KR20230096835A - Composition for diagnosing non -invasive dementia and diagnostic kits using the same - Google Patents

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문지숙
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박재현
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Abstract

본 발명은 비침습성 치매 진단을 위한 조성물 및 이를 이용한 치매 진단 키트에 관한 것이다.
본 발명은 뇌 유래 엑토좀 특이적 마커와 혈액 중 다중 마커군의 발현 패턴의 조합을 이용하여 뇌 조직을 샘플링하거나 영상학적 접근 없이도 뇌의 질병 상태를 진단할 수 있다. 구체적으로, 혈액에서 뇌 조직 특이적, 뇌 영역 특이적 발현 엑토좀을 분리하여 특정 발굴 바이오마커를 이용하고 그 프로파일 비교를 통해 비침습적인 치매 진단이 가능하다.
The present invention relates to a composition for non-invasive diagnosis of dementia and a dementia diagnosis kit using the same.
The present invention can diagnose brain disease states without sampling brain tissue or imaging by using a combination of brain-derived ectosome-specific markers and expression patterns of multiple marker groups in blood. Specifically, it is possible to diagnose dementia non-invasively by isolating brain tissue-specific and brain region-specific expression ectosomes from blood, using specific discovery biomarkers, and comparing their profiles.

Description

비침습성 치매 진단을 위한 조성물 및 이를 이용한 진단 키트 {Composition for diagnosing non -invasive dementia and diagnostic kits using the same}Composition for diagnosing non-invasive dementia and diagnostic kits using the same}

본 발명은 비침습성 치매 진단을 위한 조성물 및 이를 이용한 치매 진단 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for non-invasive diagnosis of dementia and a dementia diagnosis kit using the same.

근래에 들어 급격한 사회의 고령화로 인하여 알츠하이머 병을 대표로 한 치매 인구도 증가하고 있는 추세이다. 하지만 대부분의 경우, 치매는 질병 초기에 다른 질병과 임상적 특징을 상당 부분 공유하기 때문에 적절한 치료시기를 놓치는 경우가 많다. 특히 뇌는 조직검사가 극히 제한되는 장기로, 이러한 치매의 유형별 진단 가능성을 향상시키기 위해서 조직검사를 대체할 간접적 수단이 동원되고 있다. 그러나 현재까지 치매에 대한 검사는 인지기능검사, 신경심리검사와 같은 환자의 용태 확인 및 MRI, CT와 같은 영상학적 방법에 의존하고 있다. 특히, 영상학적 검사는 최근 기술의 발달로 인해 진단의 특이도가 향상되고 있는 추세이나, 검사 비용이 비싸 환자들이 주기적, 반복적으로 검사하기엔 경제적인 부담이 되는 상황이다. In recent years, due to the rapid aging of society, the population with dementia, represented by Alzheimer's disease, is also increasing. However, in most cases, since dementia shares many of its clinical features with other diseases in the early stages of the disease, the appropriate treatment time is often missed. In particular, the brain is an organ for which biopsy is extremely limited, and indirect means to replace biopsy are being mobilized to improve the possibility of diagnosing each type of dementia. However, until now, tests for dementia have relied on cognitive function tests, neuropsychological tests, and imaging methods such as MRI and CT. In particular, although the specificity of diagnosis is increasing due to the recent development of imaging technology, the cost of the examination is high, so it becomes an economic burden for patients to perform the examination periodically and repeatedly.

한편, 엑토좀(ectosome)이란 0.1~1μm의 지름을 가진 소포체로, 세포의 세포막이 세포 외부로 출아하여 생긴 모든 소포체이다. 엑토좀은 그 구성이 매우 이질적이며(heterogeneous) 다양하다. 엑토좀은 일반적으로 그 구성요소를 유래한 세포로부터 가지고 나오며, 이러한 특징으로 인해 다른 세포 타입으로부터 유래한 엑토좀과 구별할 수 있다. 엑토좀은 세포가 스트레스 상황 하에 놓여있을 때 많이 생성된다고 알려져 있다. 엑토좀은 다양한 용도의 분자 전달체로 기능하며 세포 간 커뮤니케이션에 중요한 역할을 한다. 엑토좀은 타겟 세포의 세포막과 융합하여 내부의 다양한 단백질, RNA와 같은 분자들을 전달한다. 엑토좀은 유래한 세포의 구성 성분을 포함하고 있다는 특징을 이용하여 조직별 분자적 지문(fingerprinting)을 파악하고, 원하는 조직에 해당하는 요소를 가진 엑토좀만 분리하는 방식으로, 다양한 조직에서 유래한 엑토좀에서 조직 특이적 엑토좀만 정제하는 것이 가능하며, 최근 엑토좀의 특징을 활용하여 혈액을 이용한 최소 침습적인 접근법으로 표적 조직의 상태를 간접 진단하려는 연구가 진행중이다.On the other hand, an ectosome is an endoplasmic reticulum with a diameter of 0.1 to 1 μm, and is any endoplasmic reticulum formed by sprouting the cell membrane to the outside of the cell. Ectosomes are very heterogeneous and diverse in composition. Ectosomes are generally derived from the cell from which they are derived, and these characteristics distinguish them from ectosomes derived from other cell types. It is known that ectosomes are produced in abundance when cells are placed under stress. Ectosomes function as molecular carriers for various purposes and play an important role in cell-to-cell communication. The ectosome fuses with the cell membrane of the target cell and delivers various molecules such as proteins and RNA inside. Using the characteristic that ectosomes contain constituents of the derived cells, molecular fingerprinting for each tissue is identified, and only ectosomes having elements corresponding to the desired tissue are isolated. It is possible to purify only tissue-specific ectosomes from ectosomes, and studies are currently underway to indirectly diagnose the state of target tissues using the characteristics of ectosomes through a minimally invasive approach using blood.

최근 연구에 의하면 엑토좀은 혈액 뇌장벽(blood brain barrier)를 통과하여 혈액 중으로 분비될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 연유로 인간의 혈액 내에는 뇌에서 분비된 뇌 유래 엑토좀이 다량 혼입되어 있는데, 이러한 뇌 유래 엑토좀을 혈액 중으로부터 분리하여 간접적으로 뇌의 상태를 진단하려는 연구가 진행중이다. 이전 연구에 의하면, 뇌에서 유래한 엑토좀에는 CD171이라는 표면 항체가 있는 것으로 알려져 있으며 혈액 중 CD171 표면 항체를 가진 엑토좀을 분리함으로서 뇌 유래 엑토좀만 분리 가능하다고 알려져 있다 (Biology 9(9), 258, 2020). 이러한 뇌 유래 엑토좀 표면 항체의 분자적 지문 수립을 통해 혈액 중 뇌 유래 분자만을 분리하고 이를 이용해 뇌의 상태를 간접적으로 진단할 수 있다. Recent studies have shown that ectosomes can cross the blood brain barrier and be secreted into the blood. For this reason, a large amount of brain-derived ectosomes secreted from the brain are mixed in human blood, and research is being conducted to indirectly diagnose brain conditions by isolating these brain-derived ectosomes from blood. According to previous studies, brain-derived ectosomes are known to have a surface antibody called CD171, and it is known that only brain-derived ectosomes can be isolated by isolating ectosomes with CD171 surface antibodies from blood (Biology 9(9), 258, 2020). Through the establishment of molecular fingerprints of these brain-derived ectosome surface antibodies, only brain-derived molecules from blood can be isolated and the condition of the brain can be indirectly diagnosed using this.

상술한 바와 같이, 엑토좀 기반 검사법은 최소 침습적인 혈액 검사만으로 뇌 질환을 진단할 수 있는 가능성이 있으며, 그에 따라 보다 정확한 진단을 위해서는 질병 인구의 혈액 내 엑토좀 프로파일링 라이브러리의 구축이 중요하다. 한편, 대한민국 공개특허 제10-2020-0066249호에 의하면 혈액 내 뇌 유래 엑토좀을 포획 가능한 CD171 외의 신규 바이오마커가 제시되어 있으나, 해당 바이오마커와 기존 전통적인 혈액 중 치매 바이오마커 및 신규 발굴된 치매 바이오마커를 활용한 복합적 진단 시스템에 대해서는 연구된 바가 없다.As described above, the ectosome-based test method has the possibility of diagnosing brain diseases only with a minimally invasive blood test, and accordingly, for more accurate diagnosis, it is important to construct an ectosome profiling library in the blood of a diseased population. On the other hand, Korean Patent Publication No. 10-2020-0066249 suggests new biomarkers other than CD171 that can capture brain-derived ectosomes in blood, but the biomarkers, existing traditional blood dementia biomarkers, and newly discovered dementia biomarkers No studies have been conducted on complex diagnostic systems using markers.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 뇌 유래 엑토좀에서 특이적으로 발현하는 바이오마커를 이용하여, 뇌 조직 샘플링 또는 영상학적 접근 없이도 치매의 진단 또는 예측이 가능함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors completed the present invention by confirming that diagnosis or prediction of dementia is possible without brain tissue sampling or imaging approach using a biomarker specifically expressed in brain-derived ectosomes.

본 발명의 하나의 목적은 APLP2(amyloid beta precursor like protein 2), APP(amyloid precursor protein), 및 Aβ(amyloid beta)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 치매 진단용 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to measure the level of mRNA of one or more genes selected from the group consisting of amyloid beta precursor like protein 2 (APLP2), amyloid precursor protein (APP), and amyloid beta (Aβ) or a protein expressed therefrom. It is to provide a composition for diagnosing dementia, including an agent to be measured.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 조성물을 포함하는 치매 진단용 키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a kit for diagnosing dementia comprising the composition.

본 발명의 다른 하나의 목적은 (a) 치매의 발병이 의심되는 개체로부터 분리된 생물학적 시료에서, APLP2(amyloid beta precursor like protein 2), APP(amyloid precursor protein), 및 Aβ(amyloid beta)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 측정된 수준을 정상 개체로부터 분리된 시료에서 측정된 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 치매의 진단을 위한 정보제공방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is (a) in a biological sample isolated from a subject suspected of having dementia, consisting of amyloid beta precursor like protein 2 (APLP2), amyloid precursor protein (APP), and amyloid beta (Aβ). Measuring the level of mRNA or protein expressed therefrom of one or more genes selected from the group; and (b) comparing the measured level with the level measured in a sample isolated from a normal individual.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.A detailed description of this is as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in the present invention may also be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed herein fall within the scope of the present invention. In addition, it cannot be seen that the scope of the present invention is limited by the specific descriptions described below.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는, APLP2(amyloid beta precursor like protein 2), APP(amyloid precursor protein), 및 Aβ(amyloid beta)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 치매 진단용 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above object is an mRNA of one or more genes selected from the group consisting of APLP2 (amyloid beta precursor like protein 2), APP (amyloid precursor protein), and Aβ (amyloid beta), or mRNA thereof. It provides a composition for diagnosing dementia, including an agent for measuring the level of a protein expressed from.

상기 조성물은 상기 3종의 유전자 중 1종의 유전자 또는 2종, 또는 3종의 유전자 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로, APLP2; APP; 또는 Aβ; 각각의 유전자를 포함하거나, APLP2 및 APP; 또는 APLP2 및 Aβ의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The composition may include one gene or a combination of two or three genes among the three genes. Specifically, APLP2; APP; or Aβ; including each gene, or APLP2 and APP; or a combination of APLP2 and Aβ, but is not limited thereto.

본 발명의 조성물은 치매 환자에서 정상 개체와 비교하여 상기 유전자의 유의적인 발현 차이가 나타남을 이용하여 치매의 진단을 위한 유용한 정보를 획득할 수 있는 것이다. 이는 지금까지 알려진 바 없으며, 본 발명에 의해 최초로 밝혀진 것으로, 높은 민감도 및 특이도로 치매의 진단이 가능하다는 점에서 그 의의가 크다.The composition of the present invention can obtain useful information for the diagnosis of dementia by using the significant difference in expression of the gene in a patient with dementia compared to a normal individual. This has not been known so far, and is the first discovered by the present invention, and is significant in that it is possible to diagnose dementia with high sensitivity and specificity.

본 발명의 용어 "APLP2" 유전자는 Amyloid Beta Precursor Like Protein 2를 코딩하는 유전자로서, APP(amyloid precursor protein) 유전자 패밀리에 속하며, 상기 유전자의 발현은 췌장암, 결장암, 유방암, 전립선암 등의 발병에 관여한다고 알려져 있다 (ONCOLOGY LETTERS 17, 508-513, 2019). 다만, 엑토좀을 포함하는 생물학적 시료에서 상기 유전자와 APP 또는 Aβ가 동시에 발현되는 정보를 종합하여 치매 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 대해서는 연구된 바 없다. 본 발명의 APLP2의 정보는 인간의 경우 예를 들어, NCBI gene ID 334에 개시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "APLP2" gene of the present invention is a gene encoding Amyloid Beta Precursor Like Protein 2, and belongs to the amyloid precursor protein (APP) gene family, and the expression of the gene is involved in the development of pancreatic cancer, colon cancer, breast cancer, prostate cancer, etc. (ONCOLOGY LETTERS 17, 508-513, 2019). However, no study has been conducted on a method for providing information for diagnosis of dementia by integrating information on the simultaneous expression of the gene and APP or Aβ in a biological sample including ectosomes. APLP2 information of the present invention is disclosed in, for example, NCBI gene ID 334 in humans, but is not limited thereto.

본 발명의 용어 "APP" 유전자는 아밀로이드 전구체 단백질(Amyloid Precursor Protein)을 코딩하는 유전자로서, 가족성 알츠하이머 병의 원인 유전자 중 하나로 알려져 있다. 다만, 엑토좀을 포함하는 생물학적 시료에서 상기 유전자와 APLP2 유전자가 동시에 발현되는 정보를 종합하여 치매 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 대해서는 연구된 바 없다. 본 발명의 APP의 정보는 인간의 경우 예를 들어, NCBI gene ID 351에 개시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "APP" gene of the present invention is a gene encoding an amyloid precursor protein, and is known as one of the causative genes of familial Alzheimer's disease. However, no study has been conducted on a method for providing information for diagnosing dementia by integrating information on simultaneous expression of the gene and the APLP2 gene in a biological sample including ectosomes. APP information of the present invention is disclosed in, for example, NCBI gene ID 351 in humans, but is not limited thereto.

본 발명의 용어 "Aβ" 유전자는 Amyloid Beta 단백질을 코딩하는 유전자이다. 아밀로이드 베타는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아밀로이드 플라크의 주성분이자 알츠하이머 병에 결정적으로 관여하는 36-43 개의 아미노산 펩타이드로서, β 및 γ-분비효소에 의해 아밀로이드 전구체 단백질의 단백질 분해 과정을 통해 생성되는 것으로 알려져 있다 (Acta Pharmacologica Sinica 38, 1205-1235, 2017). 다만, 엑토좀을 포함하는 생물학적 시료에서 상기 유전자와 APLP2 유전자가 동시에 발현되는 정보를 종합하여 치매 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 대해서는 연구된 바 없다. 본 발명의 Aβ에 의해 코딩되는 단백질의 정보는 예를 들어, EMBL-EBI Pfam ID PF03494에 개시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "Aβ" gene of the present invention is a gene encoding Amyloid Beta protein. Amyloid beta is a 36-43 amino acid peptide that is the main component of amyloid plaques found in the brains of Alzheimer's patients and is critically involved in Alzheimer's disease. It is known (Acta Pharmacologica Sinica 38, 1205-1235, 2017). However, no study has been conducted on a method for providing information for diagnosing dementia by integrating information on simultaneous expression of the gene and the APLP2 gene in a biological sample including ectosomes. Information on proteins encoded by Aβ of the present invention is disclosed, for example, in EMBL-EBI Pfam ID PF03494, but is not limited thereto.

본 발명의 상기 APLP2, APP 또는 Aβ 유전자는 뇌 유래 엑토좀(ectosome)에서 특이적으로 발현되는 것일 수 있다. 구체적으로, The APLP2, APP or Aβ gene of the present invention may be specifically expressed in brain-derived ectosome. Specifically,

본 발명의 용어 "엑토좀(ectosome)"은 0.1~1μm의 지름을 가진 소포체로, 세포의 세포막이 세포 외부로 출아하여 생긴 모든 소포체를 의미한다. 엑토좀은 타겟 세포의 세포막과 융합하여 내부의 다양한 단백질, DNA, RNA, 대사체(metabolites) 등과 같은 분자들을 전달하며, 유래한 세포의 구성 성분을 포함하고 있다는 특징을 가진다. 이에, 본 발명에서는 이러한 엑토좀의 특징을 활용하여 혈액을 이용한 최소 침습적 또는 비침습적인 접근법으로 표적 조직, 즉, 뇌의 상태를 간접적으로 진단하고자 하였다.The term "ectosome" of the present invention is an endoplasmic reticulum having a diameter of 0.1 to 1 μm, and refers to all endoplasmic reticulum formed by budding of cell membranes to the outside of the cell. The ectosome fuses with the cell membrane of the target cell to deliver molecules such as various proteins, DNA, RNA, and metabolites therein, and is characterized by containing components of the derived cell. Accordingly, the present invention attempted to indirectly diagnose the condition of the target tissue, that is, the brain, using the characteristics of these ectosomes in a minimally invasive or non-invasive approach using blood.

본 발명의 "뇌 유래 엑토좀"은 뇌 조직의 다양한 세포로부터 분비된 엑토좀의 총칭을 의미한다. 상기 뇌 유래 엑토좀은 크기가 0.1 내지 1 μm로 작기 때문에 쉽게 혈액 중으로 혼입되며, 혈액 중으로 혼입된 혈중 뇌 유래 엑토좀 내에서 뇌 유래 엑토좀 특이적으로 발현하는 바이오마커의 발현 수준을 분석할 수 있다."Brain-derived ectosome" of the present invention refers to a generic term for ectosomes secreted from various cells of brain tissue. Since the brain-derived ectosome is small in size of 0.1 to 1 μm, it is easily incorporated into the blood, and the expression level of a biomarker specifically expressed in the brain-derived ectosome can be analyzed within the brain-derived ectosome incorporated into the blood. there is.

상기 APP의 발현량은 뇌 유래 엑토좀의 표면 막단백질로부터 유래된 것일 수 있으며, 상기 Aβ의 발현량은 뇌 유래 엑토좀의 내부로부터 유래된 것일 수 있다.The expression level of APP may be derived from the surface membrane protein of brain-derived ectosomes, and the expression level of Aβ may be derived from the inside of brain-derived ectosomes.

상기 3종의 유전자와 관련하여 본 발명의 구체적인 일 구현예에서는, 정상 생쥐 개체(C57BL/6)와 치매 생쥐 개체(5xFAD)의 혈액에서 분리한 엑토좀에서 APLP2, APP, 및 Aβ 유전자의 발현량이 유의적으로 차이나는 것을 확인하였다 (도 1). 더 나아가, 다중 바이오마커인 APLP2 및 APP; 또는 APLP2 및 Aβ의 조합의 발현량 차이를 확인한 결과, 치매 개체에서 정상 개체보다 약 16 내지 18배 높은 발현율을 나타낸 바 (도 2), 다중 바이오마커를 활용하는 경우 보다 높은 민감도 및 특이도로 진단이 가능함을 알 수 있었다.In relation to the three genes, in a specific embodiment of the present invention, the expression levels of APLP2, APP, and Aβ genes in ectosomes isolated from the blood of normal mice (C57BL/6) and dementia mice (5xFAD) It was confirmed that there was a significant difference (Fig. 1). Furthermore, multiple biomarkers, APLP2 and APP; Alternatively, as a result of confirming the difference in the expression level of the combination of APLP2 and Aβ, the expression rate was about 16 to 18 times higher in dementia subjects than in normal subjects (FIG. 2), so diagnosis can be made with higher sensitivity and specificity when multiple biomarkers are used. knew it was possible.

본 발명의 다른 구체적인 일 구현예에서는, 60대 정상군과 60대 치매 환자군의 혈액에서 분리한 엑토좀에서 APLP2, APP, 및 Aβ 유전자의 발현량이 유의적으로 차이나는 것을 확인하였다 (도 3). 더 나아가, 다중 바이오마커인 APLP2 및 APP; 또는 APLP2 및 Aβ의 조합의 발현량 차이를 확인한 결과, 치매 개체에서 정상 개체보다 약 17 내지 19배 높은 발현율을 나타낸 바 (도 4), 생쥐 엑토좀에서의 실험 결과와 상응하는 것을 알 수 있었다.In another specific embodiment of the present invention, it was confirmed that the expression levels of APLP2, APP, and Aβ genes were significantly different in ectosomes isolated from the blood of a normal group in their 60s and a dementia patient group in their 60s (FIG. 3). Furthermore, multiple biomarkers, APLP2 and APP; Alternatively, as a result of confirming the difference in the expression level of the combination of APLP2 and Aβ, the expression rate was about 17 to 19 times higher in dementia subjects than normal subjects (FIG. 4), which corresponds to the experimental results in mouse ectosomes.

본 발명의 용어 "mRNA의 수준을 측정하는 제제"는 시료에 포함된 본 발명의 3종의 유전자의 발현 여부를 확인하기 위하여, 상기 유전자로부터 전사된 mRNA의 수준을 측정하는 방법에 사용되는 제제를 의미한다. 구체적으로 상기 제제는 RT-PCR, 정량 실시간 PCR(quantified real time PCR), 경쟁적 RT-PCR(Competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR(real time quantitative RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블럿팅(Northern blotting), DNA 칩 분석법 등의 방법에 사용되는 표적 유전자에 특이적으로 결합할 수 있는 프라이머 또는 프로브를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The term "agent for measuring the level of mRNA" of the present invention refers to an agent used in a method for measuring the level of mRNA transcribed from the gene in order to determine the expression of the three genes of the present invention included in a sample. it means. Specifically, the preparation is RT-PCR, quantitative real time PCR (quantified real time PCR), competitive RT-PCR (Competitive RT-PCR), real time RT-PCR (real time quantitative RT-PCR), RNase protection assay (RPA; RNase protection assay), Northern blotting (Northern blotting), may include primers or probes capable of specifically binding to the target gene used in methods such as DNA chip analysis, but is not limited thereto.

상기 용어 "프라이머"는 짧은 자유 3말단 수화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 폴리머레이즈 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성이 개시될 수 있다.The term "primer" refers to a nucleic acid sequence having a short free 3' hydroxyl group, capable of forming a base pair with a complementary template, and serving as a starting point for template strand copying. refers to a short nucleic acid sequence that Primers can initiate DNA synthesis in the presence of reagents for polymerization (i.e., DNA polymerase or reverse transcriptase) and four different nucleoside triphosphates in an appropriate buffer and temperature.

상기 용어 "프로브"는 상기 유전자와 상보적으로 결합할 수 있는 프로브가 될 수 있고, 상기 각 유전자와 상보적으로 결합할 수 있는 한, 상기 프로브의 뉴클레오티드 서열은 제한되지 않는다.The term "probe" may be a probe capable of complementarily binding to the gene, and the nucleotide sequence of the probe is not limited as long as it can complementarily bind to each of the genes.

본 발명의 용어, "단백질의 수준을 측정하는 제제"는 시료에 포함된 본 발명의 3종의 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 발현 수준을 측정하는 방법에 사용되는 제제를 의미한다. 보다 구체적으로, 상기 단백질의 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질에 특이적인 항체, 펩타이드, 또는 앱타머를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제제는 웨스턴 블럿(western blotting), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석(RIA: Radioimmunoassay), 방사 면역 확산법(radioimmunodiffusion), 면역조직화학염색법(immunohistochemical staining), 면역침전 분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), 면역형광법(immunofluorescence), 면역크로마토그래피법(immunochromatography), FACS(fluorescenceactivated cell sorter analysis) 및 단백질 칩 분석법(protein chip technology assay) 등의 방법에 사용되는 항체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The term of the present invention, "agent for measuring protein level" refers to an agent used in a method for measuring the expression level of a protein encoded by the three genes of the present invention included in a sample. More specifically, the agent for measuring the level of the protein may include an antibody, peptide, or aptamer specific to the protein. Specifically, the preparation is Western blotting, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, immunohistochemical staining, immunoprecipitation assay Assay), complement fixation assay, immunofluorescence, immunochromatography, FACS (fluorescence activated cell sorter analysis), and protein chip technology assay. It may include, but is not limited thereto.

상기 용어 "항체"는 단백질 또는 펩티드 분자의 항원성 부위에 특이적으로 결합할 수 있는 단백질성 분자를 의미한다. 이러한 항체는, 각 유전자를 통상적인 방법에 따라 발현벡터에 클로닝하여 상기 마커 유전자에 의해 코딩되는 단백질을 얻고, 얻어진 단백질로부터 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며 폴리클로날 항체, 모노클로날 항체 또는 항원 결합성을 갖는 것이면 그것의 일부도 본 발명의 항체에 포함되고 모든 면역글로불린 항체가 포함될 수 있다.The term “antibody” refers to a proteinaceous molecule capable of specifically binding to an antigenic site of a protein or peptide molecule. Such antibodies can be prepared by cloning each gene into an expression vector according to a conventional method to obtain a protein encoded by the marker gene, and from the obtained protein by a conventional method. The form of the antibody is not particularly limited, and a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, or any immunoglobulin antibody may be included as long as it has antigen-binding properties and a part thereof is also included in the antibody of the present invention.

상기 용어 "앱타머"는 단일 가닥 올리고 뉴클레오티드를 의미하는 것으로, 소정의 표적 분자에 대한 결합 활성을 갖는 핵산 분자를 말한다. 상기 앱타머는 그 염기 서열에 따라 다양한 3차원 구조를 가질 수 있으며, 항원-항체 반응과 같이 특정 물질에 대하여 높은 친화력을 가질 수 있다. 앱타머는 소정의 표적 분자에 결합함으로써 소정의 표적 분자의 활성을 저해할 수 있다.The term "aptamer" refers to a single-stranded oligonucleotide, and refers to a nucleic acid molecule having binding activity to a predetermined target molecule. The aptamer may have various three-dimensional structures depending on its base sequence, and may have high affinity for a specific substance, such as an antigen-antibody reaction. An aptamer can inhibit the activity of a given target molecule by binding to the given target molecule.

본 발명의 용어 "치매"는 뇌의 만성적인 혹은 진행성 질환으로 인해 발생하며, 뇌 조직의 퇴행, 변성, 및 노화, 중추신경계 감염, 뇌경색, 뇌손상, 독성대사장애, 신경계 질환 등이 치매를 일으키는 주요 원인으로 알려져 있다. 본 발명의 치매는 알츠하이머성 치매(Alzheimer's disease), 혈관성 치매, 및 기타 혼합형 치매를 모두 포함하며, 구체적으로 알츠하이머성 치매일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The term "dementia" of the present invention is caused by a chronic or progressive disease of the brain, and degeneration, degeneration, and aging of brain tissue, central nervous system infection, cerebral infarction, brain damage, toxic metabolic disorder, and nervous system disease cause dementia. known to be the main cause. The dementia of the present invention includes all of Alzheimer's disease, vascular dementia, and other mixed dementias, and may specifically be Alzheimer's dementia, but is not limited thereto.

본 발명의 용어 "진단"은 특정 질병 또는 질환에 대한 개체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 개체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는지 여부를 판정하는 것, 또는 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위해 개체의 상태를 모니터링하는 것을 포함한다. 본 발명의 목적 상, 상기 진단은 치매의 발병 여부를 확인하는 것이다.The term "diagnosis" of the present invention is used to determine an individual's susceptibility to a specific disease or disorder, to determine whether an individual currently has a specific disease or disorder, or to provide information on treatment efficacy. This includes monitoring the health of the object. For the purposes of the present invention, the diagnosis is to determine whether or not dementia has occurred.

본 발명의 다른 하나의 양태는, 상기 조성물을 포함하는 치매 진단용 키트를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a kit for diagnosing dementia comprising the composition.

상기 용어 "치매" 및 "진단" 등에 대한 설명은 전술한 바와 같다.The description of the terms “dementia” and “diagnosis” is as described above.

본 발명의 키트는 치매의 발병이 의심되는 개체의 혈액으로부터 상기 APLP2, APP, 또는 Aβ의 유전자 또는 단백질 수준을 측정하여 치매의 발병 여부를 진단하는데 사용될 수 있으며, 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 3종의 유전자 또는 단백질을 검출하기 위한 프라이머, 프로브, 항체, 펩타이드 또는 앱타머 뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성성분 조성물, 용액 또는 장치가 추가로 포함될 수 있다.The kit of the present invention can be used to diagnose the onset of dementia by measuring the gene or protein level of APLP2, APP, or Aβ from the blood of an individual suspected of having dementia, and is not particularly limited thereto, but is not particularly limited thereto. In addition to primers, probes, antibodies, peptides or aptamers for detecting genes or proteins of, one or more other component compositions, solutions or devices suitable for the analysis method may be further included.

구체적으로, 본 발명의 키트는 RT-PCR을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. 상기 RT-PCR 키트는 마커 유전자에 대한 특이적인 프라이머 쌍 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액, 데옥시뉴클레오티드(dNTPs), Taq-중합효소 및 역전사효소와 같은 효소, DNase, RNase 억제제, DEPC-water, 멸균수 등을 포함할 수 있다.Specifically, the kit of the present invention may be a kit including essential elements required to perform RT-PCR. The RT-PCR kit contains, in addition to specific primer pairs for marker genes, a test tube or other suitable container, reaction buffer, deoxynucleotides (dNTPs), enzymes such as Taq-polymerase and reverse transcriptase, DNase, RNase inhibitors, DEPC- water, sterile water, and the like.

또한, 본 발명의 키트는 마이크로어레이 칩을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. 상기 마이크로어레이 칩 키트는, 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA가 프로브로 부착되어 있는 기판을 포함하고 기판은 정량 대조구 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA를 포함할 수 있으며, 본 발명의 마커를 이용하여 당업계에서 통상적으로 사용되는 제조 방법에 의하여 용이하게 제조될 수 있다. 마이크로어레이 칩을 제작하기 위해서, 상기 탐색된 마커를 탐침 DNA 분자로 이용하여 DNA 칩의 기판상에 고정화시키기 위해 파이조일렉트릭(piezoelectric) 방식을 이용한 마이크로피펫팅(micropipetting)법 또는 핀(pin) 형태의 스폿터(spotter)를 이용한 방법 등을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 마이크로어레이 칩의 기판은 아미노-실란(amino-silane), 폴리-L-라이신(poly-Llysine) 및 알데히드(aldehyde)로 이루어진 군에서 선택되는 활성기가 코팅된 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 기판은 슬라이드 글래스, 플라스틱, 금속, 실리콘, 나일론 막 및 니트로셀룰로스 막(nitrocellulose membrane)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the kit of the present invention may be a kit including essential elements required to perform a microarray chip. The microarray chip kit includes a substrate to which a cDNA corresponding to a gene or a fragment thereof is attached as a probe, and the substrate may include a cDNA corresponding to a quantitative control gene or a fragment thereof. It can be easily prepared by a manufacturing method commonly used in the art. In order to fabricate a microarray chip, a micropipetting method using a piezoelectric method or a pin type is used to immobilize the searched marker as a probe DNA molecule on a substrate of a DNA chip. It is preferable to use a method using a spotter of, but is not limited thereto. The substrate of the microarray chip is preferably coated with an active group selected from the group consisting of amino-silane, poly-L-lysine, and aldehyde, but is not limited thereto. . In addition, the substrate may be selected from the group consisting of slide glass, plastic, metal, silicon, nylon membrane, and nitrocellulose membrane, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 키트는 항체의 면역학적 검출을 위하여 기질, 적당한 완충 용액, 발색 효소 또는 형광 물질로 표지된 2차 항체, 및 발색 기질 등을 포함할 수 있다.In addition, the kit of the present invention may include a substrate, an appropriate buffer solution, a secondary antibody labeled with a chromogenic enzyme or a fluorescent substance, and a chromogenic substrate for immunological detection of the antibody.

본 발명의 다른 하나의 양태는, (a) 치매의 발병이 의심되는 개체로부터 분리된 생물학적 시료에서, APLP2(amyloid beta precursor like protein 2), APP(amyloid precursor protein), 및 Aβ(amyloid beta)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 측정된 수준을 정상 개체로부터 분리된 시료에서 측정된 수준과 비교하는 단계;를 포함하는 치매의 진단을 위한 정보제공방법을 제공한다. Another aspect of the present invention is (a) in a biological sample isolated from a subject suspected of having dementia, APLP2 (amyloid beta precursor like protein 2), APP (amyloid precursor protein), and Aβ (amyloid beta) Measuring the level of mRNA or protein expressed therefrom of one or more genes selected from the group consisting of; and (b) comparing the measured level with the level measured in a sample isolated from a normal individual.

상기 용어 "APLP2", "APP", "Aβ", "치매", 및 "진단" 등의 용어에 대한 설명은 전술한 바와 같다.The terms "APLP2", "APP", "Aβ", "dementia", and "diagnosis" are explained as described above.

본 발명의 용어 "개체"는 치매를 진단하고자 하는 대상을 의미한다. 이때, 상기 개체는 사람을 비롯하여 개, 말, 소, 쥐, 염소, 토끼, 닭, 오리, 거위 등의 치매가 발병될 수 있는 동물이라면 제한 없이 포함될 수 있다.The term "subject" of the present invention means a subject for whom dementia is to be diagnosed. At this time, the subject may be included without limitation as long as it is an animal that can develop dementia, such as a dog, horse, cow, rat, goat, rabbit, chicken, duck, goose, as well as a human.

본 발명의 용어 "시료"는 치매 발병이 의심되는 개체로부터 분리된 세포 배양 상청액, 전혈, 혈청, 혈장, 복수액, 뇌척수액, 골수 흡입물, 기관지-폐포 세척물, 소변, 정액, 질액, 점액, 타액, 객담 또는 생물학적 조직 시료로부터 정제된 용해물, 또는 예를 들면, 뇌 조직을 포함하는 다른 조직을 포함하는, 당분야에서 공지된 다른 공급원으로부터 수득될 수도 있다. The term "sample" as used herein refers to cell culture supernatant, whole blood, serum, plasma, ascites fluid, cerebrospinal fluid, bone marrow aspirate, bronchoalveolar lavage, urine, semen, vaginal fluid, mucus, It may be obtained from saliva, sputum, or other sources known in the art, including purified lysates from biological tissue samples, or other tissues, including, for example, brain tissue.

본 발명의 생물학적 시료는 구체적으로, 혈액을 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로 혈액의 엑토좀을 포함할 수 있다. 상기 엑토좀은 혈액 뇌장벽(Blood brain barrier)를 통과하여 혈액 중으로 분비되는 바, 인간 혈액 내에는 뇌에서 분비된 뇌 유래 엑토좀이 다량 혼입되어 있음은 자명하다. 이전 연구에 의하면 뇌에서 유래한 엑토좀에는 CD171이라는 표면 항체가 있는 것으로 알려져 있으며, 혈액 중 CD171 표면항체를 가진 엑토좀을 분리함으로서 뇌 유래 엑토좀만 분리 가능하다.The biological sample of the present invention may specifically include blood, and more specifically may include ectosomes of blood. Since the ectosomes pass through the blood brain barrier and are secreted into the blood, it is obvious that a large amount of brain-derived ectosomes secreted from the brain are mixed in human blood. According to previous studies, it is known that brain-derived ectosomes have a surface antibody called CD171, and only brain-derived ectosomes can be isolated by isolating ectosomes having CD171 surface antibody from blood.

본 발명의 용어 "정상 개체"란 치매로 진단되지 않은 개체를 의미하며, 정상 개체로부터 분리된 시료와 치매의 진단을 예측하고자 하는 개체로부터 분리된 시료에서 상기 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 발현 수준을 측정하고 비교함으로써, 치매 발병이 의심되는 개체의 치매 발병 여부를 예측할 수 있다.The term "normal subject" of the present invention refers to an individual who has not been diagnosed with dementia, and in a sample isolated from a normal individual and a sample isolated from an individual whose diagnosis of dementia is to be predicted, the mRNA of the gene or the protein expressed therefrom By measuring and comparing expression levels, it is possible to predict whether a subject suspected of having dementia develops dementia.

본 발명의 치매의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은, 치매 발병이 의심되는 개체로부터 분리된 생물학적 시료에서 측정된 상기 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정한 결과, 정상 개체로부터 분리된 시료에서 측정되는 수준보다 유의적으로 높은 경우, 치매 발병 위험이 높다고 판정될 수 있다.The method for providing information for diagnosis of dementia of the present invention measures the level of mRNA of the gene or protein expressed therefrom measured in a biological sample isolated from an individual suspected of having dementia, and isolated from a normal individual. If it is significantly higher than the level measured in the tested sample, it can be determined that the risk of developing dementia is high.

본 발명의 다른 하나의 양태는, APLP2(amyloid beta precursor like protein 2), APP(amyloid precursor protein), 및 Aβ(amyloid beta)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 치매 진단을 위한 바이오마커 조성물을 제공한다.Another aspect of the present invention is a biomarker for diagnosing dementia, including at least one selected from the group consisting of APLP2 (amyloid beta precursor like protein 2), APP (amyloid precursor protein), and Aβ (amyloid beta) composition is provided.

본 발명의 용어 "바이오마커"란 치매를 진단할 수 있는 물질, 즉 생물학적 시료에서 치매 발생 여부를 구분하여 진단할 수 있는 물질로, 정상 개체와 치매 발병 개체 간의 유의적인 차이를 보이는 폴리펩타이드, 핵산, 지질, 당지질, 당단백질, 당 등과 같은 유기 생체분자 등을 포함한다. 본 발명의 목적 상 바이오마커는 APLP2, APP, 및 Aβ로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 유전자의 증가된 발현 정도가 치매의 발병을 뒷받침한다.The term "biomarker" of the present invention is a substance capable of diagnosing dementia, that is, a substance capable of distinguishing and diagnosing the occurrence of dementia in a biological sample, and a polypeptide or nucleic acid showing a significant difference between a normal individual and an individual with dementia. , organic biomolecules such as lipids, glycolipids, glycoproteins, sugars, and the like. For the purposes of the present invention, the biomarker supports the onset of dementia when the level of increased expression of one or more genes selected from the group consisting of APLP2, APP, and Aβ.

본 발명의 다른 하나의 양태는, APLP2(amyloid beta precursor like protein 2), APP(amyloid precursor protein), 및 Aβ(amyloid beta)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 치매의 발병 가능성 진단용 조성물을 제공한다.Another aspect of the present invention is the mRNA of one or more genes selected from the group consisting of amyloid beta precursor like protein 2 (APLP2), amyloid precursor protein (APP), and amyloid beta (Aβ), or a protein expressed therefrom. Provided is a composition for diagnosing the onset of dementia, including an agent for measuring the level.

본 발명은 뇌 유래 엑토좀에서 특이적으로 발현하는 바이오마커를 이용함으로써, 뇌 조직을 샘플링하거나 영상학적 접근 없이도 뇌의 질병 상태를 진단할 수 있다. 구체적으로, 혈액에서 뇌 조직 특이적, 뇌 영역 특이적 발현 엑토좀을 분리하여 특정 발굴 바이오마커를 이용하고 그 프로파일 비교를 통해 비침습적인 치매 진단이 가능하다.In the present invention, by using a biomarker specifically expressed in brain-derived ectosomes, it is possible to diagnose a disease state of the brain without sampling brain tissue or imaging. Specifically, it is possible to diagnose dementia non-invasively by isolating brain tissue-specific and brain region-specific expression ectosomes from blood, using specific discovery biomarkers, and comparing their profiles.

도 1은 정상군 및 치매군 생쥐 혈액에서 추출한 엑토좀에서 특정 유전자 발현을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 정상군 및 치매군 생쥐 혈액에서 추출한 엑토좀에서 다중 바이오마커 유전자 발현을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 60대 정상군 및 치매군 환자 혈액 샘플에서 추출한 엑토좀에서 특정 유전자 발현 확인 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 60대 정상군 및 치매군 환자 혈액 샘플에서 추출한 엑토좀에서 다중 바이오마커 유전자 발현 확인 결과를 나타낸 도이다.
1 is a diagram showing the result of confirming the expression of a specific gene in ectosomes extracted from the blood of mice of a normal group and a dementia group.
2 is a diagram showing the results of confirming multi-biomarker gene expression in ectosomes extracted from the blood of normal and dementia group mice.
3 is a diagram showing the results of confirmation of specific gene expression in ectosomes extracted from blood samples of patients in their 60's normal group and dementia group.
4 is a diagram showing the results of confirming multi-biomarker gene expression in ectosomes extracted from blood samples of patients in their 60s, normal group and dementia group.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention by way of example, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실험예 1. 생쥐 엑토좀에서의 바이오마커 검증Experimental Example 1. Verification of biomarkers in mouse ectosomes

6개월 C57BL/6 생쥐 5마리와 6개월 5xFAD 생쥐 5마리에서 혈액을 뽑아 엑토좀을 분리하고, 분리한 엑토좀에서 발현되는 3가지 유전자의 발현을 정량 실시간 유전자 분석법을 통해 분석하였다.Blood was drawn from five 6-month-old C57BL/6 mice and five 6-month-old 5xFAD mice, ectosomes were isolated, and the expression of three genes expressed in the isolated ectosomes was analyzed by quantitative real-time genetic analysis.

구체적으로, 분리한 엑토좀에서 RNA를 추출하고, 추출한 RNA 2 μg을 DEPC 정제수에 녹인 후, 1 μL의 oligo(dt) 12-18와 10 mM dNTP 1 μL를 넣어 70℃에서 5분간 반응시킨 후 곧바로 얼음에서 냉각시키고, 5x reaction (first strand) buffer 4 μL, 100 mM DTT 2 μL, RNase inhibitor 40 unit를 넣고 42℃에서 50분간 반응시킨 다음 65℃에서 10분간 반응시켜 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA 5 μL를 3종류의 치매 관련 유전자 및 뇌 특이 유전자 프라이머 쌍 각각 1 μL, SYBR 12.5 μL, 나머지 증류수로 25 μL가 되도록 첨가한 후, 94℃에서 5분간 반응시킨 후, 95℃ 1분, 55℃ 30초의 과정을 40 주기로 반복하며 각 주기마다 반응이 일어나는지를 실시간으로 확인하며 기록하였고, 반복 주기가 끝난 후 72℃에서 10분간 반응시키며 반응을 종료시켰다. 이 실험에서 일정량의 반응을 일으킨 것으로 기록된 주기를 정상군에 비례하여 계산하여 결과값으로 활용하였다.Specifically, RNA was extracted from the isolated ectosome, 2 μg of the extracted RNA was dissolved in DEPC purified water, 1 μL of oligo(dt) 12-18 and 1 μL of 10 mM dNTP were added, reacted at 70 ° C for 5 minutes, Immediately cooled on ice, 4 μL of 5x reaction (first strand) buffer, 2 μL of 100 mM DTT, and 40 units of RNase inhibitor were added and reacted at 42 ° C for 50 minutes and then at 65 ° C for 10 minutes to synthesize cDNA. 5 μL of the synthesized cDNA was added with 1 μL of each of the three types of dementia-related genes and brain-specific gene primer pairs, 12.5 μL of SYBR, and the rest of distilled water to make 25 μL, followed by reaction at 94°C for 5 minutes, followed by 95°C for 1 minute. , The process of 55 ℃ 30 seconds was repeated for 40 cycles, and the reaction was recorded in real time for each cycle. In this experiment, the period recorded as causing a certain amount of reaction was calculated in proportion to the normal group and used as the result value.

그 결과 도 1에 나타난 바와 같이, APP, Aβ, 및 APLP2 모두에서 정상 혈액 엑토좀보다 치매 혈액 엑토좀에서 약 2~3배 가량 높은 유전자 발현율을 보여주었다.As a result, as shown in FIG. 1, gene expression rates of APP, Aβ, and APLP2 were about 2 to 3 times higher in dementia blood ectosomes than in normal blood ectosomes.

또한, 각각의 엑토좀에서 다중 바이오마커에 의한 치매군과 정상군의 차이를 확인하기 위하여, 동물 샘플 및 인간 샘플에서 APLP2를 발현하는 엑토좀만 따로 분리하고, 분리한 엑토좀에서 RNA를 추출하여 RNA 2 μg을 DEPC 정제수에 녹인 후, 1 μL의 oligo(dt) 12-18와 10 mM dNTP 1 μL를 넣어 70℃에서 5분간 반응시킨 후 곧바로 얼음에서 냉각시키고, 5x reaction (first strand) buffer 4 μL, 100 mM DTT 2 μL, RNase inhibitor 40 unit를 넣고 42℃에서 50분간 반응시킨 다음 65℃에서 10분간 반응시켜 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA 5 μL를 3종류의 치매 관련 유전자 프라이머 쌍 각각 1 μL, SYBR 12.5 μL, 나머지 증류수로 25 μL가 되도록 첨가한 후, 94℃에서 5분간 반응시킨 후, 95℃ 1분, 55℃ 30초의 과정을 40 주기로 반복하며 각 주기마다 반응이 일어나는지를 실시간으로 확인하며 기록하였고, 반복 주기가 끝난 후 72℃에서 10분간 반응시키며 반응을 종료시켰다. 이 실험에서 일정량의 반응을 일으킨 것으로 기록된 주기를 정상군에 비례하여 계산하여 결과값으로 활용한 결과 도 2에 나타난 바와 같이, 치매군에서 정상군보다 약 16~18배 높은 발현율을 보임으로써, 다중 바이오마커를 활용하여 치매를 진단할 때 보다 높은 민감도 및 특이도 수치로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.In addition, in order to confirm the difference between the dementia group and the normal group by multiple biomarkers in each ectosome, only ectosomes expressing APLP2 were isolated from animal samples and human samples, and RNA was extracted from the isolated ectosomes. After dissolving 2 μg of RNA in DEPC purified water, add 1 μL of oligo(dt) 12-18 and 1 μL of 10 mM dNTP, react at 70 ° C for 5 minutes, cool on ice immediately, and add 5x reaction (first strand) buffer 4 μL, 2 μL of 100 mM DTT, and 40 units of RNase inhibitor were added, reacted at 42°C for 50 minutes, and then reacted at 65°C for 10 minutes to synthesize cDNA. 5 μL of the synthesized cDNA was added with 1 μL of each of the three types of dementia-related gene primer pairs, 12.5 μL of SYBR, and the remaining distilled water to make 25 μL, followed by reaction at 94°C for 5 minutes, 95°C for 1 minute, 55°C 30 The process of seconds was repeated for 40 cycles, and the reaction was checked and recorded in real time for each cycle. After the repeat cycle, the reaction was terminated by reacting at 72 ° C. for 10 minutes. In this experiment, the period recorded as causing a certain amount of reaction was calculated in proportion to the normal group and used as the result value. As shown in FIG. 2, the dementia group showed about 16 to 18 times higher expression rate than the normal group It was found that it can be used with higher sensitivity and specificity values when diagnosing dementia by using multiple biomarkers.

실험예 2. 치매 환자 엑토좀에서의 바이오마커 검증Experimental Example 2. Verification of biomarkers in ectosomes of dementia patients

60대 정상군 5명과 60대 치매 진단군 5명에서 혈액을 뽑아 엑토좀을 분리하고, 분리한 엑토좀에서 발현되는 3가지 유전자의 발현을 정량 실시간 유전자 분석법을 통해 분석하였다.Blood was drawn from 5 normal people in their 60s and 5 people diagnosed with dementia in their 60s, ectosomes were isolated, and the expression of three genes expressed in the isolated ectosomes was analyzed by quantitative real-time genetic analysis.

구체적으로, 분리한 엑토좀에서 RNA를 추출하고, 추출한 RNA 2 μg을 DEPC 정제수에 녹인 후, 1 μL의 oligo(dt) 12-18와 10 mM dNTP 1 μL를 넣어 70℃에서 5분간 반응시킨 후 곧바로 얼음에서 냉각시키고, 5x reaction (first strand) buffer 4 μL, 100 mM DTT 2 μL, RNase inhibitor 40 unit를 넣고 42℃에서 50분간 반응시킨 다음 65℃에서 10분간 반응시켜 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA 5 μL를 3종류의 치매 관련 유전자 및 뇌 특이 유전자 프라이머 쌍 각각 1 μL, SYBR 12.5 μL, 나머지 증류수로 25 μL가 되도록 첨가한 후, 94℃에서 5분간 반응시킨 후, 95℃ 1분, 55℃ 30초의 과정을 40 주기로 반복하며 각 주기마다 반응이 일어나는지를 실시간으로 확인하며 기록하였고, 반복주기가 끝난 후 72℃에서 10분간 반응시키며 반응을 종료시켰다. 이 실험에서 일정량의 반응을 일으킨 것으로 기록된 주기를 정상군에 비례하여 계산하여 결과값으로 활용하였다.Specifically, RNA was extracted from the isolated ectosome, 2 μg of the extracted RNA was dissolved in DEPC purified water, 1 μL of oligo(dt) 12-18 and 1 μL of 10 mM dNTP were added, reacted at 70 ° C for 5 minutes, Immediately cooled on ice, 4 μL of 5x reaction (first strand) buffer, 2 μL of 100 mM DTT, and 40 units of RNase inhibitor were added and reacted at 42 ° C for 50 minutes and then at 65 ° C for 10 minutes to synthesize cDNA. 5 μL of the synthesized cDNA was added with 1 μL of each of the three types of dementia-related genes and brain-specific gene primer pairs, 12.5 μL of SYBR, and the rest of distilled water to make 25 μL, followed by reaction at 94°C for 5 minutes, followed by 95°C for 1 minute. , The process of 55 ℃ 30 seconds was repeated for 40 cycles, and the reaction was recorded in real time for each cycle. In this experiment, the period recorded as causing a certain amount of reaction was calculated in proportion to the normal group and used as the result value.

그 결과 도 3에 나타난 바와 같이, APP, Aβ, 및 APLP2 모두에서 정상 혈액 엑토좀보다 치매 혈액 엑토좀에서 약 2~3배 정도의 높은 유전자 발현율을 보여주었다.As a result, as shown in FIG. 3, gene expression rates of APP, Aβ, and APLP2 were about 2 to 3 times higher in dementia blood ectosomes than in normal blood ectosomes.

또한, 각각의 엑토좀에서 다중 바이오마커에 의한 치매군과 정상군의 차이를 확인한 결과 도 4에 나타난 바와 같이, 치매군에서 정상군보다 약 17~19배 높은 발현율을 보이는 것을 확인하였다. 이는 실험예 1의 생쥐 엑토좀에서의 실험 결과와 상응하며, 다중 바이오마커를 활용하여 치매를 진단할 때 보다 높은 민감도 및 특이도 수치로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.In addition, as a result of confirming the difference between the dementia group and the normal group by multiple biomarkers in each ectosome, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the dementia group showed an expression rate about 17 to 19 times higher than that of the normal group. This corresponds to the experimental results in the mouse ectosome of Experimental Example 1, and it was found that it can be used with higher sensitivity and specificity values when diagnosing dementia using multiple biomarkers.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention should be construed as including all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later and equivalent concepts rather than the detailed description above are included in the scope of the present invention.

Claims (1)

뇌 유래 엑토좀(ectosome)에서 특이적으로 발현되는 APLP2(amyloid beta precursor like protein 2) 및 APP(amyloid precursor protein); 또는 APLP2 및 Aβ(amyloid beta);의 유전자의 mRNA 또는 이로부터 발현되는 단백질의 수준을 측정하는 제제를 포함하고,
상기 유전자의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브를 포함하며,
상기 단백질의 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질에 특이적인 항체, 펩타이드, 또는 앱타머를 포함하는 치매 진단용 키트에 있어서,
상기 치매 진단용 키트는 항체의 면역학적 검출, RT-PCR 및 마이크로어레이 칩을 수행하기 위한 필요 요소를 추가로 더 포함하는 것인, 치매 진단용 키트.
APLP2 (amyloid beta precursor like protein 2) and APP (amyloid precursor protein) specifically expressed in brain-derived ectosomes; or APLP2 and Aβ (amyloid beta); including an agent for measuring the level of mRNA or protein expressed therefrom;
The agent for measuring the mRNA level of the gene includes a primer or probe that specifically binds to the gene,
In the dementia diagnosis kit, wherein the agent for measuring the level of the protein includes an antibody, peptide, or aptamer specific to the protein,
The kit for diagnosing dementia further comprises necessary elements for immunological detection of antibodies, RT-PCR, and microarray chip.
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