KR20240063787A - Biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer and method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the same - Google Patents

Biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer and method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the same Download PDF

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KR20240063787A
KR20240063787A KR1020230149183A KR20230149183A KR20240063787A KR 20240063787 A KR20240063787 A KR 20240063787A KR 1020230149183 A KR1020230149183 A KR 1020230149183A KR 20230149183 A KR20230149183 A KR 20230149183A KR 20240063787 A KR20240063787 A KR 20240063787A
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한성용
이종현
박성희
이혜지
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부산대학교 산학협력단
부산대학교병원
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Abstract

본 발명은 담도암 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는 담도암 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바이오마커 조성물을 이용하여, 담도암을 보다 효과적으로 진단할 수 있으며, 조기에 진단함으로써 담도암 치료에 도움을 줄 수 있다.
The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer and a method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the same. More specifically, one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A and PON1, or this It relates to a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer containing a coding gene and a method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the same.
Using the biomarker composition according to the present invention, biliary tract cancer can be diagnosed more effectively, and early diagnosis can help treat biliary tract cancer.

Description

담도암 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법{BIOMARKER COMPOSITION FOR DIAGNOSING BILIARY TRACT CANCER AND METHOD OF PROVIDING INFORMATION FOR DIAGNOSING BILIARY TRACT CANCER USING THE SAME}Biomarker composition for biliary tract cancer diagnosis and method of providing information for biliary tract cancer diagnosis using the same {BIOMARKER COMPOSITION FOR DIAGNOSING BILIARY TRACT CANCER AND METHOD OF PROVIDING INFORMATION FOR DIAGNOSING BILIARY TRACT CANCER USING THE SAME}

본 발명은 담도암 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는 담도암 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer and a method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the same. More specifically, one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A and PON1, or this It relates to a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer containing a coding gene and a method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the same.

담관은 간에서 생성되는 담즙을 십이지장으로 보내는 관으로, 간에서 나올 때 좌우 담관이 모여 하나의 줄기로 합류하게 된다. 담관은 간 속을 지나는 간내 담관과 간을 벗어나 십이지장까지 이어지는 간외 담관으로 나뉜다. 간외 담관 중 담즙을 일시적으로 저장하여 농축하는 주머니를 담낭이라 부르며, 이들 간내외 담관과 담낭을 통틀어 담도라고 부르나, 통상적으로 담도와 담관이라는 단어를 혼용하여 사용한다.The bile duct is a tube that carries bile produced in the liver to the duodenum. When it leaves the liver, the left and right bile ducts come together and merge into one stem. Bile ducts are divided into intrahepatic bile ducts, which pass through the liver, and extrahepatic bile ducts, which leave the liver and extend to the duodenum. Among the extrahepatic bile ducts, the sac that temporarily stores and concentrates bile is called the gallbladder. These intrahepatic and extrahepatic bile ducts and the gallbladder are collectively called the biliary tract, but usually the words bile duct and bile duct are used interchangeably.

담도암(Cholangiocarcinoma)은 담관암이라고도 하며, 담관의 상피에서 발생하는 악성종양으로, 발생 부위에 따라 간내 담도암 및 간외 담도암으로 분류된다. 담도암은 주위 조직에 스며들듯이 퍼지는 경우가 많고, 명료한 종양 덩어리를 형성하지 않으므로, 담도암을 정확하게 진단하는 것은 쉽지 않다. 최근, 화상진단기술이 발달함에 따라 복부 초음파검사, 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 경피경간 담도 조영술(PTC), 경피경간 담도 배액술(PTBD), 내시경 역행성 담췌관 조영술(ERCP) 또는 혈관조영검사 등의 기술을 이용하여 담도암을 진단할 수 있으나, 진단에 고비용이 들고 복잡하며, 조기 진단이 어렵다는 단점이 있다.Cholangiocarcinoma, also called cholangiocarcinoma, is a malignant tumor that occurs in the epithelium of the bile duct. Depending on the site of occurrence, it is classified into intrahepatic biliary cancer and extrahepatic biliary cancer. Since biliary tract cancer often spreads as if seeping into surrounding tissues and does not form a clear tumor mass, it is not easy to accurately diagnose biliary tract cancer. Recently, with the development of diagnostic imaging technology, abdominal ultrasonography, computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), percutaneous transhepatic cholangiography (PTC), percutaneous transhepatic biliary drainage (PTBD), and endoscopic retrograde cholangiopancreatography ( Biliary tract cancer can be diagnosed using techniques such as ERCP or angiography, but it has the disadvantages of being expensive and complicated, and making early diagnosis difficult.

따라서, 담도암을 조기에 간단하게 진단할 수 있는 바이오마커의 개발이 요구되어 왔다.Therefore, there has been a demand for the development of a biomarker that can easily diagnose biliary tract cancer at an early stage.

대한민국 공개특허 제10-2017-0124683호 (2017.11.13. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0124683 (published on November 13, 2017)

본 발명의 목적은 담도암 진단 효과가 우수한 담도암 진단용 바이오마커 조성물을 제공하는 데에 있다.The purpose of the present invention is to provide a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer that is excellent in diagnosing biliary tract cancer.

본 발명의 다른 목적은 상기 담도암 진단용 바이오마커를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the biomarker for diagnosing biliary tract cancer.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.The technical problems to be achieved by the invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는, 담도암 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer, comprising one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1 or a gene encoding the same.

본 발명에 있어서, 상기 ERC1 및 CA11는 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 담도암을 가지는 개체에서 단백질 발현량이 증가하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the protein expression levels of ERC1 and CA11 are increased in individuals with biliary tract cancer compared to healthy individuals or individuals with benign biliary diseases.

본 발명에 있어서, 상기 HTRA1, KDM1A 및 PON1는 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 담도암을 가지는 개체에서 단백질 발현량이 감소하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the protein expression levels of HTRA1, KDM1A, and PON1 are reduced in individuals with biliary tract cancer compared to healthy individuals or individuals with benign biliary diseases.

또한, 본 발명은 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a diagnosis of biliary tract cancer, including the step of measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1, or genes encoding the same, in biological samples isolated from the test subject. Provides a method of providing information for

본 발명에 있어서, 상기 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은 상기 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 상기 ERC1 및 CA11로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준이 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에서의 발현 수준 대비 상향 조절되고, 상기 HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준이 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에서의 발현 수준 대비 하향 조절되면, 피검사자가 담도암을 가진 것으로 판단할 수 있다.In the present invention, the method of providing information for diagnosing biliary tract cancer is performed in a biological sample isolated from the test subject in which the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1 and CA11 or the gene encoding them is determined by healthy individuals or The expression level of one or more proteins selected from the group consisting of HTRA1, KDM1A, and PON1, or the gene encoding them, is upregulated compared to the expression level in an individual with a benign biliary disease If it is downregulated compared to the expression level, the test subject can be judged to have biliary tract cancer.

본 발명은 담도암 진단 효과가 우수한 담도암 진단용 바이오마커 조성물을 제공할 수 있으며, 상기 바이오마커 조성물을 이용하여, 담도암을 보다 조기에 효과적으로 진단함으로써 담도암 치료에 도움을 줄 수 있다.The present invention can provide a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer that is excellent in diagnosing biliary tract cancer, and can help treat biliary tract cancer by effectively diagnosing biliary tract cancer at an early stage using the biomarker composition.

또한, 본 발명은 상기 담도암 진단용 바이오마커를 이용한 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공할 수 있다.Additionally, the present invention can provide a method of providing information for diagnosing biliary tract cancer using the biomarker for diagnosing biliary tract cancer.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담도암 관련 바이오마커 선정 실험 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 LC-MS/MS 데이터 분석을 통해 동정된 펩타이드 및 단백질을 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 따라 동정된 단백질을 Vesiclepedia 및 ExoCarta에 등록된 유전자와 비교하여 검증한 것이다.
도 4는 도 2에 따라 동정된 단백질을 여러 암종에 대해 보고된 자료와 비교한 데이터이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 수집된 시료의 주 성분 분석을 3D로 나타낸 것이다.
도 6은 클러스터링(clustering) 분석 결과이다.
도 7은 각 군별로 차등 발현 단백질을 분석한 결과이다.
도 8은 benign군 및 cancer군을 차등 발현 단백질을 분석한 결과이다.
도 9는 담도암 위험군을 찾아낼 수 있는 스코어링 시스템을 나타낸 그림이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 담도암 진단용 바이오마커를 통계학적으로 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
Figure 1 schematically shows the experimental process for selecting biliary tract cancer-related biomarkers according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows peptides and proteins identified through LC-MS/MS data analysis.
Figure 3 verifies the protein identified according to Figure 2 by comparing it with genes registered in Vesiclepedia and ExoCarta.
Figure 4 is data comparing the proteins identified according to Figure 2 with data reported for various carcinomas.
Figure 5 shows in 3D the principal component analysis of samples collected in one embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the results of clustering analysis.
Figure 7 shows the results of analyzing differentially expressed proteins for each group.
Figure 8 shows the results of analyzing differentially expressed proteins in the benign group and cancer group.
Figure 9 is a diagram showing a scoring system that can identify biliary tract cancer risk groups.
Figure 10 is a graph showing the results of statistical analysis of biomarkers for diagnosing biliary tract cancer according to an embodiment of the present invention.

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

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.The numerical range includes the values defined in the range above. Every maximum numerical limit given throughout this specification includes all lower numerical limits as if the lower numerical limit were explicitly written out. Every minimum numerical limit given throughout this specification includes every higher numerical limit as if such higher numerical limit was clearly written. All numerical limits given throughout this specification will include all better numerical ranges within the broader numerical range, as if the narrower numerical limits were clearly written.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에서, "진단"이란, 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 진단은 담도암의 발병 여부를 확인하는 것으로, 구체적으로 담도암이 의심되는 개체에서 분리된 시료에서 상기 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자가 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 이의 발현 또는 활성이 증가되는지 여부를 확인하여 담도암을 확인하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 담도암이 의심되는 개체에서 분리된 시료에서 상기 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자가 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 이의 발현 또는 활성이 증가되는지 여부를 확인하여 담도암을 확인하는 것일 수 있다.As used herein, “diagnosis” means confirming the presence or characteristics of a pathological condition. For the purpose of the present invention, diagnosis is to confirm the occurrence of biliary tract cancer. Specifically, in a sample isolated from an individual suspected of having biliary tract cancer, the protein or the gene encoding it is compared to a healthy individual or an individual with a benign biliary tract disease. Biliary tract cancer can be confirmed by checking whether its expression or activity is increased. More specifically, the method is to confirm biliary tract cancer by checking whether the expression or activity of the protein or the gene encoding it is increased in a sample isolated from an individual suspected of having biliary tract cancer compared to a healthy individual or an individual with a benign biliary tract disease. You can.

본 명세서에서, “담도 양성 질환”이란, 간 실질 침범 유무에 관계없이 간내 및/또는 간외 담관에 영향을 미칠 수 있는 악성이 아닌 광범위한 선천성 및 후천성 질환으로 급성 또는 만성 임상 경과로 나타날 수 있는 질환이다.As used herein, “benign biliary disease” refers to a wide range of non-malignant congenital and acquired diseases that can affect the intrahepatic and/or extrahepatic bile ducts, regardless of the presence or absence of liver parenchymal invasion, and are diseases that can manifest in an acute or chronic clinical course. .

본 명세서에서, “담도암”이란, 간으로 부터 십이지장으로 담즙이 흐르는 경로인 담도의 다양한 위치에서 생기는 상피세포 악성 종양이다. In this specification, “biliary cancer” is an epithelial cell malignant tumor that occurs in various locations in the biliary tract, which is the path through which bile flows from the liver to the duodenum.

본 명세서에서, "바이오마커"란, 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표로서, 생명체의 정상 또는 병리적인 상태, 이의 변화 여부 등을 확인할 수 있는 물질로, 폴리펩타이드, 핵산, 지질, 당지질, 당단백질, 당(단당류, 이당류, 올리고당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함할 수 있고, 이를 이용하여 본 발명과 같이 담도암에 대해 진단할 수 있다.In this specification, "biomarker" is an indicator that can detect changes in the body, and is a substance that can confirm the normal or pathological state of a living organism and whether there is a change in this, and includes polypeptides, nucleic acids, lipids, glycolipids, and glycoproteins. , organic biomolecules such as sugars (monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, etc.), and can be used to diagnose biliary tract cancer as in the present invention.

본 발명에 따른 바이오마커는 반복된 실험에도 동일한 결과를 나타내고, 이의 발현량의 변화가 유의성 있는 결과를 보이므로 신뢰도가 높은 마커로 볼 수 있으며, 이에 따라 예측된 결과는 타당하게 신뢰될 수 있다.The biomarker according to the present invention shows the same results even in repeated experiments and changes in its expression level show significant results, so it can be viewed as a highly reliable marker, and thus the predicted results can be reasonably trusted.

담도암 진단용 바이오마커 조성물Biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer

본 발명은 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는, 담도암 진단용 바이오마커 조성물을 제공할 수 있으며, 바람직하게는 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는, 담도암 진단용 바이오마커 조성물을 제공할 수 있다.The present invention can provide a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer, comprising one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1, or a gene encoding the same, preferably ERC1, CA11, and HTRA1. , it is possible to provide a biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer, including KDM1A and PON1 proteins or genes encoding them.

상기 단백질 또는 이의 유전자는 엑소좀에서 유래된 것일 수 있다.The protein or its gene may be derived from exosomes.

상기 ERC1 및 CA11는 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 담도암을 가지는 개체에서 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현량이 증가할 수 있다.The expression level of the ERC1 and CA11 proteins or genes encoding them may be increased in individuals with biliary tract cancer compared to healthy individuals or individuals with benign biliary diseases.

상기 HTRA1, KDM1A 및 PON1는 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 담도암을 가지는 개체에서 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현량이 감소할 수 있다. The expression levels of HTRA1, KDM1A, and PON1 proteins or genes encoding them may be reduced in individuals with biliary tract cancer compared to healthy individuals or individuals with benign biliary diseases.

본 발명은 상기 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 제제를 유효성분으로 포함하는 담도암 진단용 조성물을 제공할 수 있다. 바람직하게는 상기 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 제제를 유효성분으로 포함하는 담도암 진단용 조성물을 제공할 수 있다.The present invention can provide a composition for diagnosing biliary tract cancer, which includes as an active ingredient an agent for measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1 or the genes encoding them. Preferably, a composition for diagnosing biliary tract cancer may be provided, which includes as an active ingredient an agent for measuring the expression level of the ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1 proteins or the genes encoding them.

상기 제제는 상기 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머, 프로브, 단백질 또는 항체일 수 있다. The agent may be a primer, probe, protein or antibody that specifically binds to one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A and PON1 or the gene encoding them.

본 발명은 상기 담도암 진단용 조성물을 포함하는 담도암 진단용 키트를 제공할 수 있다.The present invention can provide a kit for diagnosing biliary tract cancer, including the composition for diagnosing biliary tract cancer.

담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법How to provide information for biliary tract cancer diagnosis

본 발명은 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.The present invention provides information for diagnosing biliary tract cancer, including the step of measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1, or genes encoding the same, in a biological sample isolated from a test subject. Provides a method to provide .

상기 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체와 비교하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of providing information for diagnosing biliary tract cancer includes measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1, or the genes encoding them, in biological samples isolated from test subjects. It may further include comparing with an individual having a benign disease.

바람직하게는, 본 발명은 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공할 수 있다.Preferably, the present invention provides a method for providing information for diagnosing biliary tract cancer, comprising the step of measuring the expression level of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A and PON1 proteins or genes encoding them in biological samples isolated from the test subject. can be provided.

더욱 바람직하게는, 본 발명은 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 상기 측정한 발현 수준을 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체와 비교하는 단계;를 포함하는 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공할 수 있다.More preferably, the present invention includes the steps of measuring the expression level of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A and PON1 proteins or genes encoding them in a biological sample isolated from a test subject; and comparing the measured expression level with that of a healthy individual or an individual with a benign biliary disease.

상기 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은 상기 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 상기 ERC1 및 CA11로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준이 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에서의 발현 수준 대비 상향 조절되고, 상기 HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준이 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에서의 발현 수준 대비 하향 조절되면, 피검사자가 담도암을 가진 것으로 판단할 수 있다.The method of providing information for diagnosing biliary tract cancer includes the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1 and CA11 or the genes encoding them in a biological sample isolated from the subject being tested in a healthy individual or a person with a benign biliary tract disease. The expression level of one or more proteins selected from the group consisting of HTRA1, KDM1A, and PON1 or the gene encoding them is upregulated compared to the expression level in the subject, and the expression level of the gene encoding the same is downregulated compared to the expression level in a healthy subject or an subject with a benign biliary disease. If so, it can be determined that the test subject has biliary tract cancer.

상기 생물학적 시료는 상기 피검사자의 특정 조직 또는 기관으로부터 유래될 수 있다. 상기 조직의 비제한적인 예시로는 결합, 피부, 근육 또는 신경 조직 등이 있으며, 기관의 대표적인 예로는 눈, 뇌, 폐, 간, 비장, 골수, 흉선, 심장, 림프, 혈액, 뼈, 연골, 췌장, 신장, 담낭, 위, 소장, 고환, 난소, 자궁, 직장, 신경계, 선 및 내부 혈관 등이 있다. 보다 구체적으로, 상기 생물학적 시료는 체액 시료를 포함하며, 이는 혈액, 혈청, 혈장, 림프, 모유, 소변, 분변, 안구 유액, 타액, 정액, 뇌 추출물(예컨대, 뇌 분쇄물), 척수액, 충수, 비장, 편도선 조직 추출물 및 엑소좀 등이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 생물학적 시료는 혈장에서 분리된 엑소좀일 수 있다.The biological sample may be derived from a specific tissue or organ of the test subject. Non-limiting examples of the tissues include connective tissue, skin, muscle, or nervous tissue, and representative examples of organs include the eyes, brain, lungs, liver, spleen, bone marrow, thymus, heart, lymph, blood, bone, cartilage, These include the pancreas, kidneys, gallbladder, stomach, small intestine, testes, ovaries, uterus, rectum, nervous system, glands, and internal blood vessels. More specifically, the biological sample includes body fluid samples, including blood, serum, plasma, lymph, breast milk, urine, feces, ocular fluid, saliva, semen, brain extract (e.g., brain pulverized material), spinal fluid, appendix, These include, but are not limited to, spleen and tonsil tissue extracts and exosomes. Preferably, the biological sample may be exosomes isolated from plasma.

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

<실시예 1> 담도암 관련 바이오마커 확인<Example 1> Confirmation of biomarkers related to biliary tract cancer

도 1에 개략적으로 나타난 바와 같이, 시료 제조, 분석 및 유효성 검사 단계에 따라 담도암 관련 바이오마커를 발굴하였다.As schematically shown in Figure 1, biliary tract cancer-related biomarkers were discovered following the sample preparation, analysis, and validation steps.

1. 혈액 수집1. Blood collection

담도암 환자와 총담관결석증 및 간내담관결석증으로 진단된 담도계 질환자로부터 동의서를 받은 후 혈액을 EDTA tube에 9 ml씩 제공받았으며, 프로토콜은 부산대학교병원 의학연구윤리심의위원회에서 승인받았다. (IRB no. 2011-014-097)After obtaining informed consent from patients with biliary tract cancer and patients with biliary tract diseases diagnosed as common bile duct stones and intrahepatic cholangiolithiasis, 9 ml of blood was provided in EDTA tubes, and the protocol was approved by the Medical Research Ethics Review Committee of Pusan National University Hospital. (IRB no. 2011-014-097)

하기 표 1에 나타난 바와 같이, 총 45개의 엑소좀 시료(5 of healthy control (HC), 10 of benign, 30 of cancer)를 실험에 사용하였다. HC 그룹의 경우 32-82세 사이의 남성 3명, 여성 2명에게, Benign 그룹의 경우 34-85세 사이의 남성 5명, 여성 5명에게, Cancer 그룹의 경우 45-84세 사이의 남성 20명, 여성 10명에게 제공받았다.As shown in Table 1 below, a total of 45 exosome samples (5 of healthy control (HC), 10 of benign, 30 of cancer) were used in the experiment. For the HC group, three men and two women aged between 32 and 82 years; for the Benign group, five men and five women aged between 34 and 85 years; and for the Cancer group, 20 men aged between 45 and 84 years. It was provided to 10 people and 10 women.

하기 표 1은 시료 제공 환자들의 특징을 나타낸 것이다.Table 1 below shows the characteristics of patients who provided samples.

2. 혈액 분리2. Blood separation

환자로부터 얻어진 혈액은 상온에서 shaker 위에서 보관하고, 혈액 채취 후 4시간 이내에 분리하였다. 혈액은 800g 에서 10분간 원심분리한 후 상층의 혈장을 분리하여 단백질 저부착 1.5 ml 튜브에 나눠 담아 사용 전까지 -80℃ 초저온냉동고에 보관하였다.Blood obtained from patients was stored on a shaker at room temperature and separated within 4 hours after blood collection. The blood was centrifuged at 800g for 10 minutes, and the upper layer of plasma was separated, divided into 1.5 ml low-protein adhesion tubes, and stored in an ultra-low temperature freezer at -80°C until use.

3. 혈장 내 알부민 및 IgG 제거 (전처리)3. Removal of albumin and IgG from plasma (pretreatment)

혈장에 포함된 단백질의 대부분은 알부민과 IgG로 이루어져 있으며, 암환자와 질환자의 유의미하게 차이나는 단백체 분석을 위해서는 알부민과 IgG가 반드시 제거되어야 한다. 따라서 본 실시예에서는 알부민과 IgG가 흡착할 수 있는 레진 칼럼을 사용하여 혈장을 단백체 분석에 적합하도록 전처리하였다. Most of the proteins contained in plasma consist of albumin and IgG, and in order to analyze the significantly different proteomes of cancer patients and diseased patients, albumin and IgG must be removed. Therefore, in this example, plasma was pretreated to be suitable for proteomic analysis using a resin column capable of adsorbing albumin and IgG.

얻어진 혈장은 상온에서 빠르게 3분 이내로 녹인 후 혈장 300μl과 레진 칼럼 부착 버퍼 9700μl을 잘 섞은 다음, 300g에서 10분 원심분리하여 가라앉은 잔여 세포를 제외하고 상등액을 새로운 튜브에 옮겨 담은 뒤, 2000g에서 10분 원심분리하여 가라앉은 죽은 세포를 제외하고 상등액을 새로운 튜브에 옮겨 담고, 10000 g에서 30분 원심분리하여 가라앉은 세포 찌꺼기를 제외하고 상등액을 새로운 튜브에 옮겨 담았다.The obtained plasma was quickly dissolved at room temperature within 3 minutes, mixed well with 300 μl of plasma and 9700 μl of resin column attachment buffer, then centrifuged at 300 g for 10 minutes, excluding the remaining cells that had settled. The supernatant was transferred to a new tube, and then centrifuged at 2000 g for 10 minutes. After centrifugation for 30 minutes, the supernatant was transferred to a new tube, excluding dead cells that had settled. After centrifugation at 10000 g for 30 minutes, the supernatant was transferred to a new tube, excluding cell debris that had settled.

4. 혈장 내 엑소좀 분리 4. Isolation of exosomes from plasma

전처리된 혈장은 초고속 원심분리기를 이용하여 100,000g, 4℃에서 18시간 원심분리하여 상등액을 제거하고 아래 침전물에 깨끗한 생리식염수(PBS)를 5 ml 추가하여 다시 초고속 원심분리기에 120,000g, 4℃에서 70분간 원심분리하여 상등액을 제거한 뒤 아래 침전물을 얻어 생리식염수(PBS) 150μl을 추가하여 재현탁하여 엑소좀을 얻었다.The pretreated plasma was centrifuged at 100,000g at 4°C for 18 hours using an ultra-high-speed centrifuge to remove the supernatant. Add 5 ml of clean physiological saline (PBS) to the sediment below and centrifuge again at 120,000g at 4°C using an ultra-high-speed centrifuge. After centrifugation for 70 minutes to remove the supernatant, the sediment below was obtained and resuspended by adding 150 μl of physiological saline (PBS) to obtain exosomes.

5. 엑소좀 전처리5. Exosome pretreatment

엑소좀 시료를 -20℃에 보관한 아세톤을 사용하여 1 : 5 of healthy control, 10 of benign, 30 of cancer 5 of healthy control, 10 of benign, 30 of cancer 5 of healthy control, 10 of benign, 30 of cancer 4 의 비율로 혼합하였다. 엑소좀 시료를 2시간 동안 -70℃ 넣어 엑소좀을 침전시켰다. Minispin 5452 (Eppendorf)를 사용하여 16,000g 에서 5분 동안 원심분리 시킨 후 상층액을 제거하였다. 침전된 엑소좀에 8 M urea를 넣은 후 초음파 파쇄기를 통해 시료를 용해시켰다. BCA 정량을 통해 엑소좀 160μg에 최종농도 10 mM의 dithiothreitol (DTT) 를 첨가한 후 Thermomixer 5382 (Eppendorf) 에서 37℃, 450 rpm으로 30분간 환원 반응시켰다. 환원 반응이 끝난 후, 최종농도 25 mM iodoacetamide (IAA)를 첨가 후 상온 암실 조건에서 30분간 알킬화 반응시켰다. 알킬화 반응 후, 100 mM ammonium bicarbonate (ABC)를 사용하여 urea 농도를 1M 아래로 낮췄다. Trypsin (1 : 25 = protein : enzyme)을 첨가한 후, 37℃에서 16시간 동안 반응시켰다. 최종 농도 1% TFA를 첨가하여 반응을 종결시켰다. Peptide화된 시료를 SOLA HRP C18 카트리지를 사용해 시료에 포함된 염을 제거 후 SpeedVac 을 통해 진공건조 시켰다.Exosome samples were stored at -20°C using acetone and 1: 5 of healthy control, 10 of benign, 30 of cancer 5 of healthy control, 10 of benign, 30 of cancer 5 of healthy control, 10 of benign, 30 of cancer was mixed at a ratio of 4. Exosome samples were placed at -70°C for 2 hours to precipitate exosomes. After centrifugation at 16,000 g for 5 minutes using Minispin 5452 (Eppendorf), the supernatant was removed. After adding 8 M urea to the precipitated exosomes, the sample was dissolved through an ultrasonic disruptor. Through BCA quantification, dithiothreitol (DTT) at a final concentration of 10 mM was added to 160 μg of exosomes and then subjected to a reduction reaction at 37°C and 450 rpm for 30 minutes in a Thermomixer 5382 (Eppendorf). After the reduction reaction was completed, a final concentration of 25 mM iodoacetamide (IAA) was added and alkylation reaction was performed for 30 minutes at room temperature in the dark. After the alkylation reaction, 100 mM ammonium bicarbonate (ABC) was used to lower the urea concentration below 1M. Trypsin (1:25 = protein:enzyme) was added and reacted at 37°C for 16 hours. The reaction was terminated by adding TFA to a final concentration of 1%. The peptided sample was vacuum dried using a SpeedVac after removing the salt contained in the sample using a SOLA HRP C18 cartridge.

6. TMT labeling & LC fractionation6. TMT labeling & LC fractionation

45개의 엑소좀 시료를 TMT 16-plex를 사용하여 분석하기 위해 3 세트로 나눈 후, 각각의 세트를 normalize 하기 위해 TMT 16-plex의 134N reagent는 전체 엑소좀 시료를 균등하게 합친 시료를 각 세트에 포함시켰다. TMT 16-plex tube에 25μL acetonitrile (ACN)을 넣어 TMT reagent를 녹여 준비했다. 건조된 peptide 시료 50 μg에 100 mM triethylammonium bicarbonate (TEAB) 100μL을 넣어 용해시킨 후, TMT reagent tube에 옮겨 1시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 후, 5% hydroxylamine 8μL을 넣어 반응을 종결시켰다. TMT labeling 된 시료를 하나의 새 tube에 합친 후 SpeedVac을 통해 ~600μL 정도가 남을 때까지 진공건조 시켰다. 남은 시료를 SOLA HRP C18 카트리지를 사용해 염을 제거한 후 SpeedVac을 통해 진공건조 시켰다. 건조된 peptide 시료를 10 mM ABC를 통해 용해시킨 다음, LC fractionation 방식을 통해 24개의 fraction으로 나눴다. 각각의 fractionation 시료를 SpeedVac을 통해 건조시킨 후, 0.1% TFA를 사용해 peptide 시료를 용해시켜 MS 분석을 수행하였다.After dividing 45 exosome samples into 3 sets for analysis using TMT 16-plex, in order to normalize each set, the 134N reagent of TMT 16-plex was applied to each set to equalize the total exosome samples. included. The TMT reagent was prepared by dissolving 25 μL acetonitrile (ACN) in a TMT 16-plex tube. 50 μg of the dried peptide sample was dissolved by adding 100 μL of 100 mM triethylammonium bicarbonate (TEAB), then transferred to a TMT reagent tube and reacted at room temperature for 1 hour. After the reaction, 8 μL of 5% hydroxylamine was added to terminate the reaction. The TMT labeled samples were combined into a new tube and vacuum dried using SpeedVac until ~600 μL remained. The remaining sample was desalted using a SOLA HRP C18 cartridge and then vacuum dried using SpeedVac. The dried peptide sample was dissolved in 10mM ABC and then divided into 24 fractions using LC fractionation. After drying each fractionation sample using SpeedVac, peptide samples were dissolved using 0.1% TFA and MS analysis was performed.

7. LC-MS analysis7. LC-MS analysis

Thermo Dionex Ultimate 3000 UPLC 시스템과 Thermo Orbitrap Exploris 480 MS를 사용하여 peptide화 된 엑소좀(exosome) 시료를 분석하였다. LC 이동상 조건은 이동상 A는 H2O에 0.1% formic acid와 5% DMSO를 첨가하였으며, 이동상 B는 80% ACN에 0.1% formic acid와 5% DMSO를 첨가하여 분석에 사용하였다. 이동 상의 유속은 250 nL/min이며, 분석 칼럼은 PepMapTM RSLC C18, 75 um x 50 cm을 사용하여 peptide를 분리하였다. ESI spray의 조건은 spray voltage 2.5 kV, ion transfer tube의 온도는 275℃를 사용하였다. MS 조건은 MS1 scan range 350 부터 1800 까지이며, MS1 resolution은 60,000, HCD collision energy는 32를 사용하여 분석을 수행하였다.Peptide-ylated exosome samples were analyzed using a Thermo Dionex Ultimate 3000 UPLC system and a Thermo Orbitrap Exploris 480 MS. For the LC mobile phase conditions, 0.1% formic acid and 5% DMSO were added to H 2 O for mobile phase A, and 0.1% formic acid and 5% DMSO were added to 80% ACN for mobile phase B. The flow rate of the mobile phase was 250 nL/min, and the analysis column used was PepMapTM RSLC C18, 75 um x 50 cm to separate peptides. The conditions for ESI spray were spray voltage of 2.5 kV and ion transfer tube temperature of 275°C. MS conditions were MS1 scan range from 350 to 1800, MS1 resolution was 60,000, and HCD collision energy was 32.

8. LC-MS/MS 데이터 분석8. LC-MS/MS data analysis

UniProt 데이터베이스에서 제공하는 인간 단백질 시퀀스(UP000005640)와 Comet을 이용하여 질량 분석 스펙트럼 데이터로부터 3,315개의 단백질을 동정했다. 데이터베이스 생성시 길이가 7~50인 semi-tryptic 펩타이드를 사용했고, missed cleavage는 한 개까지 허용했다. 펩타이드 변형으로 cysteine alkylation (+57.0214 Da)와 methionine oxidation (+15.9949 Da)을 고려했다. False discovery rate (FDR)은 스펙트럼, 펩타이드, 단백질 수준에서 각 1%로 적용하였다. Precursor isolation purity가 0.7 이상인 스펙트럼만을 사용했다. 3,315 proteins were identified from the human protein sequence (UP000005640) provided by the UniProt database and mass spectral data using Comet. When creating the database, semi-tryptic peptides with a length of 7 to 50 were used, and up to one missed cleavage was allowed. Cysteine alkylation (+57.0214 Da) and methionine oxidation (+15.9949 Da) were considered as peptide modifications. False discovery rate (FDR) was applied at 1% each at the spectrum, peptide, and protein levels. Only spectra with precursor isolation purity of 0.7 or higher were used.

도 2에 나타난 바와 같이, 혈액의 혈장을 분리하여 엑소좀을 얻어 정량분석 시, 25, 382개의 펩타이드와 3,315개의 단백질을 추출하였다.As shown in Figure 2, exosomes were obtained by separating blood plasma, and during quantitative analysis, 25,382 peptides and 3,315 proteins were extracted.

9. Public extracellular vesicle (EV) 단백체 데이터 비교9. Comparison of public extracellular vesicle (EV) proteome data

본 실시예에 따라 동정된 단백질들이 기존에 알려진 Extracellular vesicle proteome에 얼마나 포함되는지 알아보기 위해, 가장 널리 사용되는 EV database인 Vesicle pedia (13,396개 유전자)와 ExoCarta (5,402개 유전자)와 비교하여 검증하였다. To determine how much of the proteins identified according to this example were included in the previously known extracellular vesicle proteome, they were verified by comparison with the most widely used EV databases, Vesicle pedia (13,396 genes) and ExoCarta (5,402 genes).

그 결과, 도 3을 참조하면, 3,300여개 단백질 중 2,600여개가 기존에 보고된 EV 관련 단백질이고, 730여개는 본 실시예에서만 동정된 것이다. 본 실시예의 3,349개 단백질이 앞서 진행한 분석에서의 단백질 3,315개 보다 많은 이유는 정성 분석시에는 같은 종류의 펩타이드가 상쇄되어 중복되는 것은 제거되었고, 다른 데이터 분석시에는 세부 정보가 다른 중복되는 단백질을 유지하여서 수가 다르다.As a result, referring to FIG. 3, out of about 3,300 proteins, about 2,600 are previously reported EV-related proteins, and about 730 were identified only in this example. The reason why the 3,349 proteins in this example is more than the 3,315 proteins in the previous analysis is that during qualitative analysis, peptides of the same type were offset and overlapping proteins were removed, and when analyzing other data, overlapping proteins with different details were removed. The numbers are different because they are maintained.

본 실시예에서만 동정된 단백질들로 gene ontology 분석을 한 결과, GOBP에서는 우선 vesicle 관련된 GO term들 (e.g., vesicle-mediated transport, endocytosis)이 enrich 되어 있으며, 기존에 exosome biology에서 잘 알려져 있듯이, cell migration/ECM 관련된 GO term들 (e.g., cell migration, ECM organization)과 immunity 관련된 GO term들 (e.g., neutrophil mediated immunity, complement activation)이 많이 enrich되어 있음을 확인할 수 있으며, GOCC에서는 GOBP에서 보이는 term들이 유사하게 나타남을 확인할 수 있다.As a result of gene ontology analysis with proteins identified only in this example, GOBP was enriched with vesicle-related GO terms (e.g., vesicle-mediated transport, endocytosis), and as well known in exosome biology, cell migration / It can be seen that GO terms related to ECM (e.g., cell migration, ECM organization) and GO terms related to immunity (e.g., neutrophil immunity mediated, complement activation) are highly enriched, and in GOCC, the terms seen in GOBP are similarly enriched. You can confirm that it appears.

더불어, 여러 암 종에 대해 cancer-associated vesicle proteome을 연구한 최신 논문과 비교를 진행하였다. 상기 논문은 tissue explants와 plasma, serum, bile duct 등 여러 bodily fluid에서 extracellular vesicle proteome을 분석한 것으로, 모든 종류의 시료에서 동정된 약 8,800여개 단백질과 본 실시예에서 동정된 3,300여개 단백질을 비교한 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 약 2,300개가 겹치는 것으로 확인되었으며, 그 중 담도암 bile duct EV proteome과 비교했을 때는 약 1,100여개 단백질이 겹치는 것으로 확인되었다. 즉, 암과 관련있는 vesicle protein들이 2,300개 가량으로 본 실시예의 데이터의 70% 가량 일치하는 것으로 나타났다.In addition, we conducted a comparison with the latest papers that studied the cancer-associated vesicle proteome for various cancer types. The above paper analyzed the extracellular vesicle proteome in various bodily fluids such as tissue explants, plasma, serum, and bile duct. The results compared approximately 8,800 proteins identified in all types of samples with 3,300 proteins identified in this example. , As shown in Figure 4, approximately 2,300 proteins were confirmed to overlap, of which approximately 1,100 proteins were confirmed to overlap when compared to the biliary tract cancer bile duct EV proteome. In other words, there were about 2,300 vesicle proteins related to cancer, which matched about 70% of the data in this example.

도 5를 참조하면, 각 시료들의 주 성분분석을 3D로 나타내었을 때 각 그룹 간 유의한 차이는 크게 없었으며, 세부 진단명에 따른 차이도 유의하지 않음을 확인할 수 있다. 더불어 도 6에 나타난 바와 같이, cluster를 확인하였을 때 각 암 종류나, AST ALT, 나이 gender CA19-9 등의 factor와 비교하였을 때도 유의미한 분리 이루어지지 않음을 확인할 수 있다.Referring to Figure 5, when the principal component analysis of each sample was shown in 3D, it can be seen that there was no significant difference between each group, and the difference according to detailed diagnosis was also not significant. In addition, as shown in Figure 6, when checking the cluster, it can be confirmed that no significant separation is achieved even when compared with factors such as each cancer type, AST ALT, age, gender CA19-9, etc.

10. 차등 발현 단백질( differential expression protein, DEP) 탐색10. Search for differential expression proteins (DEP)

원 데이터에서 동정된 단백질 정량 값에 대하여 실험군과 대조군의 발현량 차이를 계산했다. 실험군과 대조군은 암 환자군과 건강 대조군, 양성 종양 환자군과 건강 대조군, 암 환자군과 양성 종양 대조군으로 정의했다. 발현량 차이는 각 환자군에서 단백질 발현량의 중앙값을 취하여 구했다. 발현량 차이에 대한 p-value는 순열검정법(permutation test)을 통해 생성한 영 분포(null distribution)와 비교하여 계산하였다. 이를 통해 전체 단백질 가운데 발현량 차이가 1.3배 초과이고 p-value가 0.1 미만인 단백질을 차등 발현 단백질로 정의하였다.The difference in expression levels between the experimental and control groups was calculated for the protein quantification values identified in the raw data. The experimental group and control group were defined as cancer patient group and healthy control group, benign tumor patient group and healthy control group, and cancer patient group and benign tumor control group. The difference in expression level was obtained by taking the median value of protein expression level in each patient group. The p-value for the difference in expression level was calculated by comparing it with the null distribution generated through a permutation test. Through this, proteins with an expression level difference of more than 1.3 times and a p-value of less than 0.1 among all proteins were defined as differentially expressed proteins.

도 7을 참조하면, Cancer와 HC의 비교에서 up gene은 102개, down protein은 31개였으며, Benign과 cancer의 비교에서 up gene은 12개, down protein은 3개로 확인이 되었다.Referring to Figure 7, in the comparison between Cancer and HC, there were 102 up genes and 31 down proteins, and in the comparison between Benign and cancer, there were 12 up genes and 3 down proteins.

보다 구체적으로, benign과 cancer의 차이에 더 주목하여 분석한 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, 상향 단백체 12개 중에서는 biomarker로 알 려지지 않은(database에 없는) 노란색 표기 단백체도 2개 확인되었는데, 이 단백체들은 exocytosis 되었을 가능성이 있다. 또한, 상향 단백체 3개는 각 database에서 알려진 단백체임을 확인하였다. 이렇게 상향 혹은 하향 조절된 15개의 단백체는 benign과 cancer에서 유의하게 차이가 났다.More specifically, as a result of analysis paying more attention to the difference between benign and cancer, as shown in Figure 8, among the 12 upstream proteomes, two yellow-marked proteomes that were not known to be biomarkers (not in the database) were identified. It is possible that these proteomes have undergone exocytosis. Additionally, the three upstream proteomes were confirmed to be known proteomes in each database. These 15 up- or down-regulated proteomes were significantly different between benign and cancer.

11. Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)11. Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)

동정한 단백질 및 차등 발현 단백질에 의해 유의미하게 enrich 되는 속한 생물학적 과정을 확인하기 위해 GSEA를 수행하였다.GSEA was performed to confirm the biological processes significantly enriched by the identified proteins and differentially expressed proteins.

<실시예 2> 담도암 진단용 바이오마커의 담도암 진단 효과 비교<Example 2> Comparison of biliary tract cancer diagnostic effects of biomarkers for biliary tract cancer

상기 실시예 1에서 확인한 담도암 관련 바이오마커의 담도암 진단 효과를 비교하였다. 보다 구체적으로, 상기 실시예 1에서 확인한 차등 발현 단백질들이 임상적으로 유의성을 가지는지 검증하였다.The biliary tract cancer diagnostic effects of the biliary tract cancer-related biomarkers identified in Example 1 were compared. More specifically, it was verified whether the differentially expressed proteins identified in Example 1 had clinical significance.

1. 스코어링 시스템 개발1. Development of scoring system

먼저, 경상남도에 소재한 5개의 대학병원에서 담도계 암 환자 및 담도계 질환자 대상을 모집하였으며, 상기 대상들에게 다기관 설문조사를 통해 담도계 암 위험인자를 수집하였다. 이때, 상기 대상들의 기관별 분포수를 표 2에 나타내었으며, 상기 대상들의 담도계 암 타입별 검증 분포 수를 표 3에 나타내었다.First, subjects with biliary tract cancer and patients with biliary tract diseases were recruited from five university hospitals located in Gyeongsangnam-do, and risk factors for biliary tract cancer were collected from these subjects through a multicenter survey. At this time, the distribution number of the subjects by institution is shown in Table 2, and the verification distribution number by biliary tract cancer type of the subjects is shown in Table 3.

상기 다기관 설문조사와 담도계 암 발생의 상관관계 분석을 통해 위험인자 중 점수를 매겨 위험군을 찾아낼 수 있는 스코어링 시스템을 개발하였으며, 상기 스코어링 시스템은 도 9에 그림으로 나타내었다.Through correlation analysis between the multi-center survey and the occurrence of biliary tract cancer, a scoring system was developed to identify risk groups by scoring risk factors, and the scoring system is shown in Figure 9.

2. 통계학적 분석2. Statistical analysis

상기 실시예 1에서 확인한 담도암 관련 바이오마커의 차등 발현 단백질 중에서 임상적인 유의미성을 검증하기 위해 다기관에서 위험인자를 수집하여 스코어링 시스템을 개발하고 차등 발현 단백질의 검증을 통계 분석하였다.In order to verify the clinical significance of the differentially expressed proteins of the biliary tract cancer-related biomarkers identified in Example 1, risk factors were collected from multiple institutions, a scoring system was developed, and statistical analysis was performed to verify the differentially expressed proteins.

통계 데이터는 연속형 변수의 경우 평균 ± 표준편차 또는 중앙값과 범위로 표시되고 범주형 변수의 경우 빈도 및 백분율로 표시하였다. 상기 범주형 변수에 대한 독립성 검정을 위해 카이제곱 검정 또는 피셔 정확 검정을 이용하였다. 상기 연속형 변수에 대한 독립성 검정을 위해 정규분포를 따를 경우에는 독립 표본 t-검정을, 그렇지 않을 경우에는 Mann-Whitney test를 사용하여 두 그룹을 비교하였다. 정규성 검정은 샤피로-월크 검정을 이용하였다. Statistical data were expressed as mean ± standard deviation or median and range for continuous variables and as frequencies and percentages for categorical variables. To test independence for the above categorical variables, the chi-square test or Fisher's exact test was used. To test the independence of the continuous variables, the two groups were compared using the independent samples t-test if they followed a normal distribution, and the Mann-Whitney test if they did not. The Shapiro-Walk test was used to test normality.

담도암 진단에 영향을 미치는 예후인자 분석을 위해 단변량 및 다변량 로지스틱 회귀분석을 수행하였다. 후진제거법을 이용해 유의한 예후인자를 변수선택하여 최종모형으로 노모그램을 작성 후 스코어링 시스템을 개발하였다(도 9). 상기 개발된 스코어링 시스템의 진단 도구로서의 예측 정확도를 알아보기 위해 Area under the receiver operating characteristic curve를 계산하여 도 10과 같이 평가하였다. 이때, Youden 지수를 최대화하는 것으로 최적의 cut-off 값을 선택하였다. 음성 예측도, 민감도, 양성 예측도, 특이도와 함께 표시하였고, 95% CI는 Delong's method를 이용하여 계산하였다. 모든 통계분석은 SPSS 26 소프트웨어 및 MedCalc statistical software version 20.115를 사용하여 수행되었다. 0.05 미만의 p 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다. 상기 통계학적 분석 결과는 표 4 및 도 10에 나타내었다.Univariate and multivariate logistic regression analyzes were performed to analyze prognostic factors affecting the diagnosis of biliary tract cancer. Significant prognostic factors were selected using the backward elimination method, a nomogram was created as the final model, and a scoring system was developed (Figure 9). In order to determine the prediction accuracy of the developed scoring system as a diagnostic tool, the area under the receiver operating characteristic curve was calculated and evaluated as shown in FIG. 10. At this time, the optimal cut-off value was selected to maximize the Youden index. Negative predictive value, sensitivity, positive predictive value, and specificity were displayed together, and 95% CI was calculated using Delong's method. All statistical analyzes were performed using SPSS 26 software and MedCalc statistical software version 20.115. A p value of less than 0.05 was considered statistically significant. The statistical analysis results are shown in Table 4 and Figure 10.

그 결과, 상기 실시예 1에서 확인한 담도암 관련 바이오마커 15종(ANGPTL3, C1S, EML3, GLB1, GPNMB, IGHA2, PIGR, SLC2A3, ATM, ERC1, CA11, ST8SIA3, HTRA1, KDM1A 및 PON1) 중 KDM1A, CA11, PON1, ERC1 및 HTRA1이 담도암 진단 효과가 우수한 것을 확인하였다. 참고로, CA19-9는 현재 담도계 암에서 진단용 마커로 가장 많이 사용되므로 양성 대조군으로 사용하였다. 종래의 담도계 암 바이오마커인 CA19-9와 비교하였을 때, KDM1A, CA11, PON1, ERC1 및 HTRA1이 AUC, 진단 민감도 및 특이도가 담도암 바이오마커로서 유의성이 높게 확인되었다.As a result, among the 15 biliary tract cancer-related biomarkers (ANGPTL3, C1S, EML3, GLB1, GPNMB, IGHA2, PIGR, SLC2A3, ATM, ERC1, CA11, ST8SIA3, HTRA1, KDM1A and PON1) identified in Example 1, KDM1A, It was confirmed that CA11, PON1, ERC1, and HTRA1 were effective in diagnosing biliary tract cancer. For reference, CA19-9 is currently most commonly used as a diagnostic marker in biliary tract cancer, so it was used as a positive control. When compared to CA19-9, a conventional biliary tract cancer biomarker, KDM1A, CA11, PON1, ERC1, and HTRA1 were confirmed to have high AUC, diagnostic sensitivity, and specificity as biliary tract cancer biomarkers.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, we have looked at specific embodiments of the present invention. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

Claims (5)

ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는, 담도암 진단용 바이오마커 조성물.
A biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer, comprising one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A, and PON1, or a gene encoding the same.
제1항에 있어서,
상기 ERC1 및 CA11는
건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 담도암을 가지는 개체에서 단백질 발현량이 증가하는 것을 특징으로 하는, 담도암 진단용 바이오마커 조성물.
According to paragraph 1,
The ERC1 and CA11 are
A biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer, characterized in that the protein expression level is increased in subjects with biliary tract cancer compared to healthy subjects or subjects with benign biliary diseases.
제1항에 있어서,
상기 HTRA1, KDM1A 및 PON1는
건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에 비해 담도암을 가지는 개체에서 단백질 발현량이 감소하는 것을 특징으로 하는, 담도암 진단용 바이오마커 조성물.
According to paragraph 1,
The HTRA1, KDM1A and PON1 are
A biomarker composition for diagnosing biliary tract cancer, characterized in that the protein expression level is decreased in subjects with biliary tract cancer compared to healthy subjects or subjects with benign biliary diseases.
피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.
Measuring the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1, CA11, HTRA1, KDM1A and PON1 or genes encoding them in biological samples isolated from the test subject; providing information for diagnosing biliary tract cancer, including; method.
제4항에 있어서,
상기 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은
상기 피검사자로부터 분리한 생물학적 시료에서 상기 ERC1 및 CA11로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준이 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에서의 발현 수준 대비 상향 조절되고,
상기 HTRA1, KDM1A 및 PON1로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자의 발현 수준이 건강한 개체 또는 담도 양성 질환을 가지는 개체에서의 발현 수준 대비 하향 조절되면,
피검사자가 담도암을 가진 것으로 판단하는, 담도암 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.
According to paragraph 4,
The method of providing information for diagnosing biliary tract cancer is
In the biological sample isolated from the test subject, the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of ERC1 and CA11 or the gene encoding them is upregulated compared to the expression level in a healthy individual or an individual with a benign biliary disease,
When the expression level of one or more proteins selected from the group consisting of HTRA1, KDM1A, and PON1 or the gene encoding them is downregulated compared to the expression level in a healthy individual or an individual with a benign biliary disease,
A method of providing information for diagnosing biliary tract cancer by determining that the test subject has biliary tract cancer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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