍 및 프로브를 포함할 수 있으며, 상기 측정은 중합효소연쇄반응, 실시간 RT-PCR (Real-time RT-PCR), 역전사 중합효소연쇄반응, 경쟁적 중합효소연쇄반응(Competitive RT-PCR), Nuclease 보호 분석(RNase, S1 nuclease assay), in situ 교잡법, 핵산 마이크로어레이, 노던블랏 또는 DNA 칩으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법으로 수행될 수 있다.In one embodiment, the agent for measuring the expression level of the biomarker gene at the mRNA level is a nucleic acid sequence of the marker, a nucleic acid sequence complementary to the nucleic acid sequence, and a fragment of the nucleic acid sequence and complementary sequence. It may include a primer pair, a probe, or a primer pair and a probe, and the measurement is a polymerase chain reaction, real-time RT-PCR (Real-time RT-PCR), reverse transcription polymerase chain reaction, competitive polymerase chain reaction ( Competitive RT-PCR), nuclease protection assay (RNase, S1 nuclease assay), in situ hybridization, nucleic acid microarray, northern blot, or DNA chip.
일 구현예에서, 바이오 마커 유전자의 발현양을 단백질 수준에서 측정하는 제제는, 상기 마커의 단백질 전장 또는 그 단편을 특이적으로 인식하는 항체, 항체단편, 앱타머(aptamer), 아비머(avidity multimer) 또는 펩티도모방체(peptidomimetics)일 수 있으며, 상기 측정은 웨스턴블랏, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석(RIA: Radioimmunoassay), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 면역 전기영동, 조직면역염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), FACS, 질량분석 또는 단백질 마이크로어레이로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법으로 수행될 수 있다.In one embodiment, the agent for measuring the expression level of the biomarker gene at the protein level is an antibody, antibody fragment, aptamer, or avidity multimer that specifically recognizes the full-length protein of the marker or a fragment thereof. ) or peptidomimetics, and the measurement is Western blot, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), radioimmunoassay (RIA: Radioimmunoassay), radioimmunodiffusion, immunoelectrophoresis, tissue immunostaining , Immunoprecipitation assay, complement fixation assay, FACS, mass spectrometry, or protein microarray.
본 발명에서 사용된 용어 "검출" 또는 "측정"은 검출 또는 측정된 대상의 농도를 정량하는 것을 의미한다.As used herein, the term "detection" or "measurement" means detecting or quantifying the concentration of a measured object.
본 발명에서 용어, "프라이머"는 짧은 자유 3말단 수산화기 (free 3 hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍 (base pair)를 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응 (즉, DNA 폴리머레이트 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성이 개시할 수 있다. As used herein, the term "primer" is a nucleic acid sequence having a short free 3-terminal hydroxyl group, capable of forming a base pair with a complementary template, and serving as a starting point for template strand copying. It refers to a short nucleic acid sequence that functions. Primers can initiate DNA synthesis in the presence of reagents for polymerization (i.e., DNA polymerate or reverse transcriptase) and four different nucleoside triphosphates in an appropriate buffer and temperature.
본 발명에서 용어, "프로브"란 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링 되어 있어서 특정 mRNA의 존재 유무를 확인할 수 있다. 프로브는 올리고 뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 본 발명에서는 상기 AFP, HMMR, NXPH4, PITX1, THBS4 및/또는 UBE2T 유전자와 상보적인 프로브를 이용하여 혼성화를 실시하여, 혼성화 여부를 통해 상기 유전자 발현 정도를 진단할 수 있다. 적당한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 통상의 기술분야에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있으므로 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.In the present invention, the term "probe" refers to a nucleic acid fragment such as RNA or DNA corresponding to a few bases to several hundred bases in length that can form a specific binding with mRNA, and is labeled to confirm the presence or absence of a specific mRNA. can The probe may be manufactured in the form of an oligonucleotide probe, a single stranded DNA probe, a double stranded DNA probe, or an RNA probe. In the present invention, hybridization is performed using probes complementary to the AFP, HMMR, NXPH4, PITX1, THBS4, and/or UBE2T genes, and the degree of expression of the gene can be diagnosed through hybridization. Selection of an appropriate probe and hybridization conditions may be modified based on those known in the art, so the present invention is not particularly limited thereto.
본 발명의 프라이머 또는 프로브는 포스포르아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산 서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체 (예: 메틸 포스포네이트, 포스소트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체 (예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.The primers or probes of the present invention can be chemically synthesized using the phosphoramidite solid support method, or other well-known methods. Such nucleic acid sequences can also be modified using a number of means known in the art. Non-limiting examples of such modifications include methylation, capping, substitution of one or more homologues of a natural nucleotide, and modifications between nucleotides, such as uncharged linkages such as methyl phosphonates, phossotriesters, phosphoro amidates, carbamates, etc.) or to charged linkages (eg phosphorothioates, phosphorodithioates, etc.).
본 발명에서, 프로브를 cDNA 분자와 혼성화시키는 적합한 조건은 최적화 절차에 의하여 일련의 과정으로 결정될 수 있다. 이런 절차는 연구실에서 사용을 위한 프로토콜을 수립하기 위하여 당업자에 의하여 일련의 과정으로 실시된다. 예를 들어, 온도, 성분의 농도, 혼성화 및 세척 시간, 완충액 성분 및 이들의 pH 및 이온세기 등의 조건은 프로브의 길이 및 GC 양 및 타깃 뉴클레오타이드 서열 등의 다양한 인자에 의존한다. 혼성화를 위한 상세한 조건은 Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001); 및 M.L.M. Anderson, NucleicAcidHybridization, Springer-Verlag New York Inc. N.Y.(1999)에서 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 엄격조건 중에서 고 엄격조건은 0.5 M NaHPO4, 7% SDS(sodium dodecyl sulfate),1mM EDTA에서 65℃ 조건으로 혼성화하고, 0.1 x SSC(standard saline citrate)/0.1% SDS에서 68℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다. 또는, 고 엄격조건은 6 x SSC/0.05% 소듐 파이로포스페이트에서 48℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다. 저 엄격조건은 예를 들어, 0.2 x SSC/0.1% SDS에서 42℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다.In the present invention, suitable conditions for hybridizing a probe with a cDNA molecule can be determined in a series of steps by an optimization procedure. This procedure is carried out as a series of procedures by those skilled in the art to establish a protocol for use in the laboratory. For example, conditions such as temperature, concentration of components, hybridization and washing time, buffer components and their pH and ionic strength depend on various factors such as probe length and GC amount and target nucleotide sequence. Detailed conditions for hybridization are described in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001); and M.L.M. Anderson, Nucleic Acid Hybridization, Springer-Verlag New York Inc. N.Y. (1999). For example, among the above stringent conditions, high stringency conditions are hybridization at 65 ° C in 0.5
본 발명에서 용어, "항체"란 당해 분야에서 공지된 용어로서 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 본 발명의 목적상, 항체는 본 발명의 마커인 AFP, HMMR, NXPH4, PITX1, THBS4 및/또는 UBE2T 유전자에서 발현되는 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 상기 항체의 제조방법은 널리 공지된 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 여기에는 상기 단백질에서 만들어질 수 있는 부분 펩티드도 포함된다. 본발명의 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며 폴리클로날 항체, 모노클로날 항체 또는 항원 결합성을 갖는 것이면 그것의 일부도 본 발명의 항체에 포함되고 모든 면역 글로불린 항체가 포함된다. 나아가, 본 발명의 항체에는 인간화 항체 등의 특수 항체도 포함된다.As used herein, the term "antibody" is a term known in the art and refers to a specific protein molecule directed against an antigenic site. For the purpose of the present invention, an antibody refers to an antibody that specifically binds to a protein expressed in the AFP, HMMR, NXPH4, PITX1, THBS4 and/or UBE2T gene, which is a marker of the present invention, and the method for preparing the antibody is widely used. It can be prepared using a known method. This includes partial peptides that can be made from the protein. The form of the antibody of the present invention is not particularly limited, and a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, or any antibody having antigen-binding properties is also included in the antibody of the present invention, and all immunoglobulin antibodies are included. Furthermore, the antibodies of the present invention include special antibodies such as humanized antibodies.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 포함하는, 간암 진단 키트에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a liver cancer diagnosis kit comprising the composition of the present invention.
일 구현예에서, 상기 키트는 대상체 또는 환자로부터 생체 시료를 수집하기 위한 도구 및/또는 시약 뿐 아니라 그 시료로부터 게놈 DNA, cDNA, RNA 또는 단백질을 준비하기 위한 도구 및/또는 시약을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 게놈 DNA의 관련 영역을 증폭하기 위한 PCR 프라이머를 포함할 수 있다. 상기 키트는 약리게놈학적 프로파일링에 유용한 유전 인자의 프로브를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 키트의 사용에 있어서, 표지화된 올리고뉴클레오티드를 사용하여 분석 중 용이하게 동정할 수 있다.In one embodiment, the kit may further comprise tools and/or reagents for collecting a biological sample from a subject or patient as well as tools and/or reagents for preparing genomic DNA, cDNA, RNA or protein from the sample. there is. For example, it may include PCR primers to amplify relevant regions of genomic DNA. The kit may contain probes of genetic factors useful for pharmacogenomic profiling. Also, in the use of such kits, labeled oligonucleotides can be used for easy identification during analysis.
본 발명에서, 사용된 용어 “진단”은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 객체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 한 객체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는 지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)(예컨대, 전-전이성 또는 전이성 암 상태의 동정, 암의 단계 결정 또는 치료에 대한 암의 반응성 결정)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)을 포함한다.In the present invention, the term “diagnosis” as used herein refers to determining the susceptibility of a subject to a specific disease or disorder, determining whether a subject currently has a specific disease or disorder, determining whether a specific disease or disorder Determining the prognosis of a subject with a disease (e.g., identifying pre-metastatic or metastatic cancer status, determining the stage of a cancer, or determining the responsiveness of a cancer to treatment), or using therametrics (e.g., monitoring the condition of the subject to provide information on the efficacy of the treatment).
일 구현예에서, 상기 키트는 DNA 중합효소 및 dNTP(dGTP, dCTP, dATP 및 dTTP), 형광물질 등의 표지 물질을 추가로 더 함유할 수 있다.In one embodiment, the kit may further contain DNA polymerase and dNTP (dGTP, dCTP, dATP and dTTP), a labeling material such as a fluorescent substance.
일 측면에서, 본 발명은 SMARCA4 억제제를 유효성분으로 포함하는 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating liver cancer comprising a SMARCA4 inhibitor as an active ingredient.
일 구현예에서, 상기 SMARCA4 억제제는 siRNA일 수 있으며, 서열번호 1의 siRNA일 수 있다.In one embodiment, the SMARCA4 inhibitor may be siRNA, and may be siRNA of SEQ ID NO: 1.
일 구현예에서, SMARCA2 또는 이의 발현 촉진제, Gankyrin 억제제, AKR1B10 억제제, SMARCC1 억제제, 또는 IRAK1 억제제를 추가로 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further include SMARCA2 or an expression promoter thereof, a Gankyrin inhibitor, an AKR1B10 inhibitor, a SMARCC1 inhibitor, or an IRAK1 inhibitor.
일 구현예에서, 상기 IRAK1 억제제는 siRNA일 수 있으며, 서열번호 2의 siRNA일 수 있다.In one embodiment, the IRAK1 inhibitor may be siRNA, and may be siRNA of SEQ ID NO: 2.
일 구현예에서, 간암은 간세포암일 수 있으며, IRAK1이 과발현되는 간세포암인 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment, the liver cancer may be hepatocellular carcinoma, more preferably hepatocellular carcinoma in which IRAK1 is overexpressed.
본 발명에 따른 약학적 조성물에는 SMARCA4, SMARCC1 또는 IRAK1의 발현을 억제하거나, SMARCA2의 발현을 촉진할 수 있는 물질이라면 모두 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may include any substance capable of inhibiting the expression of SMARCA4, SMARCC1 or IRAK1 or promoting the expression of SMARCA2.
본 발명에서 상기 본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증 등 과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 약학적으로 허용되는 담체로는 예를 들면, 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등과 같은 경구 투여용 담체 및 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글리콜 등과 같은 비경구 투여용 담체 등이 있으며 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다 (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995). In the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable carrier. In the above, "pharmaceutically acceptable" refers to a composition that is physiologically acceptable and does not cause an allergic reaction such as gastrointestinal disorder, dizziness, or similar reaction when administered to humans. Pharmaceutically acceptable carriers include, for example, carriers for oral administration such as lactose, starch, cellulose derivatives, magnesium stearate and stearic acid, and carriers for parenteral administration such as water, suitable oil, saline, aqueous glucose and glycol, etc. and the like, and may further include a stabilizer and a preservative. Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium bisulfite, sodium sulfite or ascorbic acid. Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-paraben and chlorobutanol. As other pharmaceutically acceptable carriers, reference may be made to those described in the following literature (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).
본 발명에 따른 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용되는 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 적합한 형태로 제형화될 수 있다. 즉, 본 발명의 약학적 조성물은 공지의 방법에 따라 다양한 비경구 또는 경구 투여용 형태로 제조될 수 있으며, 비경구 투여용 제형의 대표적인 것으로는 주사용 제형으로 등장성 수용액 또는 현탁액이 바람직하다. 주사용 제형은 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁화제를 사용하여 당업계에 공지된 기술에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 각 성분을 식염수 또는 완충액에 용해시켜 주사용으로 제형화될 수 있다. 또한, 경구 투여용 제형으로는, 이에 한정되지는 않으나, 분말, 과립, 정제, 환약 및 캡슐 등이 있다. 상기와 같은 방법으로 제형화된 약학적 조성물은 유효량으로 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있는데, 상기 "투여"란 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미하며 물질의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 상기에서 "유효량"이란 환자에게 투여하였을 때, 예방 또는 치료 효과를 나타내는 양을 말한다. 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 환자의 질환 종류 및 중증도, 연령, 성별, 체중, 약물에 대한 민감도, 현재 치료법의 종류, 투여방법, 표적 세포 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있으며, 당 분야의 전문가들에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 종래의 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 바람직하게는 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1~10000㎍/체중kg/day, 더욱 더 바람직하게는 10~1000㎎/체중kg /day의 유효용량으로 하루에 수회 반복 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may be formulated in a suitable form according to a method known in the art together with a pharmaceutically acceptable carrier as described above. That is, the pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in various forms for parenteral or oral administration according to known methods, and a representative formulation for parenteral administration is an isotonic aqueous solution or suspension for injection. Formulations for injection may be prepared according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents and suspending agents. For example, it can be formulated for injection by dissolving each component in saline or buffer. In addition, dosage forms for oral administration include, but are not limited to, powders, granules, tablets, pills, and capsules. The pharmaceutical composition formulated in the above way may be administered in an effective amount through various routes including oral, transdermal, subcutaneous, intravenous or intramuscular. It means that the administration route of the substance can be administered through any general route as long as it can reach the target tissue. In the above, "effective amount" refers to an amount that exhibits a preventive or therapeutic effect when administered to a patient. The dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention may vary depending on various factors such as the type and severity of the patient's disease, age, sex, weight, sensitivity to drugs, the type of current treatment, administration method, target cells, etc. can be easily determined by experts in In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may be administered in combination with conventional therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered single or multiple times. Preferably, considering all of the above factors, it is possible to administer an amount that can obtain the maximum effect with the minimum amount without side effects, more preferably 1 to 10000 μg/kg body weight/day, and even more preferably 10 to 1000 It can be administered repeatedly several times a day at an effective dose of mg/kg body weight/day.
일 구현예에서, SMARCA2의 발현 촉진제는, 바람직하게는 화학물질, 뉴클레오티드, 상기 유전자를 포함하는 벡터, 상기 유전자가 번역된 단백질 또는 이의 단편, 또는 천연물 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있다.In one embodiment, the SMARCA2 expression promoter may include, preferably, a chemical substance, a nucleotide, a vector containing the gene, a protein in which the gene is translated or a fragment thereof, or a natural product extract as an active ingredient.
본 발명에서 사용되는 용어, "발현 촉진"이란 표적 유전자의 (mRNA로의) 발현 또는 (단백질로의) 번역 증진을 야기하는 것을 의미한다.As used herein, the term “stimulation of expression” means to cause enhancement of expression (into mRNA) or translation (into protein) of a target gene.
일 구현예에서, SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10의 발현 억제제는, 바람직하게는 화학물질, 뉴클레오티드, 안티센스, siRNA 올리고뉴클레오타이드 또는 천연물 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 유전자의 뉴클레오티드 서열에 상보적인 서열을 가지는 안티센스 또는 siRNA(small interference RNA) 올리고뉴클레오티드를 유효성분으로 포함할 수 있다.In one embodiment, the expression inhibitor of SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 may preferably include a chemical substance, nucleotide, antisense, siRNA oligonucleotide or natural product extract as an active ingredient, more preferably a nucleotide of the gene An antisense or small interference RNA (siRNA) oligonucleotide having a sequence complementary to the sequence may be included as an active ingredient.
본 발명에서 사용되는 용어, "발현 억제"란 표적 유전자의 (mRNA로의) 발현 또는 (단백질로의) 번역 저하를 야기하는 것을 의미하며, 바람직하게는 이에 의해 표적 유전자 발현이 탐지 불가능해지거나 무의미한 수준으로 존재하게 되는 것을 의미한다.As used herein, the term "expression inhibition" means to cause a reduction in the expression (into mRNA) or translation (into protein) of a target gene, preferably by which the expression of the target gene is undetectable or insignificant. means to exist.
본 발명에서 사용되는 용어, "siRNA(small interfering RNA)"란 RNA 방해 또는 유전자 사일런싱을 매개할 수 있는 핵산 분자를 의미한다 (국제 공개특허 번호 00/44895, 01/36646, 99/32619, 01/29058, 99/07409 및 00/44914 참조). siRNA는 표적 유전자의 발현을 억제할 수 있기 때문에 효율적인 유전자 넉다운(knock-down) 방법으로서 또는 유전자 치료 방법으로 제공된다. 본 발명의 siRNA 분자는, 센스 가닥(SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10의 mRNA 서열에 상응하는 서열)과 안티센스 가닥(SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10의 mRNA 서열에 상보적인 서열)이 서로 반대쪽에 위치하여 이중쇄를 이루는 구조를 가질 수 있으며, 또한, 본 발명의 siRNA 분 자는 자기-상보성(self-complementary) 센스 및 안티센스 가닥을 가지는 단일쇄 구조를 가질 수 있다. 나아가 siRNA는 RNA끼리 짝을 이루는 이중사슬 RNA 부분이 완전히 쌍을 이루는 것에 한정되지 않고 미스매치(대응하는 염기가 상보적이지 않음), 벌지(일방의 사슬에 대응하는 염기가 없음) 등에 의하여 쌍을 이루지 않는 부분이 포함될 수 있다. 또한, siRNA 말단 구조는 SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10 유전자의 발현을 RNAi 효과에 의하여 억제할 수 있는 것이면 평활(blunt) 말단 혹은 점착(cohesive) 말단 모두 가능하고, 점착 말단 구조는 3'-말단 돌출 구조와 5'-말단 돌출 구조 모두 가능하다. 또한, 본 발명의 siRNA 분자는 자기-상보성(self-complementary) 센스 및 안티센스 가닥 사이에 짧은 뉴클레오티드 서열이 삽입된 형태를 가질 수 있으며, 이 경우 뉴클레오타이드 서열의 발현에 의해 형성된 siRNA 분자는 분자내 혼성화에 의하여 헤어핀 구조를 형성하게 되며, 전체적으로는 스템-앤드-루프 구조를 형성하게 된다 (shRNA). 이 스템-앤드-루프 구조는 인 비트로 또는 인 비보에서 프로세싱되어 RNAi를 매개할 수 있는 활성의 siRNA 분자를 생성한다. siRNA를 제조하는 방법은 시험관에서 siRNA를 직접 합성한 뒤, 형질전환 과정을 거쳐 세포 안으로 도입시키는 방법과 siRNA가 세포 안에서 발현되도록 제조된 siRNA 발현 벡터 또는 PCR-유래의 siRNA 발현 카세트 등을 세포 안으로 형질전환 또는 감염(infection)시키는 방법이 있다.As used herein, the term "small interfering RNA (siRNA)" refers to a nucleic acid molecule capable of mediating RNA interference or gene silencing (International Patent Publication Nos. 00/44895, 01/36646, 99/32619, 01 /29058, 99/07409 and 00/44914). Since siRNA can suppress the expression of a target gene, it is provided as an efficient gene knock-down method or a gene therapy method. In the siRNA molecule of the present invention, the sense strand (sequence corresponding to the mRNA sequence of SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10) and the antisense strand (sequence complementary to the mRNA sequence of SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10) are located opposite each other, It may have a double-stranded structure, and also, the siRNA molecule of the present invention may have a single-stranded structure having self-complementary sense and antisense strands. Furthermore, siRNA is not limited to complete pairing of double-stranded RNA parts paired with each other, but pairing by mismatch (corresponding bases are not complementary), bulge (no base corresponding to one chain), etc. Unfinished parts may be included. In addition, the siRNA end structure can be either a blunt end or a cohesive end as long as it can suppress the expression of the SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 gene by the RNAi effect, and the cohesive end structure is a 3'-terminal protruding Both structures and 5'-end overhang structures are possible. In addition, the siRNA molecule of the present invention may have a form in which a short nucleotide sequence is inserted between the self-complementary sense and antisense strands, in which case the siRNA molecule formed by expression of the nucleotide sequence is resistant to intramolecular hybridization. By this, a hairpin structure is formed, and a stem-and-loop structure is formed as a whole (shRNA). This stem-and-loop structure can be processed in vitro or in vivo to generate active siRNA molecules capable of mediating RNAi. Methods for producing siRNA include direct synthesis of siRNA in a test tube and introduction into cells through a transformation process, and transfection of siRNA expression vectors or PCR-derived siRNA expression cassettes prepared so that siRNA is expressed in cells into cells. There is a way to convert or infect.
일 구현예에서, 유전자 특이적인 siRNA를 포함하는 본 발명의 조성물은 siRNA의 세포 내 유입을 촉진시키는 제제를 포함할 수 있다. siRNA의 세포 내 유입을 촉진시키는 제제에는 일반적으로 핵산 유입을 촉진하는 제제를 사용할 수 있으 며, 이러한 예로는, 리포좀을 이용하거나 콜레스테롤, 콜레이트 및 데옥시콜산을 비롯한 다수의 스테롤류 중 1 종의 친유성 담체와 함께 배합할 수 있다. 또한 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 스퍼민(spermine), 폴리실아잔 (polysilazane), 폴리에틸레민(PEI: polyethylenimine), 폴리디하이드로이미다졸레늄 (polydihydroimidazolenium), 폴리알리라민(polyallylamine), 키토산(chitosan) 등의 양이온성 고분자 (cationic polymer)를 이용할 수도 있고, 숙실화된 PLL(succinylated PLL), 숙실화된 PEI(succinylated PEI), 폴리글루타믹산(polyglutamic acid), 폴리아스파틱산(polyaspartic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메타아크릴산(polymethacylic acid), 덱스트란 설페이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 히아루릭산 (hyaluronic acid) 등의 음이온성 고분자(anionic polymer)를 이용할 수 있다. In one embodiment, the composition of the present invention including the gene-specific siRNA may include an agent that promotes the entry of siRNA into cells. Agents that promote siRNA uptake into cells can generally use agents that promote nucleic acid uptake. For example, liposomes are used or one of a number of sterols including cholesterol, cholate, and deoxycholic acid is used. It can be formulated with an oily carrier. In addition, poly-L-lysine, spermine, polysilazane, polyethylenimine (PEI), polydihydroimidazolenium, polyallylamine ), a cationic polymer such as chitosan may be used, and succinylated PLL (succinylated PLL), succinylated PEI (polyglutamic acid), polyaspartic acid Anionic polymers such as polyaspartic acid, polyacrylic acid, polymethacylic acid, dextran sulfate, heparin, and hyaluronic acid available.
일 구현예에서, 상기 SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10 단백질의 발현 및 활성을 감소시키는 물질로서 상기 단백질에 특이적인 항체를 사용할 경우, 상기 항체는 기존의 치료제와 직접 또는 링커 등을 통하여 간접적으로 커플링(예를 들어, 공유결합)시킬 수 있다. In one embodiment, when an antibody specific to the protein is used as a substance that reduces the expression and activity of the SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 protein, the antibody is directly coupled to an existing therapeutic agent or indirectly through a linker or the like (e.g. covalent bond).
본 발명에서 사용되는 용어, "안티센스 올리고뉴클레오타이드”란 특정 mRNA의 서열에 상보적인 핵산 서열을 함유 하고 있는 DNA 또는 RNA 또는 이들의 유도체를 의미하고, mRNA 내의 상보적인 서열에 결합하여 SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10의 단백질로의 번역을 저해하는 작용을 한다. 본 발명의 안티센스 서열은 SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10 mRNA에 상보적이고 SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10 mRNA에 결합할 수 있는 DNA 또는 RNA 서열을 의미하며, SMARCC1, IRAK1, Gankyrin 또는 AKR1B10 mRNA의 번역, 세포질 내로의 전위(translocation), 성숙 (maturation) 또는 다른 모든 전체적인 생물학적 기능에 대한 필수적인 활성을 저해할 수 있다. 또한, 상기 안티센스 핵산은 효능을 증진시키기 위하여 하나 이상의 염기, 당 또는 골격(backbone)의 위치에서 변형될 수 있다 (De Mesmaeker et al., Curr Opin Struct Biol., 5, 3, 343-55, 1995). 핵산 골격은 포스포로티 오에이트, 포스포트리에스테르, 메틸 포스포네이트, 단쇄 알킬, 시클로알킬, 단쇄 헤테로아토믹, 헤테로시클릭 당 간 결합 등으로 변형될 수 있다. 또한, 안티센스 핵산은 하나 이상의 치환된 당 모이어티(sugar moiety)를 포함할 수 있다. 안티센스 핵산은 변형된 염기를 포함할 수 있다. 변형된 염기에는 하이포크잔틴, 6-메틸아데닌, 5-메틸피리미딘 (특히, 5-메틸시토신), 5-하이드록시메틸시토신(HMC), 글리코실 HMC, 젠토비오실 HMC, 2-아미노아 데닌, 2-티오우라실, 2-티오티민, 5-브로모우라실, 5-하이드록시메틸우라실, 8-아자구아닌, 7-데아자구아닌, N6 (6-아미노헥실)아데닌, 2,6-디아미노퓨린 등이 있다. 또한, 본 발명의 안티센스 핵산은 상기 안티센스 핵산의 활성 및 세포 흡착성을 향상시키는 하나 이상의 모이어티(moiety) 또는 컨쥬게이트(conjugate)와 화학적으로 결합될 수 있다. 콜레스테롤 모이어티, 콜레스테릴 모이어티, 콜릭산, 티오에테르, 티오콜레스테롤, 지방성 사슬, 인지질, 폴리아민, 폴리에틸렌 글리콜 사슬, 아다맨탄 아세트산, 팔미틸 모이어티, 옥타데실아민, 헥실아미노카르보닐-옥시콜에스테롤 모이어티 등의 지용성 모이어티 등이 있고 이에 제한되지는 않는다. 지용성 모이어티를 포함하는 올리고뉴클레오티드와 제조 방법은 본 발명의 기술 분야에서 이미 잘 알려져 있다 (미국특허 제 5,138,045호, 제5,218,105호 및 제5,459,255호). 상기 변형된 핵산은 뉴클레아제에 대한 안정성을 증가시키고 안티센스 핵산과 표적 mRNA와의 결합 친화력을 증가시킬 수 있다. 안티센스 올리고뉴클레오타이드는 통상의 방법으로 시험관에서 합성되어 생체 내로 투여하거나 생체 내에서 안티센스 올리고뉴클레오타이드가 합성되도록 할 수 있다. 시험관에서 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 합성하는 일예는 RNA 중합효소 I를 이용하는 것이다. 생체 내에서 안티센스 RNA가 합성되도록 하는 한 가지 예는 인식부 위(MCS)의 기원이 반대 방향에 있는 벡터를 사용하여 안티센스 RNA가 전사되도록 하는 것이다. 이런 안티센스 RNA는 서열 내에 번역 중지 코돈이 존재하도록 하여 펩타이드 서열로 번역되지 않도록 하는 것이 바람직하다.As used herein, the term "antisense oligonucleotide" refers to DNA or RNA or derivatives thereof containing a nucleic acid sequence complementary to a specific mRNA sequence, and binds to a complementary sequence in mRNA to SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or inhibits the translation of AKR1B10 into a protein The antisense sequence of the present invention refers to a DNA or RNA sequence that is complementary to SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 mRNA and capable of binding to SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 mRNA. In addition, the antisense nucleic acid can inhibit translation, cytoplasmic translocation, maturation, or any other essential activity for overall biological function of SMARCC1, IRAK1, Gankyrin or AKR1B10 mRNA. (De Mesmaeker et al., Curr Opin Struct Biol., 5, 3, 343-55, 1995). ates, phosphotriesters, methyl phosphonates, short-chain alkyls, cycloalkyls, short-chain heteroatomic, heterocyclic intersugar linkages, etc. In addition, antisense nucleic acids can contain one or more substituted sugar moieties. Antisense nucleic acids may include modified bases, including hypoxanthine, 6-methyladenine, 5-methylpyrimidine (particularly 5-methylcytosine), 5-hydroxymethylcytosine. (HMC), Glycosyl HMC, Gentobiocil HMC, 2-aminoadenine, 2-thiouracil, 2-thiothymine, 5-bromouracil, 5-hydroxymethyluracil, 8-azaguanine, 7-decane azaguanine, N6 (6-aminohexyl) adenine, 2,6-diaminopurine, etc. In addition, the antisense nucleic acid of the present invention may include one or more moieties that enhance the activity and cell adhesion of the antisense nucleic acid; It can be chemically combined with a conjugate. Cholesterol moiety, cholesteryl moiety, cholic acid, thioether, thiocholesterol, fatty chain, phospholipid, polyamine, polyethylene glycol chain, adamantane acetic acid, palmityl moiety, octadecylamine, hexylaminocarbonyl-oxycol and fat-soluble moieties such as esterol moieties, but are not limited thereto. Oligonucleotides containing fat-soluble moieties and preparation methods are already well known in the art (U.S. Patent Nos. 5,138,045, 5,218,105 and 5,459,255). The modified nucleic acid may increase stability to nucleases and increase binding affinity between the antisense nucleic acid and the target mRNA. The antisense oligonucleotide may be synthesized in vitro by a conventional method and administered into a living body, or the antisense oligonucleotide may be synthesized in vivo. One example of synthesizing antisense oligonucleotides in vitro is using RNA polymerase I. One example of allowing antisense RNA to be synthesized in vivo is to allow antisense RNA to be transcribed using a vector in which the origin of the recognition site (MCS) is reversed. Such antisense RNA preferably has a translational stop codon in the sequence so that it is not translated into the peptide sequence.
일 측면에서, 본 발명은 (a) 검사 대상체로부터 분리한 생물학적 시료에서 SMARCA4 또는 IRAK1의 유전자 발현양을 측정하는 단계; (b) 정상 대조군 시료의 해당 유전자의 상응하는 결과와 비교하는 단계; 및 (c) (a) 단계에서의 유전자 발현량이 (b) 단계에서의 해당 유전자의 발현 수준에 비해 높은 경우, 상기 검사 대상체가 간암일 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 간암 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention comprises (a) measuring the gene expression level of SMARCA4 or IRAK1 in a biological sample isolated from a test subject; (b) comparing with the corresponding result of the gene of interest in a normal control sample; and (c) determining that the test subject has liver cancer when the expression level of the gene in step (a) is higher than the expression level of the corresponding gene in step (b), providing information necessary for diagnosing liver cancer. It's about how to do it.
일 구현예에서, 상기 방법은 (a) 검사 대상체로부터 분리한 생물학적 시료에서 SMARCC1, SMARCA2, Gankyrin 또는 AKR1B10의 유전자 또는 단백질 발현양을 측정하는 단계; (b) 정상 대조군 시료의 해당 유전자 또는 단백질의 상응하는 결과와 비교하는 단계; 및 (c) SMARCC1, Gankyrin 또는 AKR1B10의 (a) 단계에서의 발현량이 (b) 단계에서의 해당 유전자 또는 단백질의 발현 수준에 비해 높은 경우, 또는 SMARCA2의 (a) 단계에서의 발현량이 (b) 단계에서의 해당 유전자 또는 단백질의 발현 수준에 비해 낮은 경우, 상기 검사 대상체가 간암일 것으로 판단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, the method comprises (a) measuring the gene or protein expression level of SMARCC1, SMARCA2, Gankyrin or AKR1B10 in a biological sample isolated from a test subject; (b) comparing with corresponding results of the corresponding gene or protein in a normal control sample; And (c) when the expression level of SMARCC1, Gankyrin or AKR1B10 in step (a) is higher than the expression level of the corresponding gene or protein in step (b), or the expression level of SMARCA2 in step (a) (b) When lower than the expression level of the corresponding gene or protein in the step, a step of determining that the test subject has liver cancer may be further included.
일 구현예에서, 생물학적 시료는 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 뇨와 같은 시료 등을 포함할 수 있다.In one embodiment, the biological sample may include samples such as tissue, cells, whole blood, serum, plasma, saliva, sputum, cerebrospinal fluid or urine.
일 측면에서, 본 발명은 (a) 검사 대상체로부터 분리한 생물학적 시료에서 SMARCA4 또는 IRAK1의 유전자 발현양을 측정하는 단계; (b) 정상 대조군 시료의 해당 유전자의 상응하는 결과와 비교하는 단계; 및 (c) (a) 단계에서의 유전자 발현량이 (b) 단계에서의 해당 유전자의 발현 수준에 비해 높은 경우, 상기 검사 대상체의 예후가 나쁜 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 간암의 예후 예측을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention comprises (a) measuring the gene expression level of SMARCA4 or IRAK1 in a biological sample isolated from a test subject; (b) comparing with the corresponding result of the gene of interest in a normal control sample; And (c) if the gene expression level in step (a) is higher than the expression level of the gene in step (b), for predicting the prognosis of liver cancer, including the step of determining that the test subject has a poor prognosis It is about how to present information.
일 측면에서, 본 발명은 IRAK1의 발현양을 측정하는 단계를 포함하는, SMARCA4 억제제의 간암 치료 반응성 예측방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for predicting liver cancer treatment responsiveness of a SMARCA4 inhibitor, comprising measuring the expression level of IRAK1.
일 구현예에서, 상기 방법은 Gankyrin 또는 AKR1B10의 발현양을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include measuring the expression level of Gankyrin or AKR1B10.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are only for specifying the content of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
실시예 1. HCC에서 SWI/SNF 복합체의 서브유닛 유전자 발현 수준 평가Example 1. Evaluation of subunit gene expression levels of the SWI/SNF complex in HCC
HCC에서 서브유닛 유전자의 발현 수준을 확인하기 위해, TCGA_LIHC(The Cancer Genome Atlas liver hepatocellular carcinoma project), ICGC_LIRI(International Cancer Genome Consortium liver Cancer-RIKEN, JP) 및 NCBI의 GEO(Gene Expression Omnibus) 데이터베이스 (Accession Numbers: GSE6764, GSE22058, GSE25097, GSE54238, GSE62043, GSE77314, GSE89377 및 GSE114564)에서 데이터를 얻었다. TCGA-LIHC HTSeq-FPKM의 레벨 3 mRNA 발현 데이터를 log2 변환시키고 [log2(fpkm+1)] 유전자 발현 수준을 평가하는데 사용하였다. 그 결과, 인간 HCC (cBioPortal; n=1,019)는 SWI/SNF 서브유닛 유전자의 돌연변이 비율이 매우 낮은 것으로 나타났다 (도 1A). 이와 같은 유전자 변형(genetic alteration)의 낮은 발생율 및 비균질성(heterogeneity)은 특정 서브유닛 유전자의 우세한 이상 발현이 SWI/SNF 복합체의 시스템 장애(systemic disturbances)를 야기할 수 있음을 시사한다. 이에, 다단계 HCC 데이터 (Catholic_mLIHC; GSE114564)와 TCGA_LIHC, ICGC_LIRI, GSE77314, GSE22058, GSE25097, GSE62043 및 GSE6764 데이터 세트를 이용하여 SWI/SNF 서브유닛 유전자의 발현을 검토한 결과 (도 1B), 10개의 SWI/SNF 서브유닛 유전자 중에, SMARCA4 및 SMARCC1가 HCC 환자에서 현저히 과발현되어 있었으며, 동시에 SMARCA2가 하향 조절되어 있음을 확인할 수 있었다 (≥ ± 1.5 fold, P < 0.05). 또한, 34개의 HCC 조직과 이에 상응하는 비암성 간 생검의 HCC의 조직 쌍을 한국의 National Biobank에서 획득하여 이에 대해 분석한 결과, SMARCA4, SMARCA2 및 SMARCC1의 이상 조절이 TCGA_LIHC, ICGC_LIRI 및 GSE77314에서 일치하는 HCC의 조직 쌍에서도 확인되었다 (도 1C). 또한, 무작위로 선택된 34개의 HCC 조직의 추가 세트에서 qRT-PCR로도 추가 검증한 결과, SMARCA4 (67.6%) 및 SMARCC1 (52.9%) 과발현과 SMARCA2 (61.8%) 억제가 이 세트에서 일관되게 관찰되었다 (도 1D). 아울러, 웨스턴 블롯으로 선택된 HCC 및 비암성 간의 10개 조직 쌍을 분석한 결과에서도 SMARCA4 및 SMARCC1의 현저한 과발현과 동시에 SMARCA2의 억제가 HCC에서 관찰되었다 (도 1E).To confirm the expression level of subunit genes in HCC, TCGA_LIHC (The Cancer Genome Atlas liver hepatocellular carcinoma project), ICGC_LIRI (International Cancer Genome Consortium liver Cancer-RIKEN, JP) and NCBI's Gene Expression Omnibus (GEO) database (Accession Numbers: GSE6764, GSE22058, GSE25097, GSE54238, GSE62043, GSE77314, GSE89377 and GSE114564).
실시예 2. SMARCA4, SMARCA2 및 SMARCC1의 발현 조절에 의한 항종양 효과Example 2. Antitumor effect by modulating the expression of SMARCA4, SMARCA2 and SMARCC1
2-1. in vitro 분석2-1. in vitro analysis
상기 실시예에서 HCC 특이적으로 발현이 변화한 SMARCA4, SMARCA2 및 SMARCC1가 간암 발생(hepatocarcinogenesis)에서 어떤 역할을 하는지 확인하기 위해, 각 유전자를 RNA 간섭으로 낙다운하였다. 이를 위해, 정상 간세포보다 SMARCA4 및 SMARCC1 발현이 비교적 높고, SMARCA2 발현이 비교적 낮은 간 세포주인 Hep3B, Huh7 및 SNU-449에서 각 유전자를 RNA 간섭으로 낙다운하고, 세포생존율, 세포 증식률을 MTT 분석, BrdU 분석 및 집락형성 분석(clonogenic assay) 분석으로 확인하였다. 또한, 각 유전자의 낙다운 HCC 세포의 이동 및 침습을 보이든 챔버 운동성 분석(Boyden chamber motility assay) 및 상처 치유 분석(wound healing assay)으로 확인하였다. 아울러, 각 유전자의 낙다운이 HCC 세포에서 세포 주기 조절에 미치는 영향을 유세포 분석(Flow cytometric analysis)으로 확인하고, 세포 주기 조절 단백질을 웨스턴 블롯 분석으로 확인하였다.In order to confirm the role of SMARCA4, SMARCA2 and SMARCC1, whose expression was specifically changed in HCC in the above example, in hepatocarcinogenesis, each gene was knocked down by RNA interference. To this end, each gene was knocked down by RNA interference in Hep3B, Huh7, and SNU-449, which are hepatic cell lines with relatively high SMARCA4 and SMARCC1 expression and relatively low SMARCA2 expression than normal hepatocytes, and cell viability and cell proliferation were measured by MTT assay and BrdU. It was confirmed by analysis and clonogenic assay analysis. In addition, migration and invasion of HCC cells knocked down of each gene were confirmed by Boyden chamber motility assay and wound healing assay. In addition, the effect of knockdown of each gene on cell cycle regulation in HCC cells was confirmed by flow cytometric analysis, and cell cycle regulation proteins were confirmed by Western blot analysis.
그 결과, SMARCA4 및 SMARCC1의 낙다운이 HCC 세포의 세포 성장 및 증식 비율을 현저히 억제하는 것으로 나타났다 (도 2A 내지 D). 또한, SMARCA4-null HCC 세포주인 PLC/PRF/5 및 SK-Hep-1 모두에서 SMARCA2 낙다운은 HCC 세포의 종합적인 치사율을 나타냈으나, SMARCA4를 고발현하는 Hep3B 세포 및 Huh7 세포는 성장률에 변화가 없는 것으로 나타났다 (도 2E). 이 결과는 간세포암 발생에서 SMARCA4-SWI/SNF 복합체의 중추적인 역할을 나타낸다. 또한, 보이든 챔버 운동성 분석 결과에서 SMARCA4 낙다운이 HCC 세포의 혈청-자극된 이동 및 침습 반응을 현저히 억제하는 것으로 나타났으며 (도 3A), 상처 치유 분석 결과에서도 이와 유사하게 HCC 세포의 상처 치유 효과를 SMARCA4 낙다운이 감소시키는 것으로 나타났다 (도 3B). 아울러, 유세포 분석으로 SMARCA4 낙다운이 HCC 세포의 세포 주기 조절에 미치는 영향을 확인한 결과, SMARCA4 낙다운이 HCC 세포에서 G1기의 세포 수를 증가시키는 것으로 나타났고 (도 3C), 웨스턴 블롯으로 세포 주기 조절 단백질들의 발현을 확인한 결과, SMARCA4 낙다운이 HCC 세포에서 p27 Kip1 발현을 선택적으로 유도하고, 동시에 사이클린 D1, 사이클린 E, 사이클린-의존성 카이네이즈 2(CDK2), CDK4 및 CDK6를 억제함으로써 pRb의 과인산화(hypophosphorylation) (p-pRb)를 유도하는 것으로 나타났다 (도 3D). 이를 통해, HCC에서 SMARCA4 과활성이 세포 주기 단백질의 전자를 조절하여 G1기에서 S기로의 전환을 촉진하는 것을 알 수 있었다.As a result, it was shown that the knockdown of SMARCA4 and SMARCC1 significantly suppressed the cell growth and proliferation rate of HCC cells (Fig. 2A to D). In addition, in both SMARCA4-null HCC cell lines, PLC/PRF/5 and SK-Hep-1, knockdown of SMARCA2 resulted in overall lethality of HCC cells. appeared to be absent (Fig. 2E). These results indicate a pivotal role for the SMARCA4-SWI/SNF complex in hepatocellular carcinogenesis. In addition, the Boyden chamber motility assay results showed that SMARCA4 knockdown significantly inhibited the serum-stimulated migration and invasion responses of HCC cells (FIG. 3A), and the wound healing assay results similarly showed that HCC cell wound healing It was shown that SMARCA4 knockdown reduced the effect (FIG. 3B). In addition, as a result of confirming the effect of SMARCA4 knockdown on cell cycle regulation of HCC cells by flow cytometry, it was found that SMARCA4 knockdown increased the number of cells in the G1 phase in HCC cells (Fig. 3C), and Western blotting showed that cell cycle As a result of confirming the expression of regulatory proteins, knockdown of SMARCA4 selectively induced p27 Kip1 expression in HCC cells, and at the same time inhibited cyclin D1, cyclin E, cyclin-dependent kinase 2 (CDK2), CDK4 and CDK6, resulting in pRb hyperphosphorylation (hypophosphorylation) (p-pRb) (Fig. 3D). Through this, it was found that the hyperactivity of SMARCA4 in HCC promotes the transition from G1 phase to S phase by regulating electrons of cell cycle proteins.
2-2. in vivo 분석2-2. in vivo assay
SMARCA4, SMARCA2 및 SMARCC1의 조절이 생체 내에서 종양 억제 효과를 유발하는지 확인하기 위해, HCC가 약 15 내지 18주령에 발달되는 Ras-Tg(H-ras12V homozygous transgenic) 수컷 마우스 8마리에 14주령부터 SMARCA4-표적 마우스 siRNA (si-Smarca4) 또는 SMARCC1 siRNA (si-Smarcc1)와 혼합한 간 특이적 전달 시약 Invivofectamine, 또는 마우스SMARCA2 발현 플라스미드 (pBJ-Smarca2)와 혼합한 Turbofect를 정맥주사하였다 (도 3E). 마우스의 간 HCC는 14주령부터 간을 수득하는 24주령까지 초음파 촬영 (Philips, Amsterdam, Nederland)으로 확인되었고, 수득한 간의 중량 및 종양 질량수를 확인하고 이를 파쇄하여 웨스턴 블롯 분석으로 SMARCA4, SMARCA2 및 SMARCC1의 발현을 확인하였다.To determine if modulation of SMARCA4, SMARCA2, and SMARCC1 results in tumor suppressive effects in vivo, eight Ras-Tg (H-ras12V homozygous transgenic) male mice in which HCC develops at approximately 15 to 18 weeks of age were examined for SMARCA4 from 14 weeks of age. Liver-specific delivery reagent Invivofectamine mixed with target mouse siRNA (si-Smarca4) or SMARCC1 siRNA (si-Smarcc1), or Turbofect mixed with mouse SMARCA2 expression plasmid (pBJ-Smarca2) was intravenously injected (Fig. 3E). Liver HCC of mice was confirmed by ultrasonography (Philips, Amsterdam, Nederland) from 14 weeks of age to 24 weeks of age when livers were obtained, and the weight and tumor mass number of the obtained livers were confirmed, and they were disrupted to analyze SMARCA4, SMARCA2 and SMARCC1 by Western blot analysis. The expression of was confirmed.
그 결과, 대조군 마우스 (si-Cont)에서는 18주령부터 HCC가 검출되었으며, 4마리 중 3마리는 다수의 큰 HCC가 발생하였다. 반면, si-Smarca4 처리군 마우스에서는 24주령까지 HCC가 전혀 검출되지 않았다. 그러나, si-Smarcc1 처리군 마우스 및 pBJ-Smarca2 처리군 마우스에서는 20주령에 HCC가 검출되었고, 4마리 중 3마리는 비교적 작은 HCC가 발생되었다. 간의 총 중량 변화 및 종양 질량수(mass number)는 SMARCA4의 표적-억제가 종양 부하를 감소시키는데 현저하게 효과적이라는 것을 나타냈다. 아울러, 웨스턴 블롯 분석 결과, 각 군의 마우스 간 조직에서 Smarca4 및 Smarcc1의 억제와 Smarca2의 증가된 발현이 확인되었다 (도 3F). As a result, HCC was detected from 18 weeks of age in the control mice (si-Cont), and many large HCCs occurred in 3 out of 4 mice. On the other hand, no HCC was detected in the si-Smarca4-treated mice until 24 weeks of age. However, HCC was detected at 20 weeks of age in the si-Smarcc1-treated mice and the pBJ-Smarca2-treated mice, and relatively small HCC developed in 3 out of 4 mice. Total liver weight change and tumor mass number indicated that target-inhibition of SMARCA4 was remarkably effective in reducing tumor burden. In addition, as a result of Western blot analysis, suppression of Smarca4 and Smarcc1 and increased expression of Smarca2 were confirmed in the liver tissues of each group of mice (FIG. 3F).
실시예 3. HCC에서 SMARCA4-조절 유전자 확인Example 3. Identification of SMARCA4-regulated genes in HCC
3-1. SMARCA4-조절 유전자 선발3-1. SMARCA4-regulated gene selection
SMARCA4-SWI/SNF 조절 유전자를 확인하기 위해, ENCODE(Encyclopedia of DNA Elements) (https://www.encodeproject.org/)로부터 입수 가능한 HepG2 세포의 히스톤 ChIP-seq를 이용하여 HCC 세포에서 SMARCA4에 의해 특이적으로 인식되는 마커인 H3K27ac 및 H3K27me3가 풍부한 위치를 포괄적으로 맵핑하였다. 여기에서 Bowtie 2 (http://bowtie-bio.sourceforge.net/bowtie2/index.shtml) 맵퍼를 사용하여 트리밍된 판독값을 인간 게놈에 정렬시켰고, PCR 편향(bias)을 제거하기 위해, 중복 판독값을 Sambamba 툴 (https://lomereiter.github.io/sambamba/)을 이용하여 제거하였다. HOMER (findPeaks)를 이용하여 H3K27ac 또는 H3K27me3가 풍부한 위치를 확인하였다 (FDR-조정된 p 값 컷오프=0.001). 상기 분석을 통해, 피크에 가장 가까운 21,684 유전자 중 9,198개의 유전자가 활성 인핸서로 확인되었다 (도 4A). 그 후, HCC 세포에서 조절된 유전자 요소(elements)를 확인하기 위해 Hep3B에서 SMARCA4 낙다운을 수행하여 SMARCA4에 의해 조절되는 1,865개의 유전자 요소를 찾았으며 (> ± 1.5 fold, P < 0.05), 이 중 1,054개의 유전자가 SMARCA4가 낙다운된 HCC 세포에서 하향 조절되는 것으로 나타났다. 이들 SMARCA4-조절 유전자 1,054개를 9,198개의 활성 인핸서와 함께 벤다이어그램 분석으로 분석한 결과, 563개의 유전자가 HCC에서 SMARCA4-SWI/SNF에 의해 조절되는 것으로 분석되었다 (도 4A). 563개의 SMARCA4-관련 유전자는 여러 단계의 HCC에 걸쳐 전사 수준이 점진적인 증가 또는 감소하고, 진행된 HCC에서 일관되게 최고 또는 최저 수준인 것으로 나타났다 (도 4B). Gene Ontology terms를 사용하여, 상기 563개의 유전자 세트에서 신생혈관, Wnt 신호전달, 인테그린 신호전달, PDGF 신호전달 및 G-단백질 신호전달을 포함하는 발암(carcinogenesis) 기능과 관련된 유전자를 탐색하였다 (도 4C). HCC에서 SMARCA4에 의해 조절되는 유전자를 선발하기 위해, 563개의 유전자를 TCGA_LIHC 및 ICGC_LIRI 데이터 세트 모두에서 과발현되는 84개의 유전자로 줄이고 (≥ 1.5 fold, P < 0.05), 그 후, SMARCA4 발현과 유의한 상관 관계가 있는 37개의 유전자 중 상향조절된 상위 5개의 유전자를 검사하고 검증하였다 (도 4A). SMARCA4가 이들 유전자를 직접적으로 조절하는지 확인하기 위해, HCC 세포를 SMARCA4 siRNA (si-SMARCA4)로 낙다운하고 qRT-PCR로 유전자 발현 변화를 확인하였다. 그 결과, 모든 HCC 세포에서 SMARCA4 낙다운에 의해 CKAP4 및 IRAK1가 일관되게 억제된 것을 확인하였다 (도 4D).To identify the SMARCA4-SWI/SNF regulated genes, by SMARCA4 in HCC cells using histone ChIP-seq of HepG2 cells available from Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE) (https://www.encodeproject.org/). Positions enriched in the specifically recognized markers H3K27ac and H3K27me3 were comprehensively mapped. Here, the trimmed reads were aligned to the human genome using the Bowtie 2 ( http://bowtie-bio.sourceforge.net/bowtie2/index.shtml ) mapper, and to remove PCR bias, redundant reads The values were removed using the Sambamba tool ( https://lomereiter.github.io/sambamba/ ). HOMER (findPeaks) was used to identify positions enriched in H3K27ac or H3K27me3 (FDR-adjusted p-value cutoff=0.001). Through this analysis, 9,198 genes out of 21,684 genes closest to the peak were identified as active enhancers (FIG. 4A). Then, in order to identify gene elements regulated in HCC cells, SMARCA4 knockdown was performed in Hep3B to find 1,865 gene elements regulated by SMARCA4 (> ± 1.5 fold, P < 0.05), among which 1,054 genes were found to be downregulated in HCC cells in which SMARCA4 was knocked down. As a result of analyzing these 1,054 SMARCA4-regulated genes together with 9,198 active enhancers by Venn diagram analysis, 563 genes were analyzed to be regulated by SMARCA4-SWI/SNF in HCC (FIG. 4A). 563 SMARCA4-related genes showed gradual increase or decrease in transcript levels across different stages of HCC, and consistently highest or lowest levels in advanced HCC (FIG. 4B). Using Gene Ontology terms, genes related to carcinogenesis functions including angiogenesis, Wnt signaling, integrin signaling, PDGF signaling and G-protein signaling were searched in the 563 gene sets (Fig. 4C). ). To select genes regulated by SMARCA4 in HCC, we reduced 563 genes to 84 genes overexpressed in both TCGA_LIHC and ICGC_LIRI data sets (≥ 1.5 fold, P < 0.05), and then significantly correlated with SMARCA4 expression. Among the 37 genes involved, the top 5 genes upregulated were examined and validated (FIG. 4A). To confirm whether SMARCA4 directly regulates these genes, HCC cells were knocked down with SMARCA4 siRNA (si-SMARCA4) and gene expression changes were confirmed by qRT-PCR. As a result, it was confirmed that CKAP4 and IRAK1 were consistently inhibited by SMARCA4 knockdown in all HCC cells (FIG. 4D).
3-2. SMARCA4 및 IRAK1의 상호작용 확인3-2. Confirmation of interaction of SMARCA4 and IRAK1
상기 실시예에서 선발한 두 유전자 CKAP4 및 IRAK1의 인핸서 영역에 SMARCA4가 특이적으로 결합하는지 확인하기 위해, 항-SMARCA4 및 항-H3K27ac 항체를 각각 이용하여 ChIP 분석을 수행하고 CKAP4 및 IRAK1의 활성 인핸서 영역 (H3K27ac)에서의 농축률(enrichment rates)을 확인하였다. ChIP(Chromatin immunoprecipitation) 분석은 제조사 (Pierce Agarose ChIP kit; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA)의 지시에 따라 수행하였고, DNA를 SMARCA4에 의해 조절되는 각 후보 유전자의 인핸서 영역에 대한 프라이머를 이용하여 RT-qPCR로 증폭하였다. 가교된 DNA(Cross-linked DNA)를 SMARCA4 항체 (항-SMARCA4) 및 H3K27ac(acetylated histone H3 at lysine 27) 항체 (Abcam, Cambridge, UK) (항-H3K27ac)를 이용하여 침전시켰다. 상기 실험은 3회 반복되었으며 IgG으로 정규화하여 평균을 구하였다. 아울러, 내인성 SMARCA4가 IRAK1 인핸서 영역에 직접적으로 결합하는지 확인하기 위해, IRAK1 인핸서를 pGL4.23 리포터 벡터에 클로닝한 후, HCC 세포에서 SMARCA4의 존재 또는 부재하에 pGL4.23_IRAK1 인핸서의 듀얼 루시퍼레이즈 리포터 분석을 수행하였다. In order to confirm that SMARCA4 specifically binds to the enhancer regions of the two genes CKAP4 and IRAK1 selected in the above example, ChIP analysis was performed using anti-SMARCA4 and anti-H3K27ac antibodies, respectively, and active enhancer regions of CKAP4 and IRAK1 (H3K27ac) enrichment rates were confirmed. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) analysis was performed according to the instructions of the manufacturer (Pierce Agarose ChIP kit; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA), and RT-RT-DNA was prepared using primers for the enhancer region of each candidate gene regulated by SMARCA4. Amplified by qPCR. Cross-linked DNA was precipitated using SMARCA4 antibody (anti-SMARCA4) and acetylated histone H3 at lysine 27 (Abcam, Cambridge, UK) antibody (anti-H3K27ac). The experiment was repeated three times and averaged normalized to IgG. In addition, to confirm that endogenous SMARCA4 directly binds to the IRAK1 enhancer region, the IRAK1 enhancer was cloned into the pGL4.23 reporter vector, followed by a dual luciferase reporter assay of the pGL4.23_IRAK1 enhancer in the presence or absence of SMARCA4 in HCC cells. performed.
그 결과, 모든 HCC 세포에서 SMARCA4 낙다운에 의해 IRAK1 활성 인핸서 영역의 농축률이 음성 대조군 (무작위로 선발된 비-SMARCA4 조절 유전자 GNLS, EIF4G2 및 CCT2)에 비해 현저히 감소하였으나, 동일 세포에서 CKAP4 활성 인핸서 영역은 SMARCA4 낙다운에 일관적으로 영향받지 않았다 (도 4E). 아울러, 루시퍼레이즈 리포터 분석 결과, 모든 HCC 세포에서 SMARCA4 낙다운이 상대적인 루시퍼레이즈 활성을 현저하게 억제하는 것으로 나타나, SMARCA4 및 IRAK1 인핸서 간의 상호작용을 확인할 수 있었다 (도 4F).As a result, the enrichment rate of the IRAK1 active enhancer region by SMARCA4 knockdown in all HCC cells was significantly reduced compared to the negative control (randomly selected non-SMARCA4 regulatory genes GNLS, EIF4G2 and CCT2), but the CKAP4 active enhancer in the same cells The region was consistently unaffected by SMARCA4 knockdown (Fig. 4E). In addition, as a result of the luciferase reporter assay, SMARCA4 knockdown significantly suppressed the relative luciferase activity in all HCC cells, confirming the interaction between SMARCA4 and the IRAK1 enhancer (FIG. 4F).
실시예 4. HCC 환자 코호트에서의 SMARCA4 및 IRAK1 과발현 확인Example 4. Confirmation of SMARCA4 and IRAK1 overexpression in HCC patient cohorts
TCGA_LIHC 및 ICGC_LIRI 데이터 세트에서 SMARCA4과 IRAK1의 과발현을 확인한 결과, TCGA_LIHC에서, 총 371명의 HCC 환자 중에서 정상인 50명의 평균 SMARCA4 또는 IRAK1 유전자 발현값의 1.5배 이상으로 SMARCA4의 발현이 증가되어 있는 환자는 318명 (86%)로 나타났으며, IRAK1 발현이 증가되어 있는 환자는 335명 (90%)으로 나타났고, 이 중, SMARCA4과 IRAK1이 동시에 모두 과발현된 환자는 318명중 304명 (96%)으로 나타났다 (도 5). 또한, ICGC_LIRI에서, 총 238명명의 HCC 환자 중에서 정상인 202명의 평균 SMARCA4 또는 IRAK1 유전자 발현값의 1.5배 이상으로 SMARCA4의 발현이 증가되어 있는 환자는 172명 (72%)이고, IRAK1 발현이 증가되어 있는 환자는 198명 (83%)으로 나타났으며, 이 중, SMARCA4과 IRAK1이 동시에 모두 과발현된 환자는 172명중 152명 (88%)으로 나타났다 (도 5). 이를 통해, SMARCA4에 의해 IRAK1의 발현이 증가된 것을 유추할 수 있다.As a result of confirming the overexpression of SMARCA4 and IRAK1 in the TCGA_LIHC and ICGC_LIRI data sets, in TCGA_LIHC, among a total of 371 HCC patients, 318 patients had increased SMARCA4 expression by more than 1.5 times the average SMARCA4 or IRAK1 gene expression value of 50 normal subjects. (86%), and IRAK1 expression was increased in 335 patients (90%), among which, 304 out of 318 patients (96%) had both SMARCA4 and IRAK1 overexpressed at the same time. (FIG. 5). In addition, in ICGC_LIRI, among a total of 238 HCC patients, 172 patients (72%) had increased SMARCA4 expression by more than 1.5 times the average SMARCA4 or IRAK1 gene expression value of 202 normal subjects, and IRAK1 expression was increased. The number of patients was 198 (83%), and among them, 152 out of 172 (88%) had both SMARCA4 and IRAK1 overexpressed (FIG. 5). Through this, it can be inferred that the expression of IRAK1 is increased by SMARCA4.
실시예 5. HCC에서 IRAK1의 종양 형성 역할 확인 Example 5. Confirmation of the tumorigenic role of IRAK1 in HCC
상기 실시예들을 통해 HCC 세포에서 SMARCA4가 IRAK1을 활성화시켰으므로, 간세포암 발생(hepatocellular carcinogenesis)에서 IRAK1의 역할을 확인하기 위해, TCGA_LIHC 및 ICGC_LIRI에서 IRAK1의 발현 변화를 확인하였고, 그 결과, IRAK1의 SMARCA4와의 강한 양의 상관 관계가 관찰되었다 (도 6A). 또한, HCC 환자들의 Kaplan-Meier 생존 곡선은 IRAK1이 고발현된 환자들의 5-년 전체 생존율이 IRAK1이 저발현된 환자들보다 현저히 낮은 것으로 나타났다 (도 6A). 이에, 간세포암 발생에서 IRAK1의 종양 형성 기능을 확인하기 위해, HCC 세포에서 MTT 분석을 이용한 세포 성장 및 BrdU 분석을 이용한 세포 증식을 확인하였다. 그 결과, SMARCA4 및 IRAK1의 개별적인 낙다운이 HCC 세포에서 종양 세포 성장 및 증식률을 현저하게 억제하였다 (도 6B). 또한, 세포 주기 조절을 확인하기 위해 PI-염색된 세포들을 유세포 분석으로 확인한 결과, SMARCA4 및 IRAK1의 낙다운 각각이 HCC 세포의 세포 주기 정지(cell cycle arrest)를 유발하는 것으로 나타났다. 특히, SMARCA4에 의해 조절된 세포 주기 성분(components)이 IRAK1과 함께 조절되어, HCC에서 IRAK1이 SMARCA4에 의해 조절되는 하류 분자임을 확인할 수 있었다 (도 6C 및 D). 아울러, SMARCA4 및 IRAK1의 낙다운이 화학주성인자-자극된 HCC 세포의 이동 및 침윤 반응을 감소시켰다 (도 6E 및 F).Since SMARCA4 activated IRAK1 in HCC cells through the above examples, in order to confirm the role of IRAK1 in hepatocellular carcinogenesis, changes in IRAK1 expression were confirmed in TCGA_LIHC and ICGC_LIRI. As a result, SMARCA4 of IRAK1 A strong positive correlation with was observed (Fig. 6A). In addition, Kaplan-Meier survival curves of HCC patients showed that the 5-year overall survival rate of patients with high IRAK1 expression was significantly lower than that of patients with low IRAK1 expression (FIG. 6A). Accordingly, in order to confirm the tumorigenic function of IRAK1 in the development of hepatocellular carcinoma, cell growth using MTT assay and cell proliferation using BrdU assay were confirmed in HCC cells. As a result, individual knockdown of SMARCA4 and IRAK1 significantly inhibited tumor cell growth and proliferation in HCC cells (FIG. 6B). In addition, as a result of flow cytometry analysis of PI-stained cells to confirm cell cycle regulation, knockdown of SMARCA4 and IRAK1, respectively, induced cell cycle arrest in HCC cells. In particular, cell cycle components regulated by SMARCA4 were regulated together with IRAK1, confirming that IRAK1 is a downstream molecule regulated by SMARCA4 in HCC (FIGS. 6C and D). In addition, knockdown of SMARCA4 and IRAK1 reduced the migration and invasion responses of chemoattractant-stimulated HCC cells (FIGS. 6E and F).
실시예 6. SMARCA4에 의한 IRAK1 활성 조절Example 6. Regulation of IRAK1 activity by SMARCA4
SMARCA4이 IRAK1 활성을 직접적으로 조절하는지 확인하기 위해, HCC 세포들을 SMARCA4 siRNA로 낙다운한 뒤, IRAK1 발현 플라스미드 (pcDNA3.1_IRAK1)로 회복 실험을 수행하였다. 그 결과, SMARCA4 낙다운이 HCC 세포의 종양 세포 성장 및 증식을 둘 다 현저히 억제하였으나, 이와 같은 항-종양 효과는 IRAK1 플라스미드의 공동-형질전환에 의해 사라졌다 (도 7A). 또한, PI-염색된 세포의 유세포 분석 결과, HCC 세포에서 SMARCA4 낙다운에 의해 G1기 정지가 현저히 유발되어 항-성장 효과를 나타낸 반면, 동일 세포에 IRAK1 플라스미드를 공동-형질전환하자 HCC 세포 주기가 정지되지 않아 종양 성장이 다시 재개되었다 (도 7B). 이와 같은 결과는 세포주기 관련 단백질들을 웨스턴 블롯 분석으로 확인하여 추가 검증하였는데, 그 결과, HCC에서 SMARCA4 낙다운에 의해 선택적으로 유도된 p27 Kip1은 IRAK1 플라스미드 발현에 의해 억제되었으며, 동시에 SMARCA4 낙다운에 의해 발현이 억제된 사이클린 D1, 사이클린 E, CDK2, CDK4 및 CDK6와 pRb의 인산화는 회복되었다 (도 7C). 아울러, HCC 세포에서 SMARCA4 낙다운에 의해 감소된 화학주성물질-자극된 이동 및 침윤 반응도 IRAK1 플라스미드의 발현으로 인해 회복되었다 (도 7D 및 E).To confirm that SMARCA4 directly regulates IRAK1 activity, HCC cells were knocked down with SMARCA4 siRNA, and recovery experiments were performed with an IRAK1 expression plasmid (pcDNA3.1_IRAK1). As a result, SMARCA4 knockdown significantly inhibited both tumor cell growth and proliferation of HCC cells, but these anti-tumor effects were abolished by co-transformation of the IRAK1 plasmid (FIG. 7A). In addition, as a result of flow cytometric analysis of PI-stained cells, knockdown of SMARCA4 in HCC cells markedly induced G1-phase arrest and exhibited an anti-growth effect, whereas co-transformation of the IRAK1 plasmid in the same cells resulted in a reduction in the HCC cell cycle. It was not stopped and tumor growth resumed again (Fig. 7B). These results were further verified by identifying cell cycle-related proteins by Western blot analysis. As a result, p27 Kip1, which was selectively induced by SMARCA4 knockdown in HCC, was suppressed by IRAK1 plasmid expression, and simultaneously by SMARCA4 knockdown. Phosphorylation of cyclin D1, cyclin E, CDK2, CDK4, and CDK6 whose expression was suppressed, and pRb was restored (FIG. 7C). In addition, chemoattractant-stimulated migration and invasion responses reduced by SMARCA4 knockdown in HCC cells were also restored due to expression of the IRAK1 plasmid (FIGS. 7D and E).
실시예 7. IRAK1의 종양 단백질(Oncoprotein) 조절Example 7. Oncoprotein regulation of IRAK1
SMARCA4-IRAK1에 의해 종양 단백질들이 조절되는지 확인하기 위해, SMARCA4 및 IRAK1를 HCC 세포에서 낙다운하고 IRAK1 플라스미드로 IRAK1의 발현을 회복시켜 종양 단백질들의 조절 정도를 확인하였다. 그 결과, HCC에서 SMARCA4 및 IRAK1를 모두 낙다운한 결과, JNK-의존적 Gankyrin 및 AKR1B10가 현저히 억제되었다 (도 8A). 또한, 상기 억제 효과가 IRAK1 플라스미드를 이용한 IRAK1의 공동 발현에 의해 회복되어, 간세포암 발생에서 SMARCA4-IRAK1-Gankyrin/AKR1B10의 조절 축을 확인하였다 (도 8B). 아울러, 생체 내 SMARCA4-IRAK1 조절 축을 암 예방 표적으로 이용할 수 있을지 확인하기 위해, 14주령의 Ras-Tg 마우스에 25 mg/kg의 si-Smarca4 또는 si-Irak1가 함유된 Invivofectamine 3.0 (Invitrogen)을 정맥주사하고, 15, 17, 19, 21 및 23주령에 초음파 촬영하였다 (도 8C). 그 결과, 대조군의 경우 (si-Cont), 19주령에 HCC 가 검출되었으며, 4마리 중 4마리에서 다수의 큰 종양이 발생하였다. 반면, si-Irak1 처리군에서는 21주령에서 HCC가 관찰되었고, 4마리 중 1마리에서만 상대적으로 작은 HCC만이 발생하였고, si-Smarca4 처리군에서는 24주 동안 HCC가 전혀 검출되지 않았다. SMARCA4 및 IRAK1를 모두 표적화한 경우 종양 부하가 감소되어 총 간 중량 및 종양 질량수 또한 현저하게 억제되었다 (도 8D). 아울러, 웨스턴 블롯 분석에서도 si-Smarca4 및 si-Irak1 처리군의 경우 마우스 간에서 gankyrin 및 Akr1b10의 발현이 억제되어, 간세포암 발생에서 SMARCA4-IRAK1-Gankyrin, AKR1B10를 통한 생체 내 조절 기전을 입증하였다 (도 8E 및 F).In order to confirm that tumor proteins are regulated by SMARCA4-IRAK1, SMARCA4 and IRAK1 were knocked down in HCC cells, and expression of IRAK1 was restored with an IRAK1 plasmid to confirm the degree of regulation of tumor proteins. As a result, as a result of knocking down both SMARCA4 and IRAK1 in HCC, JNK-dependent Gankyrin and AKR1B10 were significantly suppressed (FIG. 8A). In addition, the inhibitory effect was recovered by IRAK1 co-expression using the IRAK1 plasmid, confirming the SMARCA4-IRAK1-Gankyrin/AKR1B10 regulatory axis in hepatocellular carcinogenesis (FIG. 8B). In addition, to confirm whether the SMARCA4-IRAK1 regulatory axis in vivo can be used as a cancer prevention target, 14-week-old Ras-Tg mice were intravenously administered with Invivofectamine 3.0 (Invitrogen) containing 25 mg/kg of si-Smarca4 or si-Irak1. injections, and ultrasonography was performed at 15, 17, 19, 21 and 23 weeks of age (FIG. 8C). As a result, in the case of the control group (si-Cont), HCC was detected at 19 weeks of age, and multiple large tumors occurred in 4 out of 4 mice. On the other hand, HCC was observed at 21 weeks of age in the si-Irak1-treated group, and only relatively small HCC occurred in only 1 out of 4 animals, and no HCC was detected in the si-Smarca4-treated group for 24 weeks. When both SMARCA4 and IRAK1 were targeted, tumor burden was reduced, and total liver weight and tumor mass number were also significantly inhibited (FIG. 8D). In addition, Western blot analysis also suppressed the expression of gankyrin and Akr1b10 in mouse liver in the case of si-Smarca4 and si-Irak1 treatment groups, demonstrating the in vivo regulatory mechanism through SMARCA4-IRAK1-Gankyrin and AKR1B10 in the development of hepatocellular carcinoma ( 8E and F).
<110> NEORNAT <120> LIVER CANCER SPECIFIC BIOMARKERS AND USE THEREOF <130> PN2305-238 <150> KR 10-2020-0090126 <151> 2020-07-21 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> si-SMARCA4 <400> 1 cucucucaac gcuguccaa 19 <210> 2 <211> 25 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> si-IRAK1 <400> 2 agaacggcuu cuacugccug gugua 25 <110> NEORNAT <120> LIVER CANCER SPECIFIC BIOMARKERS AND USE THEREOF <130> PN2305-238 <150> KR 10-2020-0090126 <151> 2020-07-21 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> RNA <213> artificial sequence <220> <223> si-SMARCA4 <400> 1 cucucucaac gcuguccaa 19 <210> 2 <211> 25 <212> RNA <213> artificial sequence <220> <223> si-IRAK1 <400> 2 agaacggcuu cuacugccug gugua 25
Claims (4)
상기 간암은 간세포암(hepatocellular carcinoma, HCC)인, 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물According to claim 1,
The liver cancer is hepatocellular carcinoma (HCC), a pharmaceutical composition for preventing or treating liver cancer
상기 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 siRNA는 SMARCA4의 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는, 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물According to claim 1,
A pharmaceutical composition for preventing or treating liver cancer, characterized in that the siRNA represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 inhibits the expression of SMARCA4
상기 간암은 IRAK1, Gankyrin 및 AKR1B10의 발현이 증가된 환자의 간암인 것을 특징으로 하는, 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물According to claim 1,
Characterized in that the liver cancer is liver cancer of a patient with increased expression of IRAK1, Gankyrin and AKR1B10, a pharmaceutical composition for preventing or treating liver cancer
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