KR20240101972A - A Composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease inducing inhibitor of Insulin-like growth factor-binding protein 3 and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IGFBP3(Insulin-like growth factor-binding protein 3) 억제제를 포함하는 산발성 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)의 예방 또는 치료용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.
IGFBP3 억제제를 이용하여 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 IGFBP3를 억제하는 경우, 아밀로이드 형성 수준, 아밀로이드 puncta 수 및 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시켜 sAD 표현형을 개선할 수 있는바, IGFBP3 억제제를 sAD의 예방, 개선 또는 치료 용도로 제공할 수 있다.
The present invention relates to a composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease (AD) containing an insulin-like growth factor-binding protein 3 (IGFBP3) inhibitor and its use.
When IGFBP3 is inhibited in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation using an IGFBP3 inhibitor, the sAD phenotype can be improved by reducing the level of amyloid formation, the number of amyloid puncta, and the hyperphosphorylation level of tau protein. IGFBP3 Inhibitors can be provided for the prevention, improvement or treatment of sAD.

Description

IGFBP3 억제제를 포함하는 산발성 알츠하이머병의 예방 또는 치료용 조성물 및 이의 용도{A Composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease inducing inhibitor of Insulin-like growth factor-binding protein 3 and uses thereof}Composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease inducing inhibitor of Insulin-like growth factor-binding protein 3 and uses thereof}

본 발명은 IGFBP3(Insulin-like growth factor-binding protein 3) 억제제를 포함하는 산발성 알츠하이머병(sporadic Alzheimer's disease, sAD)의 예방 또는 치료용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease (sAD) containing an insulin-like growth factor-binding protein 3 (IGFBP3) inhibitor and its use.

알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)은 치매의 가장 흔한 형태 중 하나이며 기억과 인지 기능의 점진적인 상실을 특징으로 하지만 이 질병의 원인은 아직 많이 알려져 있지 않다. AD 뇌는 주로 비정상적으로 인산화된 타우 단백질로 구성된 세포 내 신경섬유 엉킴과 아밀로이드 베타(amyloid-beta, Aβ) 펩타이드가 주요 구성요소인 노인성 플라크를 포함하여 몇 가지 독특한 신경병리학적 특징을 가지고 있다. Alzheimer's disease (AD) is one of the most common forms of dementia and is characterized by progressive loss of memory and cognitive function, but the cause of the disease is still largely unknown. AD brains have several unique neuropathological features, including intracellular neurofibrillary tangles composed primarily of abnormally phosphorylated tau protein and senile plaques whose major components are amyloid-beta (Aβ) peptides.

AD 환자의 약 5~15%는 유전적인 결함을 가진 것으로 보고된 바 있다. 조기에 발병하는 AD는 대부분 app(amyloid precursor protein), psen1(presenilin 1), psen2(presenilin 2) 유전자의 상염색체 우성 유전 돌연변이와 관련이 있다. 이러한 경우를 가족성 알츠하이머병(familial Alzheimer's disease, fAD)이라고 명명하며 그 특성이 잘 알려져 있다. It has been reported that approximately 5-15% of AD patients have genetic defects. Early-onset AD is mostly associated with autosomal dominant inherited mutations in the app (amyloid precursor protein), psen1 (presenilin 1), and psen2 (presenilin 2) genes. This case is called familial Alzheimer's disease (fAD), and its characteristics are well known.

반면, AD 환자의 나머지 85~95%는 산발성 알츠하이머병(sporadic Alzheimer's disease, sAD)으로 불리는 지연 발현 알츠하이머병(late-onset AD)으로서, 유전적, 환경적 노출 등 병리학적 요인이 다양하다. 최근, APOE 단백질의 동형(isoform) 중 APOE4(Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, APOE ε4)가 sAD 발병에 중요한 요인으로 밝혀졌으며, APOE4를 보유하는 경우 AD의 위험성이 2~15배까지 악화된다고 보고되었다. 이에 따라, sAD의 근본적인 치료를 위해서는 APOE4 효과의 중개인자를 발굴하고 이를 타겟팅하는 접근법이 요구된다. On the other hand, the remaining 85-95% of AD patients have late-onset AD, also called sporadic Alzheimer's disease (sAD), and are affected by various pathological factors such as genetics and environmental exposures. Recently, among APOE protein isoforms, APOE4 (Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, APOE ε4) has been found to be an important factor in the development of sAD, and it has been reported that the risk of AD worsens by 2 to 15 times if APOE4 is present. . Accordingly, for the fundamental treatment of sAD, an approach is required to discover and target the mediator of the APOE4 effect.

한편, RNA 간섭(RNA interference, RNAi) 또는 유전자 침묵(silencing)은 siRNA(small interfering RNA), shRNA(small hairpin RNA) 등을 매개로 표적 유전자의 발현을 억제할 수 있기 때문에 효율적인 유전자 녹다운(knockdown) 방법 또는 유전자 치료 방법으로 사용된다. Meanwhile, RNA interference (RNAi) or gene silencing can suppress the expression of target genes through siRNA (small interfering RNA), shRNA (small hairpin RNA), etc., resulting in efficient gene knockdown. It is used as a method or gene therapy method.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 sAD 발병에 중요한 요인인 APOE4 효과의 중개인자로서 IGFBP3(Insulin-like growth factor-binding protein 3)를 발굴하고, 이를 억제하는 경우 sAD를 예방, 개선 또는 치료할 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors discovered IGFBP3 (Insulin-like growth factor-binding protein 3) as a mediator of the APOE4 effect, an important factor in the development of sAD, and confirmed that inhibiting it can prevent, improve, or treat sAD. Thus, the present invention was completed.

1. Huang Y, et al. Cell. 2012;148(6):1204-22.1. Huang Y, et al. Cell. 2012;148(6):1204-22. 2. Kim J, et al. Neuron. 2009;63(3):287-303.2. Kim J, et al. Neurons. 2009;63(3):287-303. 3. Liu C-C, et al. Nat Rev Neurol. 2013;9(2):106-18.3. Liu C-C, et al. Nat Rev Neurol. 2013;9(2):106-18. 4. Kanekiyo T, et al. Neuron. 2014;81(4):740-54.4. Kanekiyo T, et al. Neuron. 2014;81(4):740-54. 5. Huang Y, et al. Neurobiol Dis. 2014;72:3-12.5. Huang Y, et al. Neurobiol Dis. 2014;72:3-12.

본 발명의 하나의 목적은 IGFBP3(Insulin-like growth factor-binding protein 3) 억제제를 유효성분으로 포함하는, 산발성 알츠하이머병(sporadic Alzheimer’s disease, sAD)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease (sAD), which contains an inhibitor of insulin-like growth factor-binding protein 3 (IGFBP3) as an active ingredient.

본 발명의 다른 하나의 목적은 본 발명의 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 산발성 알츠하이머병의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease, comprising administering the pharmaceutical composition of the present invention to a subject.

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.This is explained in detail 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 in the present invention fall within the scope of the present invention. Additionally, the scope of the present invention cannot be considered limited by the specific description described below.

본 발명의 하나의 양태는 IGFBP3(Insulin-like growth factor-binding protein 3) 억제제를 유효성분으로 포함하는, 산발성 알츠하이머병(sporadic Alzheimer’s disease, sAD)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease (sAD), which includes an IGFBP3 (Insulin-like growth factor-binding protein 3) inhibitor as an active ingredient.

본 발명에서 용어, “IGFBP3(Insulin-like growth factor-binding protein 3)"란 6개의 IGFBP 패밀리 중의 하나로, IGF-I(Insulin like growth factor I) 및 IGF-II와 강하게 결합하여 이들 성자인자의 활성을 조절함으로써 세포증식을 억제하고 세포 사멸을 촉진하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 효과와는 대조적으로 IGFBP3가 세포 증식을 촉진하거나 세포 사멸을 억제한다는 연구 결과도 보고되어 있다. In the present invention, the term “IGFBP3 (Insulin-like growth factor-binding protein 3)” is one of the six IGFBP families, and binds strongly to IGF-I (Insulin like growth factor I) and IGF-II, thereby increasing the activity of these growth factors. It is known to play a role in suppressing cell proliferation and promoting cell death by regulating . In contrast to these effects, research results have also reported that IGFBP3 promotes cell proliferation or inhibits cell death.

본 발명에 있어서, IGFBP3는 서열번호 1로 기재된 아미노산 서열을 가지거나, 포함하거나, 이루어지거나, 상기 아미노산 서열로 필수적으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 IGFBP3는 서열번호 1의 아미노산 서열로 기재된 폴리펩티드로 이루어지는 것일 수 있다.In the present invention, IGFBP3 may have, include, or consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, or may consist essentially of the amino acid sequence. Specifically, the IGFBP3 may be composed of a polypeptide described in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 IGFBP3는 공지의 데이터 베이스인 미국국립보건원 진뱅크(NIH GenBank)에서 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 IGFBP3의 아미노산 서열은 상기 서열번호 1로 기재된 아미노산 서열과 적어도 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.7% 또는 99.9% 이상의 상동성 또는 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 상동성 또는 동일성을 가지며 상기 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 단백질에 상응하는 효능을 나타내는 아미노산 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 단백질도 본 발명의 범위 내에 포함됨은 자명하다. The IGFBP3 can be obtained from NIH GenBank, a well-known database. In the present invention, the amino acid sequence of IGFBP3 is at least 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. , may include an amino acid sequence having more than 99.5%, 99.7%, or 99.9% homology or identity. In addition, if the amino acid sequence has such homology or identity and shows efficacy corresponding to the protein containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the protein has an amino acid sequence in which some sequences are deleted, modified, substituted, conservatively substituted, or added. It is obvious that it is also included within the scope of the present invention.

예를 들어, 상기 아미노산 서열 N-말단, C-말단 그리고/또는 내부에 본 발명의 단백질의 기능을 변경하지 않는 서열 추가 또는 결실, 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이, 잠재성 돌연변이(silent mutation) 또는 보존적 치환을 가지는 경우이다.For example, addition or deletion of sequences, naturally occurring mutations, silent mutations or conservation within the amino acid sequence at the N-terminus, C-terminus and/or within the amino acid sequence that do not alter the function of the protein of the present invention. This is the case with enemy substitution.

상기 "보존적 치환(conservative substitution)"은 한 아미노산을 유사한 구조적 및/또는 화학적 성질을 갖는 또 다른 아미노산으로 치환시키는 것을 의미한다. 이러한 아미노산 치환은 일반적으로 잔기의 극성, 전하, 용해도, 소수성, 친수성 및/또는 양친매성(amphipathic nature)에서의 유사성에 근거하여 발생할 수 있다. 통상적으로, 보존적 치환은 단백질 또는 폴리펩티드의 활성에 거의 영향을 미치지 않거나 또는 영향을 미치지 않을 수 있다.The term “conservative substitution” means replacing one amino acid with another amino acid having similar structural and/or chemical properties. These amino acid substitutions may generally occur based on similarities in the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity and/or amphipathic nature of the residues. Typically, conservative substitutions may have little or no effect on the activity of the protein or polypeptide.

본 발명에서 용어, '상동성(homology)' 또는 '동일성(identity)'은 두 개의 주어진 아미노산 서열 또는 염기 서열 상호간 유사한 정도를 의미하며 백분율로 표시될 수 있다. 용어 상동성 및 동일성은 종종 상호교환적으로 이용될 수 있다.In the present invention, the term 'homology' or 'identity' refers to the degree of similarity between two given amino acid sequences or base sequences and can be expressed as a percentage. The terms homology and identity can often be used interchangeably.

보존된(conserved) 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드의 서열 상동성 또는 동일성은 표준 배열 알고리즘에 의해 결정되며, 사용되는 프로그램에 의해 확립된 디폴트 갭 페널티가 함께 이용될 수 있다. 실질적으로, 상동성을 갖거나(homologous) 또는 동일한(identical) 서열은 일반적으로 서열 전체 또는 일부분과 중간 또는 높은 엄격한 조건(stringent conditions)에서 하이브리드할 수 있다. 하이브리드화는 폴리뉴클레오티드에서 일반 코돈 또는 코돈 축퇴성을 고려한 코돈을 함유하는 폴리뉴클레오티드와의 하이브리드화 역시 포함됨이 자명하다.The sequence homology or identity of a conserved polynucleotide or polypeptide is determined by standard alignment algorithms, and may be used with a default gap penalty established by the program used. Substantially homologous or identical sequences are generally capable of hybridizing to all or part of a sequence under moderate or high stringent conditions. It is obvious that hybridization also includes hybridization with a polynucleotide containing a common codon or a codon taking codon degeneracy into account.

임의의 두 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드 서열이 상동성, 유사성 또는 동일성을 갖는지 여부는, 예를 들어, Pearson et al (1988)[Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: 2444에서와 같은 디폴트 파라미터를 이용하여 "FASTA" 프로그램과 같은 공지의 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다. 또는, EMBOSS 패키지의 니들만 프로그램(EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277)(버전 5.0.0 또는 이후 버전)에서 수행되는 바와 같은, 니들만-운치(Needleman-Wunsch) 알고리즘(Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453)이 사용되어 결정될 수 있다(GCG 프로그램 패키지 (Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387 (1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop, [ED.,] Academic Press, San Diego,1994, 및 [CARILLO ET AL/.](1988) SIAM J Applied Math 48: 1073을 포함한다). 예를 들어, 국립 생물공학 정보 데이터베이스 센터의 BLAST, 또는 ClustalW를 이용하여 상동성, 유사성 또는 동일성을 결정할 수 있다.Whether any two polynucleotide or polypeptide sequences have homology, similarity, or identity can be determined, for example, by Pearson et al (1988) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: It can be determined using a known computer algorithm such as the "FASTA" program using default parameters as in 2444. Or, as performed in the Needleman program in the EMBOSS package (EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277) (version 5.0.0 or later), It can be determined using the Needleman-Wunsch algorithm (Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453) (GCG program package (Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387 (1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop , [ed.,] Academic Press, San Diego, 1994, and [CARILLO ET AL/.] (1988) SIAM J Applied Math 48: 1073), BLAST, National Center for Biotechnology Information Database. Alternatively, homology, similarity, or identity can be determined using ClustalW.

폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드의 상동성, 유사성 또는 동일성은, 예를 들어, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482 에 공지된 대로, 예를 들면, Needleman et al. (1970), J Mol Biol. 48:443과 같은 GAP 컴퓨터 프로그램을 이용하여 서열 정보를 비교함으로써 결정될 수 있다. 요약하면, GAP 프로그램은 두 서열 중 더 짧은 것에서의 기호의 전체 수로, 유사한 배열된 기호(즉, 뉴클레오티드 또는 아미노산)의 수를 나눈 값으로 정의할 수 있다. GAP 프로그램을 위한 디폴트 파라미터는 (1) 유니터리 매트릭스(unitary matrix) (동일성을 위해 1 그리고 비-동일성을 위해 0의 값을 함유함) 및 Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358 (1979)에 의해 개시된 대로, Gribskov et al(1986) Nucl. Acids Res. 14: 6745의 가중된 비교 매트릭스(또는 EDNAFULL (NCBI NUC4.4의 EMBOSS 버전) 치환 매트릭스); (2) 각 갭을 위한 3.0의 페널티 및 각 갭에서 각 기호를 위한 추가의 0.10 페널티(또는 갭 개방 패널티 10, 갭 연장 패널티 0.5); 및 (3) 말단 갭을 위한 무 페널티를 포함할 수 있다.Homology, similarity or identity of polynucleotides or polypeptides is defined in, for example, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482, see, for example, Needleman et al. (1970), J Mol Biol. This can be determined by comparing sequence information using a GAP computer program such as 48:443. In summary, a GAP program can be defined as the total number of symbols in the shorter of the two sequences divided by the number of similarly aligned symbols (i.e., nucleotides or amino acids). The default parameters for the GAP program are (1) a unitary matrix (containing values 1 for identity and 0 for non-identity) and Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358 (1979), Gribskov et al (1986) Nucl. Acids Res. 14: Weighted comparison matrix of 6745 (or EDNAFULL (EMBOSS version of NCBI NUC4.4) permutation matrix); (2) a penalty of 3.0 for each gap and an additional 0.10 penalty for each symbol in each gap (or a gap opening penalty of 10 and a gap extension penalty of 0.5); and (3) no penalty for end gaps.

본 발명에 있어서, 상기 IGFBP3를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 Igfbp3 유전자일 수 있다. In the present invention, the polynucleotide encoding IGFBP3 may be the Igfbp3 gene.

본 발명의 IGFBP3를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 1로 기재된 아미노산 서열을 코딩하는 염기서열을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 본 발명의 IGFBP3를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2의 서열을 가지거나 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 IGFBP3를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2의 서열로 이루어지거나, 필수적으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 IGFBP3는 서열번호 2의 염기서열로 기재된 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 것일 수 있다.The polynucleotide encoding IGFBP3 of the present invention may include a base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. As an example of the present invention, the polynucleotide encoding IGFBP3 of the present invention may have or include the sequence of SEQ ID NO: 2. In addition, the polynucleotide encoding IGFBP3 of the present invention may consist of or consist essentially of the sequence of SEQ ID NO: 2. Specifically, the IGFBP3 may be encoded by the polynucleotide described in the base sequence of SEQ ID NO: 2.

상기 IGFBP3를 코딩하는 염기서열은 공지의 데이터 베이스인 미국국립보건원 진뱅크(NIH GenBank)에서 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 본 발명의 IGFBP3를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2의 서열과 상동성 또는 동일성이 70% 이상, 75% 이상, 76% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상인 염기서열을 가지거나 포함하거나, 또는 서열번호 2의 서열과 상동성 또는 동일성이 70% 이상, 75% 이상, 76% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상인 염기서열로 이루어지거나 필수적으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The base sequence encoding IGFBP3 can be obtained from the National Institutes of Health GenBank, a well-known database. In the present invention, the polynucleotide encoding IGFBP3 of the present invention has at least 70%, at least 75%, at least 76%, at least 85%, at least 90%, at least 95% homology or identity with the sequence of SEQ ID NO: 2. , has or includes a nucleotide sequence of 96% or more, 97% or more, 98% or more, or has 70% or more, 75% or more, 76% or more, 85% or more, 90% homology or identity with the sequence of SEQ ID NO. It may consist of or essentially consist of more than 95%, more than 96%, more than 97%, more than 98% of base sequence, but is not limited thereto.

본 발명에서 용어, “IGFBP3 억제제"란 IGFBP3 mRNA 또는 IGFBP3 단백질의 발현 또는 활성을 감소시키는 제제를 모두 통칭하며, 구체적으로는 IGFBP3의 발현을 전사 수준에서 방해하여 IGFBP3의 발현을 감소시키는 모든 제제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 "IGFBP3"는 별도의 언급이 없는 한 IGFBP3 mRNA와 단백질을 모두 지칭하는 것으로 해석될 수 있다. As used herein, the term “IGFBP3 inhibitor” refers to all agents that reduce the expression or activity of IGFBP3 mRNA or IGFBP3 protein, and specifically includes all agents that reduce the expression of IGFBP3 by interfering with the expression of IGFBP3 at the transcriptional level. In the present invention, “IGFBP3” may be interpreted as referring to both IGFBP3 mRNA and protein.

본 발명의 IGFBP3 억제제는 서열번호 1의 아미노산 서열을 코딩하는 유전자를 표적으로 할 수 있다. 일 예로, 본 발명의 IGFBP3 억제제는 IGFBP3를 코딩하는 서열번호 2의 염기서열을 표적으로 하는 것일 수 있다. 상기 서열번호 2의 염기서열은 투여 대상 개체의 게놈 유전자일 수 있다.The IGFBP3 inhibitor of the present invention can target the gene encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. As an example, the IGFBP3 inhibitor of the present invention may target the base sequence of SEQ ID NO: 2 encoding IGFBP3. The base sequence of SEQ ID NO: 2 may be a genomic gene of the subject to be administered.

다른 일 예로, IGFBP3 억제제는 IGFBP3에 특이적으로 결합하는 펩타이드, 화합물, 항체 또는 결합 단편일 수 있다. 그 예로, 상기 펩타이드, 화합물, 항체 또는 결합 단편은 서열번호 1의 아미노산 서열을 표적으로 하는 것일 수 있다.As another example, the IGFBP3 inhibitor may be a peptide, compound, antibody, or binding fragment that specifically binds to IGFBP3. For example, the peptide, compound, antibody, or binding fragment may target the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

또 다른 일 예로, IGFBP3 억제제는 폴리뉴클레오티드 기반인 것일 수 있다.As another example, the IGFBP3 inhibitor may be polynucleotide-based.

또 다른 일 예로, 본 발명의 IGFBP3 억제제는 IGFBP mRNA 특이적으로 RNAi 현상을 유도함으로써, 상기 IGFBP3을 억제하는 것일 수 있다.As another example, the IGFBP3 inhibitor of the present invention may inhibit IGFBP3 by specifically inducing RNAi phenomenon on IGFBP mRNA.

본 발명에서 용어, "RNA 간섭(RNA interference, RNAi)"란 표적 유전자의 mRNA와 상동 서열인 센스(sense) RNA와, 이와 상보적인 서열인 안티센스(anti-sense) RNA로 구성되는 이중 사슬 RNA(double strand RNA, dsRNA)를 도입함으로써 dsRNA에 의해 전사 후 표적 유전자 mRNA의 파괴를 유도하여 표적 유전자의 발현을 80% 이상 억제할 수 있는 현상으로, 유전자 침묵(silencing)으로도 명명된다.In the present invention, the term "RNA interference (RNAi)" refers to double-stranded RNA (sense RNA, which is a homologous sequence to the mRNA of a target gene) and anti-sense RNA, which is a complementary sequence. By introducing double strand RNA (dsRNA), the expression of the target gene can be suppressed by more than 80% by inducing destruction of the target gene mRNA after transcription by dsRNA, also called gene silencing.

전술한 구현예 중 하나의 예로, 본 발명의 IGFBP3 억제제는 IGFBP3를 코딩하는 서열번호 2의 염기서열을 표적으로 하고, 상기 서열에 상보적으로 결합하여 IGFBP3 mRNA 발현을 억제하는 것일 수 있다. As an example of one of the above-described embodiments, the IGFBP3 inhibitor of the present invention may target the base sequence of SEQ ID NO: 2 encoding IGFBP3 and inhibit IGFBP3 mRNA expression by binding complementary to the sequence.

그 예로, 본 발명의 IGFBP3 억제제는 siRNA, shRNA, miRNA, 안티센스 올리고뉴클레오타이드 또는 앱타머 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 억제제는 표적 서열에 특이적으로 결합하는 것일 수 있으며, 상기 표적 서열은 IGFBP3의 유전자 또는 mRNA일 수 있다.For example, the IGFBP3 inhibitor of the present invention may be one or more selected from siRNA, shRNA, miRNA, antisense oligonucleotide, or aptamer. The inhibitor may specifically bind to a target sequence, and the target sequence may be the gene or mRNA of IGFBP3.

본 발명에서 용어, "siRNA(small interfering RNA)" 및 "shRNA(small hairpin RNA"란 RNA 간섭(RNA interference, RNAi) 또는 유전자 침묵(silencing)을 매개할 수 있는 핵산 분자로서, 표적 유전자의 발현을 억제할 수 있기 때문에 효율적인 유전자 녹다운(knockdown) 방법 또는 유전자 치료 방법으로 사용된다. In the present invention, the terms "siRNA (small interfering RNA)" and "shRNA (small hairpin RNA)" are nucleic acid molecules that can mediate RNA interference (RNAi) or gene silencing, and are used to control the expression of target genes. Because it can be suppressed, it is used as an efficient gene knockdown method or gene therapy method.

상기 siRNA는 RNAi 현상을 유도하는 약 21~22bp의 짧은 dsRNA을 의미한다. The siRNA refers to a short dsRNA of about 21 to 22 bp that induces RNAi phenomenon.

또한, 이러한 siRNA를 장기간 동안 세포 내에서 발현시켜 표현형(phenotype)을 변화시킬 수 있는 벡터 시스템으로써, 짧은 RNA 전사체를 전사할 수 있는 RNA pol III 프로모터(예컨대, U6 프로모터, H1 프로모터 등) 하에서 siRNA의 센스 올리고뉴클레오티드 및 이와 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드가 적당한 개수(5~9 nt)의 루프(loop) 서열을 사이에 두고 위치하여 발현되어 짧은 헤어핀 구조의 RNA(small hairpin RNA, shRNA)가 합성되도록 하는 벡터가 개발된 바 있다. 이렇게 합성된 shRNA는 세포 내에 존재하는 siRNA 프로세싱 효소인 다이서(Dicer) 또는 Rnase III 등에 의해 절단되면서 8 내지 30 뉴클레오티드 크기의 dsRNA인 siRNA가 되며, 상보적인 서열을 갖는 표적 유전자의 mRNA에 특이적으로 결합하여 유전자 침묵을 유도할 수 있다.In addition, as a vector system that can change the phenotype by expressing such siRNA in cells for a long period of time, siRNA is generated under an RNA pol III promoter (e.g., U6 promoter, H1 promoter, etc.) that can transcribe short RNA transcripts. A sense oligonucleotide and a complementary antisense oligonucleotide are expressed with an appropriate number (5 to 9 nt) of loop sequences in between, allowing the synthesis of a short hairpin RNA (small hairpin RNA, shRNA). Vectors have been developed. The shRNA synthesized in this way is cleaved by Dicer or Rnase III, which are siRNA processing enzymes present in the cell, and becomes siRNA, a dsRNA of 8 to 30 nucleotides in size, and is specifically directed to the mRNA of the target gene with a complementary sequence. By combining, they can induce gene silencing.

따라서, shRNA 및 siRNA 중 어느 수단을 이용할지는 당업자의 선택에 의해 결정될 수 있으며 이들이 표적으로 하는 mRNA 서열이 동일한 경우라면 유사한 발현 감소 효과를 기대할 수 있다.Therefore, which of shRNA and siRNA to use can be decided by a person skilled in the art, and if the mRNA sequences they target are the same, a similar expression reduction effect can be expected.

상기 siRNA의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있다. siRNA는 화학적으로 또는 효소학적으로 합성될 수 있다. 예를 들면, siRNA를 직접 화학적으로 합성하는 방법, 시험관 내(in vitro) 전사를 이용한 siRNA의 합성법, 시험관 내(in vitro) 전사에 의해 합성된 긴 이중 가닥 RNA를 효소를 이용하여 절단하는 방법, shRNA 발현 플라스미드나 바이러스성 벡터의 세포 내 전달을 통한 발현법 및 PCR(polymerase chain reaction) 유도 siRNA 발현 카세트(cassette)의 세포 내 전달을 통한 발현법 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The method for producing the siRNA is not particularly limited, and methods known in the art can be used. siRNA can be synthesized chemically or enzymatically. For example, a method of directly chemically synthesizing siRNA, a method of synthesizing siRNA using in vitro transcription, a method of cutting long double-stranded RNA synthesized by in vitro transcription using enzymes, Expression methods include, but are not limited to, expression methods through intracellular delivery of shRNA expression plasmids or viral vectors and expression methods through intracellular delivery of PCR (polymerase chain reaction)-induced siRNA expression cassettes.

전술한 구현예 중 다른 하나의 예로, 본 발명의 IGFBP3 억제제는 IGFBP3을 타겟으로 하는 shRNA일 수 있다. 본 발명의 IGFBP3을 타겟으로 하는 shRNA는 센스 올리고뉴클레오티드 및 이와 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있고, 상기 센스와 안티센스 올리고뉴클레오티드 사이에 루프 서열을 포함하는 것 일 수 있다. 다른 일 예로, 본 발명의 IGFBP3을 타겟으로 하는 shRNA는 서열번호 3 및 4의 염기서열을 각각 센스 올리고뉴클레오티드 및 이와 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드로서 포함할 수 있다. 또한, 이들 서열 사이에는 루프 서열(uucaagaga)이 포함될 수 있다.As another example of the above-described embodiments, the IGFBP3 inhibitor of the present invention may be shRNA targeting IGFBP3. The shRNA targeting IGFBP3 of the present invention may include a sense oligonucleotide and an antisense oligonucleotide complementary thereto, and may include a loop sequence between the sense and antisense oligonucleotides. As another example, the shRNA targeting IGFBP3 of the present invention may include the base sequences of SEQ ID NOs: 3 and 4 as a sense oligonucleotide and an antisense oligonucleotide complementary thereto, respectively. Additionally, loop sequences (uucaagaga) may be included between these sequences.

본 발명에서 용어, "miRNA(micro RNA)"란 세포 내에서 자연적으로 존재하는 물질로, RNAi 현상을 유도하여 특정한 유전자의 조절에 관여하는 물질을 의미한다. 본 발명의 IGFBP3의 발현 또는 활성을 억제할 수 있는 miRNA라면 그 종류에 한정되지 않고 본 발명에 포함될 수 있다.In the present invention, the term "miRNA (micro RNA)" refers to a substance that naturally exists within cells and is involved in the regulation of a specific gene by inducing the RNAi phenomenon. Any miRNA that can inhibit the expression or activity of IGFBP3 of the present invention is not limited to its type and can be included in the present invention.

본 발명에서 용어, "안티센스 올리고뉴클레오티드"란 특성 mRNA의 서열에 상보적인 핵산 서열을 포함하고 있는 DNA, RNA 또는 이들의 유도체로서, mRNA 내의 상보적인 서열에 결합하여 mRNA의 단백질로의 번역을 저해하는 작용을 할 수 있다. 안티센스 올리고뉴클레오티드 서열은 서열번호 2의 IGFBP3 표적 서열에 상보적이고, 상기 서열에 결합할 수 있는 DAN 또는 RNA 서열일 수 있다. 안티센스 올리고뉴클레오티드의 길이는 5 내지 100 nt, 8 내지 60 nt, 10 내지 40 nt 또는 10 내지 30 nt일 수 있다. 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 통상의 방법으로 시험관 내에서 합성되어 생체 내로 투여되거나, 생체 내에서 안티센스 올리고뉴클레오티드가 합성된 형태로 투여될 수 있다. 시험관 내에서 안티센스 올리고뉴클레오티드를 합성하는 방법은 본 발명의 기술분야에서 통상적인 방법에 따라 생물/화학적인 방법에 의하여 합성될 수 있다. 또한, 생체 내에서 안티센스 올리고뉴클레오티드가 합성되도록 하는 형태는 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드를 발현시키는 재조합벡터 등을 이용하여 실현할 수 있고, 이러한 방법은 본 발명의 기술분야에서 통상적인 방법에 따라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 안티센스 올리고뉴클레오티드의 디자인은 서열번호 2의 염기서열을 참조하여, 본 발명의 기술분야에서 공지된 방법에 따라 쉽게 제작할 수 있다.In the present invention, the term "antisense oligonucleotide" refers to DNA, RNA, or a derivative thereof containing a nucleic acid sequence complementary to the sequence of a characteristic mRNA, which binds to the complementary sequence within the mRNA and inhibits the translation of the mRNA into protein. It can work. The antisense oligonucleotide sequence is complementary to the IGFBP3 target sequence of SEQ ID NO: 2 and may be a DAN or RNA sequence capable of binding to the sequence. The antisense oligonucleotide may be 5 to 100 nt, 8 to 60 nt, 10 to 40 nt, or 10 to 30 nt in length. The antisense oligonucleotide may be synthesized in vitro using a conventional method and administered in vivo, or may be administered in the form of an antisense oligonucleotide synthesized in vivo. Antisense oligonucleotides can be synthesized in vitro by biological/chemical methods according to conventional methods in the technical field of the present invention. In addition, the form in which the antisense oligonucleotide is synthesized in vivo can be realized using a recombinant vector expressing the antisense oligonucleotide, and this method can be easily carried out according to a conventional method in the technical field of the present invention. there is. Therefore, the design of the antisense oligonucleotide of the present invention can be easily produced according to methods known in the art, referring to the base sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명에서 용어, "앱타머(aptamer)"란 단일가닥 올리고뉴클레오티드로, 20 내지 60 뉴클레오티드 정도의 크기이며, 소정의 표적에 대한 결합 활성을 갖는 핵산 분자를 의미한다. 서열에 따라 다양한 3차원 구조를 가지며, 항원-항체 반응처럼 특정 물질과 높은 친화력을 가질 수 있다. 앱타머는 소정의 표적에 결합함으로써, 소정의 표적의 활성을 저해할 수 있다. 본 발명의 앱타머는 RNA, DNA, 변형된(modified) 핵산 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 또한 직쇄상 또는 환상의 형태일 수 있다. 바람직하게 상기 앱타머는 IGFBP3 mRNA에 결합하여 IGFBP3의 발현 또는 활성을 저해하는 역할을 할 수 있다. 이와 같은 앱타머는 서열번호 2의 IGFBP3 표적 서열로부터 당업자가 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.In the present invention, the term “aptamer” refers to a single-stranded oligonucleotide, about 20 to 60 nucleotides in size, and a nucleic acid molecule that has binding activity to a predetermined target. It has a variety of three-dimensional structures depending on its sequence, and can have high affinity for specific substances, like an antigen-antibody reaction. An aptamer can inhibit the activity of a given target by binding to it. The aptamer of the present invention may be RNA, DNA, modified nucleic acid, or a mixture thereof, and may also be in a linear or circular form. Preferably, the aptamer may bind to IGFBP3 mRNA and serve to inhibit the expression or activity of IGFBP3. Such an aptamer can be prepared from the IGFBP3 target sequence of SEQ ID NO: 2 by a method known to those skilled in the art.

전술한 구현예 중 또 다른 하나의 예로, 본 발명의 IGFBP3 억제제는 IGFBP3을 타겟으로 하는 shRNA를 발현하는 벡터일 수 있다.As another example of the above-described embodiments, the IGFBP3 inhibitor of the present invention may be a vector expressing shRNA targeting IGFBP3.

본 발명에서 용어, “벡터(vector)"란 목적하는 DNA 단편을 숙주 세포에 도입시켜 증식할 수 있는 DNA로써 클로닝 운반체(cloning vehicle)라고도 한다. "발현 벡터"는 목적하는 코딩서열과, 특정 숙주생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 본 발명에서 상기 벡터는 발현 벡터와 동일한 의미로 사용될 수 있다.In the present invention, the term “vector” refers to DNA that can proliferate by introducing the desired DNA fragment into a host cell, and is also called a cloning vehicle. “Expression vector” refers to the desired coding sequence and a specific host cell. In the present invention, the vector may be used in the same sense as an expression vector.

본 발명에서 사용되는 벡터는 숙주세포 내에서 복제 가능한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 임의의 벡터를 이용할 수 있다. 통상 사용되는 벡터의 예로는 천연 상태이거나 재조합된 상태의 플라스미드, 코스미드, 바이러스 및 박테리오파지를 들 수 있다. 예를 들어, 파지 벡터 또는 코스미드 벡터로서 pWE15, M13, MBL3, MBL4, IXII, ASHII, APII, t10, t11, Charon4A, 및 Charon21A 등을 사용할 수 있고, 플라스미드 벡터로서 pDZ계, pBR계, pUC계, pBluescriptII계, pGEM계, pTZ계, pCL계 및 pET계 등을 사용할 수 있으며, 바이러스 벡터로서 아데노-연관 바이러스(AAV) 벡터, 아데노바이러스 벡터, 헤르페스 바이러스 벡터, 레트로바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터, 백시니아바이러스 벡터, 폭스바이러스 벡터, 단순포진바이러스 벡터 등을 사용할 수 있다.The vector used in the present invention is not particularly limited as long as it can replicate within the host cell, and any vector known in the art can be used. Examples of commonly used vectors include plasmids, cosmids, viruses, and bacteriophages in a natural or recombinant state. For example, pWE15, M13, MBL3, MBL4, IXII, ASHII, APII, t10, t11, Charon4A, and Charon21A can be used as phage vectors or cosmid vectors, and pDZ-based, pBR-based, and pUC-based plasmid vectors can be used. , pBluescriptII series, pGEM series, pTZ series, pCL series, and pET series can be used, and as viral vectors, adeno-associated virus (AAV) vectors, adenovirus vectors, herpes virus vectors, retrovirus vectors, lentivirus vectors, and vaccinia vectors can be used. Niavirus vectors, poxvirus vectors, herpes simplex virus vectors, etc. can be used.

상기 폴리뉴클레오티드의 염색체 내로의 삽입은 당업계에 알려진 임의의 방법, 예를 들면, 상동 재조합(homologous recombination)에 의하여 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Insertion of the polynucleotide into the chromosome may be accomplished by any method known in the art, for example, homologous recombination, but is not limited thereto.

본 발명에서 용어, "형질전환"은 목적 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터를 숙주세포 내에 도입하여 숙주세포 내에서 상기 폴리뉴클레오티드가 발현할 수 있도록 하는 것을 의미한다. 형질전환된 폴리뉴클레오티드가 숙주세포 내에서 발현될 수 있기만 한다면, 숙주세포의 염색체 내에 삽입되어 위치하거나 염색체 외에 위치하거나 상관없이 이들 모두를 포함할 수 있다. 상기 형질전환 하는 방법은 핵산을 세포 내로 도입하는 어떤 방법도 포함되며, 숙주세포에 따라 당 분야에서 공지된 바와 같이 적합한 표준 기술을 선택하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 전기천공법 (electroporation), 인산칼슘 (CaPO4) 침전, 염화칼슘 (CaCl2) 침전, 미세주입법 (microinjection), 폴리에틸렌글리콜 (PEG)법, DEAE-덱스트란법, 양이온 리포좀법, 및 초산 리튬-DMSO법 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the term “transformation” refers to introducing a recombinant vector containing a target polynucleotide into a host cell so that the polynucleotide can be expressed within the host cell. As long as the transformed polynucleotide can be expressed in the host cell, it can include both of these, regardless of whether it is inserted into the chromosome of the host cell or located outside the chromosome. The transformation method includes any method of introducing a nucleic acid into a cell, and can be performed by selecting an appropriate standard technique as known in the art depending on the host cell. For example, electroporation, calcium phosphate (CaPO 4 ) precipitation, calcium chloride (CaCl 2 ) precipitation, microinjection, polyethylene glycol (PEG) method, DEAE-dextran method, cationic liposome method, and Examples include, but are not limited to, the lithium acetate-DMSO method.

또한, 상기에서 용어 "작동 가능하게 연결"된 것이란 본 발명의 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 전사를 개시 및 매개하도록 하는 프로모터 서열 또는 발현조절영역과 상기 폴리뉴클레오티드 서열이 기능적으로 연결되어 있는 것을 의미한다. 작동 가능한 연결은 당업계의 공지된 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 당업계의 절단 및 연결 효소 등을 사용하여 제작할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the term "operably linked" as used herein means that the polynucleotide sequence is functionally connected to a promoter sequence or expression control region that initiates and mediates transcription of the polynucleotide encoding the target protein of the present invention. do. Operable linkages can be prepared using genetic recombination techniques known in the art, and site-specific DNA cutting and linking can be made using cutting and linking enzymes known in the art, but are not limited thereto.

본 발명에서 용어, “알츠하이머병(Alzheimer's disase, AD)"은 "치매(dimentia)"로도 명명되며, 전반적인 인지기능장애(cognitive impairment)로서 추론능력의 상실, 망각, 집중력 및 지능의 저하 이외의 정신기능 감소를 나타내는 질병이다. AD는 개인에 따라 상이한 중증도를 나타내고, 다양한 질환에 의해 발병될 수 있다. 그 예로, 상기 AD는 알츠하이머병 치매(Dementia of Alzheimer type), 혈관성 치매(Vascular Dementia), 두뇌 손상에 의한 치매(Dementia due to head trauma), 파킨슨 병에 의한 치매(Dementia due to Parkinson's Disease), 헌틴톤 병에 의한 치매(Dementia due to Hunting ton's Disease), 피크 병에 의한 치매(Dementia due to Pick's Disease), 클로르펠츠 야콥 병에 의한 치매(Dementia due to Creutzfeldt-Jakob Disease), 다른 일반적 의학 상태에 의한 치매(Dementia due to Other General Medical Conditions), 지속적 물질 남용에 의한 치매(Substance-Induced Persisting Dementia), 다양한 병인에 의한 치매(Dementia due to Multiple etiologies) 및 달리 분류되지 않는 치매(Dementia Not Otherwise Specified) 등을 포함할 수 있다.In the present invention, the term “Alzheimer's disease (AD)” is also called “dementia” and is a general cognitive impairment other than loss of reasoning ability, forgetting, concentration, and decline in intelligence. AD is a disease that exhibits functional decline, and its severity varies depending on the individual, and can be caused by various diseases, such as Dementia of Alzheimer's disease (Dementia of Alzheimer's disease), Vascular Dementia, and Brain. Dementia due to head trauma, Dementia due to Parkinson's Disease, Dementia due to Hunting ton's Disease, Dementia due to Pick's Disease), Dementia due to Creutzfeldt-Jakob Disease, Dementia due to Other General Medical Conditions, Substance-Induced Persisting Dementia , Dementia due to Multiple etiologies, and Dementia Not Otherwise Specified.

조기에 발병하는 AD는 대부분 app(amyloid precursor protein), psen1(presenilin 1), psen2(presenilin 2) 유전자의 상염색체 우성 유전 돌연변이와 관련이 있다. 이러한 경우를 가족성 알츠하이머병(familial Alzheimer's disease, fAD)이라고 명명하며 그 특성이 잘 알려져 있다. Early-onset AD is mostly associated with autosomal dominant inherited mutations in the app (amyloid precursor protein), psen1 (presenilin 1), and psen2 (presenilin 2) genes. This case is called familial Alzheimer's disease (fAD), and its characteristics are well known.

반면, AD 환자의 나머지 85~95%는 산발성 알츠하이머병(sporadic Alzheimer's disease, sAD)으로 불리는 지연 발현 알츠하이머병(late-onset AD)으로서, 유전적, 환경적 노출 등 병리학적 요인이 다양하다.On the other hand, the remaining 85-95% of AD patients have late-onset AD, also called sporadic Alzheimer's disease (sAD), and are affected by various pathological factors such as genetics and environmental exposures.

본 발명에서 용어, "산발성 알츠하이머병(sporadic Alzheimer's disease, sAD)"란 AD 환자 대부분을 차지하는, 유전적, 환경적 노출 등 다양한 병리학적 요인을 갖는 AD를 의미한다. 상기 sAD는 지연 발현 알츠하이머병(late-onset AD)일 수 있다. 상기 지연 발현 알츠하이머병은 다양한 환경적 요인에 의해서 60대 이상의 고령 환자에서 나타나는 알츠하이머병이다. In the present invention, the term "sporadic Alzheimer's disease (sAD)" refers to AD that accounts for the majority of AD patients and has various pathological factors such as genetic and environmental exposures. The sAD may be late-onset AD. The delayed-onset Alzheimer's disease is an Alzheimer's disease that appears in elderly patients in their 60s or older due to various environmental factors.

본 발명에 있어서, sAD는 신경세포가 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현함에 따라 발병하는 것일 수 있다.In the present invention, sAD may develop as nerve cells express APOE4 in the early stages of amyloid formation.

본 발명에서 용어, "APOE4(Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, APOE ε4)"란 순환계에서 지질과 콜레스테롤의 운반체 역할을 하는 혈장 지단백질인 APOE(Apolipoprotein) 단백질의 동형(isoform) 중 하나로, 폐, 비장 및 난소와 같은 다른 조직에서 널리 발현되지만 간과 뇌에서 생성되는 것으로 알려져 있다. 또한, APOE4는 sAD 발병의 주요 원인으로 알려져 있다.In the present invention, the term "APOE4 (Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, APOE ε4)" is one of the isoforms of the APOE (Apolipoprotein) protein, a plasma lipoprotein that acts as a carrier of lipids and cholesterol in the circulatory system, and is used in the lungs, spleen, and lungs. It is widely expressed in other tissues such as the ovaries, but is known to be produced in the liver and brain. Additionally, APOE4 is known to be a major cause of sAD onset.

in vivo 상에서, 상기 아밀로이드 형성 초기 단계는 아밀로이드가 축적되어 노인반을 형성하기 전 및/또는 아밀로이드의 축적으로 인해 시냅스 손상이 나타나기 전에, 아밀로이드의 축적은 확인되나 알츠하이머의 발병까지 이어지기 전의 단계를 의미할 수 있다. 아밀로이드 최초 축적 시점으로부터 노인반 형성 또는 시냅스 손상 시점까지는 개체별로 차이가 있으나, 일반적으로 약 5 내지 15일이 소요될 수 있다. In vivo , the initial stage of amyloid formation may refer to the stage before amyloid accumulates and forms senile plaques and/or before synaptic damage appears due to amyloid accumulation, and before amyloid accumulation is confirmed but leads to the onset of Alzheimer's disease. You can. The time from the initial accumulation of amyloid to the time of senile plaque formation or synaptic damage varies from individual to individual, but generally takes about 5 to 15 days.

in vitro 상에서, 상기 아밀로이드 형성 초기 단계는 유도신경세포 직접교차분화 후 5일 내지 15일일 수 있고, 구체적으로 6 내지 10일일 수 있고, 보다 구체적으로 6 내지 8일일 수 있다. In vitro , the initial stage of amyloid formation may be 5 to 15 days, specifically 6 to 10 days, and more specifically 6 to 8 days after direct cross-differentiation of induced nerve cells.

상기 아밀로이드 형성 초기 단계는 아밀로이드 올리고머의 수준을 측정하여 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 아밀로이드 형성 초기 단계는 현 시점에서 측정한 아밀로이드 올리고머 수준이 정상 대조군 대비 일정 수준 범위 내로 증가한 경우인 것으로 판단할 수 있다. 예컨대, 현 시점에서 측정한 아밀로이드 올리고머 수준이 정상 대조군 대비 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 구체적으로 약 20% 내지 40% 증가한 경우 아밀로이드 형성 초기 단계인 것으로 판단할 수 있다.The initial stage of amyloid formation can be determined by measuring the level of amyloid oligomers. Specifically, the initial stage of amyloid formation can be determined to be a case where the level of amyloid oligomers measured at the current time increases within a certain range compared to the normal control group. For example, if the amyloid oligomer level measured at the present time increases by about 20% or more, about 30% or more, or about 40% or more, specifically about 20% to 40%, compared to the normal control group, it can be determined that the amyloid formation is in the early stage.

본 발명의 일 구현예에서는, 정상 및 알츠하이머 환자 유래 유도신경세포에서 아밀로이드 올리고머의 수준을 0, 5, 7, 10, 25일 별로 측정한 결과를 바탕으로, 0일 내지 5일째 대비 7일째에서 아밀로이드 올리고머가 약 20% 내지 40% 증가한 것을 확인하여, 상기 아밀로이드 형성 초기 단계가 직접교차분화 후 7일인 것으로 그 단계를 특정하였다(도 19). In one embodiment of the present invention, based on the results of measuring the level of amyloid oligomers in induced neurons derived from normal and Alzheimer's patients for 0, 5, 7, 10, and 25 days, amyloid was found on day 7 compared to days 0 to 5. By confirming that the oligomers increased by about 20% to 40%, it was determined that the initial stage of amyloid formation was 7 days after direct cross-differentiation (FIG. 19).

상기 직접교차분화는 일 예로, 체세포의 유도신경세포로의 직접교차분화일 수 있다. 상기 체세포는 섬유아세포일 수 있다.For example, the direct cross-differentiation may be direct cross-differentiation of somatic cells into induced nerve cells. The somatic cells may be fibroblasts.

본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 sAD의 발병 여부는 app, psen1 또는 psen2의 변이 유전자형 보유 여부와 관련성이 낮은 것일 수 있다. 본 발명에 따른 sAD는 app, psen1 또는 psen2의 변이 유전자형 보유 여부과 상관없이, 오직 신경세포가 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는지의 여부에 따라 발병하는 것일 수 있다.In the present invention, the occurrence of sAD according to the present invention may have a low correlation with the presence or absence of a mutant genotype of app, psen1, or psen2. sAD according to the present invention may develop solely depending on whether nerve cells express APOE4 in the early stages of amyloid formation, regardless of whether they have a mutant genotype of app, psen1, or psen2.

본 발명은 일 구현예에서, APOE4 보유 AD 환자에서 IGFBP3의 발현 수준이 특이적으로 증가함을 확인하고(도 12B), IGFBP3 억제시 sAD 표현형이 개선되는지를 확인하였다.In one embodiment, the present invention confirmed that the expression level of IGFBP3 was specifically increased in AD patients with APOE4 (FIG. 12B), and confirmed whether sAD phenotype was improved when IGFBP3 was inhibited.

본 발명의 IGFBP3 억제제는 sAD 표현형을 개선하는 효과를 갖는 것일 수 있다.The IGFBP3 inhibitor of the present invention may have the effect of improving the sAD phenotype.

본 발명의 IGFBP3 억제제는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포의 아밀로이드 형성 수준을 감소시키는 것일 수 있다.The IGFBP3 inhibitor of the present invention may reduce the level of amyloid formation in nerve cells expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation.

본 발명의 일 구현예에서, PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 IGFBP3 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하고 IGFBP3 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 14 +sh IGFBP3) 대비 아밀로이드 형성 수준이 현저히 감소하는 것을 확인하였으며(도 13A 및 도 16), PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자(도 13B) 및 sAD(SDA) 환자(도 13C) 유래 세포군에서도 이와 동일한 결과가 확인되었다.In one embodiment of the present invention, when APOE4 is induced in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients carrying PSEN1 mutations at the early stage of amyloid formation and treated with IGFBP3 shRNA (+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), APOE4 When induced in the amyloid worsening stage and treated with IGFBP3 shRNA (+APOE4, day 14 +sh IGFBP3), the level of amyloid formation was confirmed to be significantly reduced (Figures 13A and 16), and in AD patients with PSEN2 mutation (Figure 13B ) and cell populations derived from sAD (SDA) patients (Figure 13C).

본 발명의 IGFBP3 억제제는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포의 아밀로이드 반점(puncta) 수를 감소시키는 것일 수 있다.The IGFBP3 inhibitor of the present invention may reduce the number of amyloid puncta in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation.

본 발명의 일 구현예에서, PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자(도 14A), PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자 및 sAD(SDA) 환자(도 14B) 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포 모두 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 IGFBP3 shRNA를 처리하였을 때, APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하고 IGFBP3 shRNA를 처리하였을 때 대비 아밀로이드 puncta의 수가 현저히 감소하였다(도 14 및 도 17A). 반대로 IGFBP3를 과발현 하였을 때에는, 아밀로이드 puncta 수가 증가하여, IGFBP3를 타겟팅하여 sAD 표현형을 개선할 수 있음을 확인하였다(도 17B).In one embodiment of the present invention, induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients with PSEN1 mutations (Figure 14A), AD patients with PSEN2 mutations, and sAD (SDA) patients (Figure 14B) all use APOE4 in the early stages of amyloid formation. When induced and treated with IGFBP3 shRNA, the number of amyloid puncta was significantly reduced compared to when APOE4 was induced in the amyloid deterioration stage and treated with IGFBP3 shRNA (Figures 14 and 17A). Conversely, when IGFBP3 was overexpressed, the number of amyloid puncta increased, confirming that targeting IGFBP3 could improve the sAD phenotype (Figure 17B).

특히, 본 발명의 일 구현예에서는, IGFBP3 유전자 외에 유전적 발현 차이가 큰 PRKCA, PRUNE2 또는 SPON1 유전자를 타겟으로 하는 shRNA를 처리하였을 때에는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 아밀로이드 puncta의 수가 큰 차이가 없음을 확인하였다(도 15).In particular, in one embodiment of the present invention, it was confirmed that there was no significant difference in the number of amyloid puncta in the early stages of amyloid formation when shRNA targeting PRKCA, PRUNE2, or SPON1 genes with large genetic expression differences other than the IGFBP3 gene was treated. (Figure 15).

이에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유전자 조절에 의한 sAD 표현형 개선은 IGFBP3 유전자를 타겟으로 하였을 때 특이적으로 나타나는 것임을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that the improvement of the sAD phenotype by gene regulation in the early stages of amyloid formation occurs specifically when targeting the IGFBP3 gene.

본 발명의 IGFBP3 억제제는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포의 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시키는 것일 수 있다.The IGFBP3 inhibitor of the present invention may reduce the hyperphosphorylation level of tau protein in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation.

본 발명의 일 구현예에서, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 IGFBP3 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하고 IGFBP3 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 14 +sh IGFBP3) 대비 타우 단백질의 과인산화 수준이 현저히 감소하는 것을 확인하였다(도 18).In one embodiment of the present invention, when APOE4 is induced in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts at the early stage of amyloid formation and treated with IGFBP3 shRNA (+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), APOE4 aggravates amyloid. It was confirmed that the hyperphosphorylation level of tau protein was significantly reduced compared to when induced at the stage and treated with IGFBP3 shRNA (+APOE4, day 14 +sh IGFBP3) (Figure 18).

이에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4 발현이 유도된 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에서 IGFBP3 유전자를 타겟팅하는 경우 타우 단백질의 과인산화 형성을 억제시킬 수 있음을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that targeting the IGFBP3 gene in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts in which APOE4 expression was induced in the early stages of amyloid formation could inhibit the formation of hyperphosphorylation of tau protein.

전술한 바와 같이, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 IGFBP3를 억제하는 경우 아밀로이드 형성 수준, 아밀로이드 puncta 수 및 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시켜 sAD 표현형을 개선할 수 있음을 확인하였다. As described above, it was confirmed that inhibiting IGFBP3 in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation can improve the sAD phenotype by reducing the level of amyloid formation, the number of amyloid puncta, and the hyperphosphorylation level of tau protein.

이에 따라, IGFBP3 억제제를 sAD의 예방, 개선 또는 치료 용도로 제공할 수 있음을 확인하였으며, 특히 IGFBP3 유전자 외에 유전적 발현 차이가 큰 PRKCA, PRUNE2 또는 SPON1 유전자를 억제하였을 때에는 동일 조건에서 아밀로이드 puncta의 수가 큰 차이가 없음을 확인하였는바, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 sAD 표현형의 개선 효과는 IGFBP3를 억제하였을 때만 특이적으로 나타나는 효과임을 확이하였다.Accordingly, it was confirmed that IGFBP3 inhibitors can be provided for the prevention, improvement, or treatment of sAD. In particular, when PRKCA, PRUNE2, or SPON1 genes, which have large genetic expression differences in addition to the IGFBP3 gene, are inhibited, the number of amyloid puncta decreases under the same conditions. As it was confirmed that there was no significant difference, it was confirmed that the effect of improving the sAD phenotype in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation was a specific effect that occurred only when IGFBP3 was inhibited.

즉, 본 발명의 IGFBP3 억제제를 유효성분으로 포함하는 본 발명의 약학적 조성물은 sAD의 예방, 개선 또는 치료 효과를 갖는 것일 수 있다.That is, the pharmaceutical composition of the present invention containing the IGFBP3 inhibitor of the present invention as an active ingredient may have the effect of preventing, improving, or treating sAD.

전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로, 본 발명의 약학 조성물은 sAD의 초기 환자의 투여되는 것일 수 있다.In any one of the above-described embodiments, the pharmaceutical composition of the present invention may be administered to a patient in the early stages of sAD.

본 발명의 일 실시예에서는 sAD의 초기 단계에서 나타나는 특징인, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 본 발명의 약학 조성물을 이용한 sAD 표현형의 개선 및 완화를 확인하였는바, 본 발명의 약학 조성물을 초기 sAD의 진행을 억제하거나, 발병을 예방하거나, 및/또는 병증을 치료하는 데 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, improvement and alleviation of the sAD phenotype using the pharmaceutical composition of the present invention was confirmed in the early stage of amyloid formation, which is a characteristic of the early stage of sAD, and the pharmaceutical composition of the present invention was used to prevent the progression of early sAD. It can be used to suppress, prevent the onset, and/or treat the condition.

본 발명에서 용어, "예방"은 본 발명의 약학적 조성물의 투여에 의해 산발성 알츠하이머병(sAD)을 억제하거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미하며, "치료"는 본 발명의 약학적 조성물의 투여에 의해 sAD에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.In the present invention, the term "prevention" refers to any action that inhibits or delays the onset of sporadic Alzheimer's disease (sAD) by administering the pharmaceutical composition of the present invention, and "treatment" refers to the administration of the pharmaceutical composition of the present invention. It refers to all actions that improve or change the symptoms of sAD to a beneficial effect.

본 발명에서 용어, "개선"은 본 발명의 약학적 조성물을 이용하여 sAD의 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 되는 모든 행위를 말한다.In the present invention, the term "improvement" refers to any action that improves or benefits the symptoms of a subject suspected or affected by sAD using the pharmaceutical composition of the present invention.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형체 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 약학적 조성물에 포함되는 유효성분의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 내지 10 중량%로, 구체적으로는 0.001 중량% 내지 1 중량%를 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may further include appropriate carriers, excipients, or diluents commonly used in the preparation of pharmaceutical compositions. At this time, the content of the active ingredient included in the pharmaceutical composition is not particularly limited, but may include 0.0001% by weight to 10% by weight, specifically 0.001% by weight to 1% by weight, based on the total weight of the composition.

상기 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있으며, 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테로 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.The pharmaceutical composition may be any selected from the group consisting of tablets, pills, powders, granules, capsules, suspensions, oral solutions, emulsions, syrups, sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. It may have a single dosage form, or may have several oral or parenteral dosage forms. When formulated, it is prepared using diluents or excipients such as commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc. These solid preparations contain one or more compounds and at least one excipient, such as starch, calcium carbonate, sucrose, or lactose ( It is prepared by mixing lactose, gelatin, etc. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, and syrups. In addition to the commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives may be included. there is. Preparations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Non-aqueous solvents and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. As a base for suppositories, witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerogelatin, etc. can be used.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered in a pharmaceutically effective amount.

본 발명에서 용어, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 질병의 종류, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 약학적 조성물은 1일 0.0001 내지 500mg/kg으로, 구체적으로는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋을 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 약학적 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 다양한 포유동물에 다양한 경로로 투여할 수 있으며, 투여의 방식은 당업계의 통상적인 방법이라면 제한없이 포함하며, 예를 들어, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내 주사에 의해 투여될 수 있다. In the present invention, the term "pharmaceutically effective amount" refers to an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level is determined by the type and severity of the individual, age, gender, and severity of the disease. It can be determined based on factors including the type, activity of the drug, sensitivity to the drug, time of administration, route of administration and excretion rate, duration of treatment, drugs used simultaneously, and other factors well known in the medical field. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, and may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents. And it can be administered single or multiple times. Considering all of the above factors, it is important to administer an amount that can achieve maximum effect with the minimum amount without side effects, and this can be easily determined by a person skilled in the art. The preferred dosage of the pharmaceutical composition of the present invention varies depending on the patient's condition and weight, degree of disease, drug form, administration route and period, but for desirable effects, the pharmaceutical composition of the present invention is administered at 0.0001 to 500 mg/day. It may be better to administer in kg, specifically 0.001 to 100 mg/kg. Administration may be administered once a day, or may be administered several times. The pharmaceutical composition can be administered to various mammals such as rats, livestock, and humans by various routes, and the method of administration includes without limitation any method conventional in the art, for example, orally, rectally, or intravenously. It may be administered by intramuscular, subcutaneous, intrauterine, intrathecal, or intracerebrovascular injection.

또한, 본 발명의 약학적 조성물은 인간에 적용되는 의약품뿐만 아니라, 동물 의약품의 형태로도 사용될 수 있다. 여기에서, 동물이란 가축 및 반려동물을 포함하는 개념이다.In addition, the pharmaceutical composition of the present invention can be used not only in the form of a medicine for humans, but also in the form of an animal medicine. Here, animals are a concept that includes livestock and companion animals.

본 발명의 다른 하나의 양태는 본 발명의 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 산발성 알츠하이머병(sAD)의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a method for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease (sAD), comprising administering the pharmaceutical composition of the present invention to a subject.

여기에서 사용되는 용어는 전술한 바와 같다.The terms used here are the same as described above.

전술한 바와 같이, 본 발명의 약학적 조성물은 본 발명의 IGFBP3 억제제를 유효성분으로 포함함에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 IGFBP3를 억제하여 아밀로이드 형성 수준, 아밀로이드 puncta 수 및 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시켜 sAD 표현형을 개선할 수 있는바, 본 발명의 약학적 조성물은 sAD의 예방, 개선 또는 치료를 목적으로 사용할 수 있다.As described above, the pharmaceutical composition of the present invention contains the IGFBP3 inhibitor of the present invention as an active ingredient, thereby inhibiting IGFBP3 in nerve cells expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation, thereby increasing the level of amyloid formation, the number of amyloid puncta, and tau. Since the sAD phenotype can be improved by reducing the level of protein hyperphosphorylation, the pharmaceutical composition of the present invention can be used for the purpose of preventing, improving, or treating sAD.

본 발명에서 용어, "개체"는 인간을 포함한 모든 동물을 의미할 수 있다. 상기 동물은 인간뿐만 아니라 이와 유사한 증상의 치료를 필요로 하는 소, 말, 양, 돼지, 염소, 낙타, 영양, 개, 고양이 등의 포유동물일 수 있다. 또한 인간을 제외한 동물을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In the present invention, the term “individual” may mean any animal, including humans. The animal may be not only a human, but also a mammal such as a cow, horse, sheep, pig, goat, camel, antelope, dog, or cat that requires treatment for similar symptoms. It may also refer to animals other than humans, but is not limited thereto.

본 발명에서 용어, "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 알츠하이머병 또는 인지기능장애의 의심 개체에게 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있다.In the present invention, the term "administration" refers to introducing the pharmaceutical composition of the present invention to a subject suspected of having Alzheimer's disease or cognitive dysfunction by any appropriate method, and the route of administration is oral or parenteral as long as it can reach the target tissue. It can be administered through a variety of routes.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여할 수 있으며, 이에 대해서는 전술한 바와 같다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered in a pharmaceutically effective amount, as described above.

본 발명의 약학적 조성물은 알츠하이머병 또는 인지기능장애를 예방 또는 치료하는 것을 목적으로 하는 개체이면 특별히 한정되지 않고, 어떠한 개체에든 적용가능하다. 예를 들면, 원숭이, 개, 고양이, 토끼, 모르모트, 랫트, 마우스, 소, 양, 돼지, 염소 등과 같은 비인간동물, 조류 및 어류 등 어느 것이나 사용할 수 있으며, 상기 약학적 조성물은 비경구, 피하, 복강 내, 폐 내 및 비강 내로 투여될 수 있고, 국부적 치료를 위해, 필요하다면 병변 내 투여를 포함하는 적합한 방법에 의하여 투여될 수 있다. 본 발명의 상기 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 개체의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내 주사에 의해 투여될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited and can be applied to any entity as long as it is intended to prevent or treat Alzheimer's disease or cognitive dysfunction. For example, non-human animals such as monkeys, dogs, cats, rabbits, guinea pigs, rats, mice, cows, sheep, pigs, goats, birds and fish can be used, and the pharmaceutical composition can be administered parenterally, subcutaneously, etc. It can be administered intraperitoneally, intrapulmonaryly and intranasally, and for topical treatment, if necessary, by any suitable method, including intralesional administration. The preferred dosage of the pharmaceutical composition of the present invention varies depending on the individual's condition and weight, degree of disease, drug form, administration route and period, but can be appropriately selected by a person skilled in the art. For example, it may be administered orally, rectally, or by intravenous, intramuscular, subcutaneous, intrauterine intrathecal or intracerebrovascular injection, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 하나의 양태는 본 발명의 IGFBP3 억제제를 포함하는, 산발성 알츠하이머병(sAD)의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a health functional food composition for preventing or improving sporadic Alzheimer's disease (sAD), comprising the IGFBP3 inhibitor of the present invention.

여기에서 사용되는 용어는 전술한 바와 같다.The terms used here are the same as described above.

전술한 바와 같이, 본 발명의 조성물은 본 발명의 IGFBP3 억제제를 유효성분으로 포함함에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 IGFBP3를 억제하여 아밀로이드 형성 수준, 아밀로이드 puncta 수 및 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시켜 sAD 표현형을 개선할 수 있는바, 본 발명의 조성물은 sAD의 예방 또는 개선을 목적으로 사용할 수 있다.As described above, the composition of the present invention contains the IGFBP3 inhibitor of the present invention as an active ingredient, thereby inhibiting IGFBP3 in nerve cells expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation, thereby increasing the level of amyloid formation, the number of amyloid puncta, and the level of tau protein. Since the sAD phenotype can be improved by reducing the level of hyperphosphorylation, the composition of the present invention can be used for the purpose of preventing or improving sAD.

본 발명의 건강기능식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 매우 유용하며, 알츠하이머병 또는 인지기능장애의 예방 또는 개선 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.The health functional food of the present invention can be manufactured by a method commonly used in the industry, and can be manufactured by adding raw materials and components commonly added in the industry. Additionally, the formulation of the health functional food can also be manufactured without limitation as long as it is a formulation recognized as a food. The health functional food composition of the present invention can be manufactured in various formulations, and unlike general drugs, it is made from food and has the advantage of not having any side effects that may occur when taking the drug for a long period of time. It is also highly portable and can be used on a daily basis. It is very useful because it can be ingested, and it can be ingested as a supplement to improve the effect of preventing or improving Alzheimer's disease or cognitive dysfunction.

상기 건강기능식품은 필수 성분으로 상기 IGFBP3 억제제 외에는 다른 성분에는 특별히 제한이 없으며 통상의 건강기능식품과 같이 여러가지 생약추출물, 식품 보조 첨가제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 또한, 상기 식품 보조 첨가제는 당업계에 통상적인 식품 보조 첨가제, 예를 들어 향미제, 풍미제, 착색제, 충진제, 안정화제 등을 포함한다.The health functional food is an essential ingredient and there are no particular restrictions on other ingredients other than the IGFBP3 inhibitor. Like ordinary health functional foods, it may contain various herbal extracts, food supplements, or natural carbohydrates as additional ingredients. In addition, the food auxiliary additives include food auxiliary additives common in the art, such as flavoring agents, flavors, colorants, fillers, stabilizers, etc.

상기 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외에 향미제로서 천연 향미제(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.Examples of such natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose, fructose, etc.; Disaccharides such as maltose, sucrose, etc.; and polysaccharides, such as common sugars such as dextrin and cyclodextrin, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, and erythritol. In addition to the above-mentioned flavoring agents, natural flavoring agents (e.g., rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.) and synthetic flavoring agents (saccharin, aspartame, etc.) can be advantageously used.

상기 성분 외에도 본 발명의 건강기능식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있으며, 그 밖에 천연 과일쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 건강기능식품은 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 껌류, 아이스크림류, 스프, 음료수, 차, 기능수, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 중 어느 하나의 형태일 수 있다.In addition to the above ingredients, the health functional food composition of the present invention contains various nutrients, vitamins, water (electrolytes), flavoring agents such as synthetic and natural flavoring agents, colorants and thickening agents (cheese, chocolate, etc.), pectic acid, and salts thereof. , alginic acid and its salts, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol, carbonating agents used in carbonated drinks, and other natural fruit juices, fruit juice drinks and vegetables. May contain pulp for the manufacture of beverages. These ingredients can be used independently or in combination. In addition, health functional foods include meat, sausages, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, gum, ice cream, soup, beverages, tea, functional water, drinks, alcoholic beverages, and vitamin complexes. It can be.

또한 상기 건강기능식품은 식품첨가물을 추가로 포함할 수 있으며, "식품첨가물"로서의 적합여부는 다른 규정이 없는 한 식품의약품안정청에 승인된 식품첨가물공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.In addition, the above-mentioned health functional food may additionally contain food additives, and its suitability as a “food additive” is determined in accordance with the general provisions of the Food Additives Code and General Test Methods approved by the Food and Drug Safety Administration, unless otherwise specified. Judgment is made according to specifications and standards.

이때, 건강기능식품을 제조하는 과정에서 식품에 첨가되는 조성물은 필요에 따라 그 함량을 적절히 가감할 수 있다.At this time, in the process of manufacturing health functional foods, the content of the composition added to food can be appropriately adjusted as needed.

본 발명에 있어서, 본 발명의 약학적 조성물은 전술한 IGFBP3 억제제 외에도, IGFBP3의 발현 또는 활성을 억제할 수 있는 당업계에 알려진 수단을 추가로 포함하여 IGFBP3의 발현 또는 활성을 억제시킬 수 있으며, 상기 수단은 특별히 한정되지 않는다.In the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention can inhibit the expression or activity of IGFBP3 by further comprising means known in the art that can inhibit the expression or activity of IGFBP3, in addition to the IGFBP3 inhibitor described above. The means are not particularly limited.

본 발명의 IGFBP3 억제제를 이용하여 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 IGFBP3를 억제하는 경우, 아밀로이드 형성 수준, 아밀로이드 반점(puncta) 수 및 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시켜 sAD 표현형을 개선할 수 있는바, IGFBP3 억제제를 sAD의 예방, 개선 또는 치료 용도로 제공할 수 있다.When IGFBP3 is inhibited in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation using the IGFBP3 inhibitor of the present invention, the sAD phenotype is improved by reducing the level of amyloid formation, the number of amyloid puncta, and the level of hyperphosphorylation of tau protein. Possibly, an IGFBP3 inhibitor can be provided for the purpose of preventing, improving, or treating sAD.

도 1 (A) 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD) 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4(Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, APOE ε4) 발현을 유도하여 AD 신경세포 모델을 제작하기 위한 모식도이다. 유도신경세포에 렌티바이러스 감염 후 각각 7일째(아밀로이드 형성 초기 단계)부터 25일째까지, 그리고 14일째(아밀로이드 악화 단계)부터 25일째까지 독시사이클린을 처리하여 APOE4의 발현을 유도하였다. (B) APOE4 단백질 발현 수준을 웨스턴 블롯으로 확인한 결과이다.
도 2는 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 TUJ1/NeuN(A) 및 MAP2/VGLUT1(B) 신경세포 마커를 면역형광 염색으로 확인한 결과이다.
도 3은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 신경세포 수를 TUJ1/NeuN(A) 및 MAP2/VGLUT1(B) 신경세포 마커로 정량한 결과이다.
도 4는 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 아밀로이드 베타(amyloid-beta, Aβ)-42/40 비율 수준을 ELISA 분석으로 확인한 결과이다.
도 5는 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 아밀로이드 올리고머 수준을 웨스턴 블롯으로 분석한 결과(A) 및 이를 정량한 그래프(B) 이다.
도 6는 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 타우 단백질의 과인산화 수준을 면역형광 염색으로 확인한 결과(A) 및 타우 단백질의 과인산화 양성 세포의 수를 정량한 그래프(B) 이다.
도 7은 아밀로이드 초기 단계에서 APOE4의 발현 유도에 의한 효과를 검증하기 위한 실험 모식도이다. 유도신경세포에 렌티바이러스 감염 후 각각 7일째(아밀로이드 형성 초기 단계)부터 14일째까지 독시사이클린을 처리하여 APOE4의 발현을 유도하였다.
도 8은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계(도 1A의 +APOE4, day 7 및 도 7의 +APOE4, day 7-14) 또는 아밀로이드 악화 단계(+APOE4, day 14)에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 아밀로이드 올리고머 수준을 웨스턴 블롯으로 분석한 결과(A) 및 이를 정량한 그래프(B) 이다.
도 9은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 전사체 분석 결과이다.
도 10은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에서 나타나는 DEGs(differentially expressed genes)의 분포이다.
도 11는 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에서 나타나는 DEGs의 히트맵이다.
도 12은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 시간 경과에 따른 IGFBP3 mRNA 발현 수준을 RT-PCR로 분석한 결과(A) 및 AD 환자 유래 세포군에 따른 IGFBP3 mRNA 발현 수준을 RT-PCR로 분석한 결과(B) 이다.
도 13는 PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자(A), PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자(B) 및 sAD(SDA) 환자(C) 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 shRNA를 처리 후 아밀로이드 형성 수준을 면역형광 염색으로 확인한 결과이다.
도 14는 PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자(도 14A), PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자 및 sAD(SDA) 환자(도 14B) 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포 모두 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 shRNA 처리 후 아밀로이드 반점(puncta)의 수를 확인한 결과이다.
도 15는 아밀로이드 형성 초기 단계의 DEGs 중 IGFBP3 외에 유전적 발현 차이가 큰 PRKCA, PRUNE2 또는 SPON1 유전자를 타겟으로 하는 shRNA 처리 후 아밀로이드 puncta의 수를 확인한 결과이다.
도 16은 APOE4 돌연변이 보유 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 shRNA를 처리 후 아밀로이드 형성 수준을 면역형광 염색으로 확인한 결과이다.
도 17은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 sAD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 shRNA 처리 후의 아밀로이드 puncta 수(A) 및 IGFBP3 과발현에 의한 아밀로이드 puncta 수(B)를 나타낸 그래프이다.
도 18은 APOE4의 발현을 아밀로이드 형성 초기 단계 또는 아밀로이드 악화 단계에서 유도한 sAD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 shRNA 처리 후의 타우 단백질의 과인산화 수준을 면역형광 염색으로 확인한 결과(A) 및 타우 단백질 과인산화 양성 신경세포 수(B)를 나타낸 그래프이다.
도 19는 정상 (A), PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자 또는 PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자 (B) 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 아밀로이드(6E10) 올리고머 수준을 0, 5, 7, 10, 25일 별로 정량한 그래프이다.
Figure 1 (A) Schematic diagram for creating an AD neuron model by inducing the expression of APOE4 (Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, APOE ε4) in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from patients with Alzheimer's disease (AD). . Expression of APOE4 was induced by treating induced neurons with doxycycline from day 7 (early stage of amyloid formation) to day 25 and from day 14 (stage of amyloid worsening) to day 25 after lentivirus infection, respectively. (B) This is the result of confirming the APOE4 protein expression level by Western blot.
Figure 2 shows immunofluorescence staining of TUJ1/NeuN (A) and MAP2/VGLUT1 (B) neuronal markers in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts that induced APOE4 expression in the early stage of amyloid formation or in the amyloid worsening stage. This is a result confirmed by .
Figure 3 shows the number of neurons in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts that induced the expression of APOE4 in the early stage of amyloid formation or in the stage of amyloid exacerbation using TUJ1/NeuN (A) and MAP2/VGLUT1 (B) neuronal markers. This is the result quantified.
Figure 4 shows the level of amyloid-beta (Aβ)-42/40 ratio of induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts in which APOE4 expression was induced in the early stage of amyloid formation or amyloid worsening stage was confirmed by ELISA analysis. It is a result.
Figure 5 shows the results of Western blot analysis of the level of amyloid oligomers in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients in which the expression of APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation or in the stage of amyloid exacerbation (A) and a graph quantifying this (B) ) am.
Figure 6 shows the results of immunofluorescence staining for the hyperphosphorylation level of tau protein in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts in which APOE4 expression was induced in the early stage of amyloid formation or in the amyloid worsening stage (A) and the level of tau protein. This is a graph (B) quantifying the number of hyperphosphorylation-positive cells.
Figure 7 is a schematic diagram of an experiment to verify the effect of inducing the expression of APOE4 in the early stages of amyloid. Expression of APOE4 was induced by treating the induced nerve cells with doxycycline from the 7th day (early stage of amyloid formation) to the 14th day after lentivirus infection.
Figure 8 shows AD patient-derived fibers in which the expression of APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation (+APOE4, day 7 in Figure 1A and +APOE4, day 7-14 in Figure 7) or the stage of amyloid exacerbation (+APOE4, day 14). The results of Western blot analysis of amyloid oligomer levels in induced neurons differentiated from blast cells (A) and a graph quantifying the levels (B).
Figure 9 shows the results of transcriptome analysis of induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts in which the expression of APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation or the amyloid worsening stage.
Figure 10 shows the distribution of DEGs (differentially expressed genes) appearing in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts that induced the expression of APOE4 in the early stages of amyloid formation.
Figure 11 is a heatmap of DEGs appearing in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts that induced the expression of APOE4 in the early stage of amyloid formation or the aggravating stage of amyloid.
Figure 12 shows the results of RT-PCR analysis of the IGFBP3 mRNA expression level over time in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients in which APOE4 expression was induced in the early stage of amyloid formation or in the amyloid worsening stage (A) and This is the result of RT-PCR analysis of IGFBP3 mRNA expression levels according to cell populations derived from AD patients (B).
Figure 13 shows that APOE4 is induced in the early stage of amyloid formation in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from an AD patient with a PSEN1 mutation (A), an AD patient with a PSEN2 mutation (B), and a sAD (SDA) patient (C), and shRNA is applied. This is the result of confirming the level of amyloid formation after treatment using immunofluorescence staining.
Figure 14 shows induced neurons differentiated from fibroblasts derived from an AD patient with a PSEN1 mutation (Figure 14A), an AD patient with a PSEN2 mutation, and a sAD (SDA) patient (Figure 14B), which induce APOE4 in the early stages of amyloid formation and after shRNA treatment. This is the result of confirming the number of amyloid puncta.
Figure 15 shows the results of confirming the number of amyloid puncta after shRNA treatment targeting PRKCA, PRUNE2, or SPON1 genes with large genetic expression differences in addition to IGFBP3 among DEGs in the early stages of amyloid formation.
Figure 16 shows the results of inducing APOE4 in the early stages of amyloid formation in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients with APOE4 mutations and confirming the level of amyloid formation by immunofluorescence staining after treatment with shRNA.
Figure 17 shows the number of amyloid puncta after shRNA treatment (A) and the number of amyloid puncta by IGFBP3 overexpression (B) in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from sAD patients in which the expression of APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation or the stage of amyloid worsening. This is a graph showing .
Figure 18 shows the results of immunofluorescence staining for the hyperphosphorylation level of tau protein after shRNA treatment in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from sAD patients in which the expression of APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation or in the stage of amyloid exacerbation (A). This is a graph showing the number of neurons positive for tau protein hyperphosphorylation (B).
Figure 19 shows amyloid (6E10) oligomer levels in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from normal (A), AD patients with PSEN1 mutation, or AD patient with PSEN2 mutation (B) for 0, 5, 7, 10, and 25 days. This is a quantitative graph.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, to aid understanding of the present invention, it will be described in detail through examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실험예Experiment example

<실험예 1> 인간 섬유아세포의 유도신경세포로의 직접교차분화 및 APOE4 발현 유도<Experimental Example 1> Direct cross-differentiation of human fibroblasts into induced nerve cells and induction of APOE4 expression

인간 섬유아세포를 배지(10% FBS, 1% 비필수 아미노산, 0.1% β-머캅토에탄올(β-mercaptoethanol) 및 1% 페니실린/스트렙토마이신 함유)에서 배양하였다. 인간 섬유아세포로는 대조군 섬유아세포(GM23967, 남성, 조건: APOE ε3/3 유전자형)와, 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD) 환자 유래 섬유아세포(AG06848, 여성, 조건: AD PSEN1(ALA246GLU) 돌연변이, APOE ε3/3 유전자형; AG09908, 여성, 조건: AD PSEN2(ASN141ILE) 돌연변이, APOE ε3/3 유전자형; AG05810, 여성, 조건: APOE ε3/4 유전자형; AG04402, 남성, 조건: APOE ε3/4 유전자형; AG05770, 남성, 조건: 알 수 없음, APOE ε3/3 유전자형)를 사용하였다.Human fibroblasts were cultured in medium (containing 10% FBS, 1% non-essential amino acids, 0.1% β-mercaptoethanol, and 1% penicillin/streptomycin). Human fibroblasts include control fibroblasts (GM23967, male, condition: APOE ε3/3 genotype) and fibroblasts derived from Alzheimer's disease (AD) patients (AG06848, female, condition: AD PSEN1 (ALA246GLU) mutation, APOE ε3/3 genotype; AG09908, female; AD PSEN2(ASN141ILE) mutation; APOE ε3/3 genotype; APOE ε3/4 genotype; male: APOE ε3/4 genotype; male, condition: unknown, APOE ε3/3 genotype) was used.

인간 섬유아세포를 유도신경세포로 직접교차분화하기 위해, 인간 섬유아세포에 형질감염된 HEK293T 세포로부터 수득한 Ascl1(Achaete-scute homolog 1), Brn2(POU domain transcription factor), Myt1l(myelin transcription factor 1 like), M2rtTA, apoE ε3(Apolipoprotein E ε3) 및 apoE4(Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, apoE ε4) 유전자를 포함하는 플라스미드 뿐만 아니라 psPAX2 및 pMD2.G를 포함하는 렌티바이러스(FUW-Ascl1, Brn2, Myt1l)를 2일 동안 3회 감염시켰다. 감염 약 48-72시간 후, 배지를 신경분화배지(25μg/mL 인슐린, 20nM 프로게스테론, 50μg/mL 트랜스페린, 100μM 푸트레신, 1μg/mL 라미닌, 25μg/mL FGF(fibroblast growth factor), 10g/mL BDNF(brain-derived neurotrophic factor), 5μM 포스콜린 및 1% 페니실린/스트렙토마이신 함유 DMEM/F12 배지)로 교체하였다. To directly cross-differentiate human fibroblasts into induced neurons, Ascl1 (Achaete-scute homolog 1), Brn2 (POU domain transcription factor), and Myt1l (myelin transcription factor 1 like) obtained from HEK293T cells transfected into human fibroblasts. , M2rtTA, plasmids containing apoE ε3 (Apolipoprotein E ε3) and apoE4 (Apolipoprotein E4; Apolipoprotein E ε4, apoE ε4) genes, as well as lentiviruses containing psPAX2 and pMD2.G (FUW-Ascl1, Brn2, Myt1l). Infected three times over two days. Approximately 48-72 hours after infection, the medium was replaced with neural differentiation medium (25 μg/mL insulin, 20 nM progesterone, 50 μg/mL transferrin, 100 μM putrescine, 1 μg/mL laminin, 25 μg/mL fibroblast growth factor (FGF), 10 g/mL DMEM/F12 medium containing brain-derived neurotrophic factor (BDNF), 5 μM forskolin, and 1% penicillin/streptomycin).

<실험예 2> 산발성(sporadic) AD 신경세포 모델 제작<Experimental Example 2> Production of sporadic AD neuron model

분화한 유도신경세포에서 APOE4 발현을 유도하기 위해 유도신경세포에 2 μg/mL 독시사이클린(Doxycycline)을 처리하였다. 구체적으로, 아밀로이드 형성 초기 단계의 유도신경세포와 아밀로이드 악화 단계의 유도신경세포를 구분하기 위해, 렌티바이러스 감염 후 각각 7일째(아밀로이드 형성 초기 단계)부터 25일째까지, 그리고 14일째(아밀로이드 악화 단계)부터 25일째까지 독시사이클린을 처리하여, sAD 신경세포 모델을 제작하였다(도 1A). APOE4 발현을 유도하지 않은 유도신경세포를 -APOE4, 렌티바이러스 감염 후 7일째에 APOE4 발현을 유도한 유도신경세포를 +APOE4, day 7, 렌티바이러스 감염 후 14일째에 APOE4 발현을 유도한 유도신경세포를 +APOE4, day 14로 명명하였다.To induce APOE4 expression in differentiated induced neurons, the induced neurons were treated with 2 μg/mL doxycycline. Specifically, to distinguish between induced neurons in the early stage of amyloid formation and induced neurons in the amyloid worsening stage, from day 7 (early stage of amyloid formation) to day 25 and day 14 (amyloid worsening stage) after lentivirus infection, respectively. By treating doxycycline from day 25 to day 25, a sAD neuron model was created (Figure 1A). Induced neurons that did not induce APOE4 expression were -APOE4, induced neurons that induced APOE4 expression on day 7 after lentivirus infection were +APOE4, day 7, and induced neurons that induced APOE4 expression on day 14 after lentivirus infection. was named +APOE4, day 14.

<실험예 3> RNA 분리 및 RT-qPCR<Experimental Example 3> RNA isolation and RT-qPCR

모든 RNA는 eCube 조직 RNA 미니 키트(Philekorea)를 사용하여 제조업체의 지침에 따라 수집 및 정제되었다. 그런 다음 AccuPower® CycleScript RT PreMix(Bioneer, #K-2044-B)를 사용하여 RNA를 cDNA로 역전사시켰다. RT-qPCR 분석은 하기 표 1의 프라이머와 함께 AccuPower® PCR PreMix(Bioneer, #K-2016)를 사용하여 수행하였다. 모든 반응은 Rotor-Gene Q real-time PCR cycler(Qiagen)를 사용하여 수행하였다.All RNA was collected and purified using the eCube tissue RNA mini kit (Philekorea) according to the manufacturer's instructions. RNA was then reverse transcribed into cDNA using AccuPower® CycleScript RT PreMix (Bioneer, #K-2044-B). RT-qPCR analysis was performed using AccuPower® PCR PreMix (Bioneer, #K-2016) with the primers in Table 1 below. All reactions were performed using the Rotor-Gene Q real-time PCR cycler (Qiagen).

서열번호sequence number 서열명sequence name 서열(5' - > 3')Sequence (5' - > 3') 1313 IGFBP3-forwardIGFBP3-forward aaatgctagtgagtcggaggaaatgctagtgagtcggagg 1414 IGFBP3-reverseIGFBP3-reverse ctgggtatctgtgctctgagctgggtatctgtgctctgag

<실험예 4> 웨스턴 블롯<Experimental Example 4> Western Blot

세포를 1x PBS(phosphate-buffered saline)로 세척한 다음, RIPA 완충액(1% NP-40, 0.5% DOC(sodium deoxycholate), 0.1% SDS 및 150mmol/L NaCl를 포함하는 50mmol/L Tris, pH 8.0, Sigma-Aldrich) 및 1x 프로테아제 억제제와 혼합하여 균질화하였다. 샘플을 5x 로딩 버퍼와 혼합하고 100℃에서 10분 동안 끓였다. 10 ug의 추출된 단백질을 12% 폴리아크릴아미드 겔에서 SDS-PAGE를 수행하여 분리하고 니트로셀룰로오스 막(10600001, GE Healthcare)으로 옮겼다. 단백질 농도는 Quick Start Bradford 단백질 분석(Bio-Rad)을 사용하여 정량하였다. 막을 5% BSA(Bovine serum albumin)에서 차단하고 4℃에서 일차 항체와 함께 밤새 배양하였다. 일차 항체는 제조사에서 권장하는 희석도로 사용하였다. 막을 PBS로 3회 세척한 다음, 실온에서 2시간 동안 이차 항체와 함께 배양하였다. 각 단백질 밴드는 Image J 소프트웨어와 Chemidoc TRS+를 사용하여 대표적인 이미지를 얻었다. 사용된 항체는 항-β-아밀로이드(6E10) (1:300, Biolegend), 항-APOE4(1:1000, Millipore), 항-β-액틴(1:1000, AbFrontier) 항체이며, β-액틴을 로딩 대조군으로 사용하였다.Cells were washed with 1x phosphate-buffered saline (PBS) and then incubated in RIPA buffer (50 mmol/L Tris containing 1% NP-40, 0.5% sodium deoxycholate (DOC), 0.1% SDS, and 150 mmol/L NaCl, pH 8.0). , Sigma-Aldrich) and 1x protease inhibitor and homogenized. Samples were mixed with 5x loading buffer and boiled at 100°C for 10 min. 10 ug of extracted protein was separated by SDS-PAGE on a 12% polyacrylamide gel and transferred to a nitrocellulose membrane (10600001, GE Healthcare). Protein concentration was quantified using the Quick Start Bradford protein assay (Bio-Rad). Membranes were blocked in 5% bovine serum albumin (BSA) and incubated with primary antibodies overnight at 4°C. Primary antibodies were used at the dilution recommended by the manufacturer. The membrane was washed three times with PBS and then incubated with secondary antibodies for 2 hours at room temperature. Representative images of each protein band were obtained using Image J software and Chemidoc TRS+. The antibodies used were anti-β-amyloid (6E10) (1:300, Biolegend), anti-APOE4 (1:1000, Millipore), and anti-β-actin (1:1000, AbFrontier). It was used as a loading control.

<실험예 5> 전사체 분석<Experimental Example 5> Transcriptome analysis

APOE4 발현을 유도 또는 유도하지 않은 유도신경세포 유래 cDNA를 합성하고, 제조사의 프로토콜에 따라 GeneChip WT(Whole Transcript) 증폭 키트 및 Affymetrix GeneChip Human Gene 2.0 ST Array를 사용하여 마이크로어레이 분석하였다. 마이크로어레이 분석 결과는 affy R 패키지를 사용한 RMA(Robust multiarray averaging) 방법으로 분석하였다. 또한, 다중 프로브를 사용할 수 있는 경우 유전자당 평균 값을 적용하였다.cDNA derived from induced neurons with or without induced APOE4 expression was synthesized and subjected to microarray analysis using the GeneChip WT (Whole Transcript) amplification kit and Affymetrix GeneChip Human Gene 2.0 ST Array according to the manufacturer's protocol. The microarray analysis results were analyzed using the RMA (Robust multiarray averaging) method using the affy R package. Additionally, when multiple probes were available, the average value per gene was applied.

<실험예 6> shRNA 제작<Experimental Example 6> shRNA production

APOE4 효과의 중개인자로 발굴된 IGFBP3 유전자(서열번호 2)를 타겟으로 하는 shRNA를 제작하였다. 본 연구에 사용된 shRNA 서열은 미국국립보건원 진뱅크(NIH GenBank)로부터 선정하였으며, shRNA 렌티바이러스 벡터는 Applied Biological Materials Inc. (abm)에 의뢰하여 제작하였다. siRNA의 센스 올리고뉴클레오티드 및 이와 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드가 루프(loop) 서열(uucaagaga)을 사이에 두고 위치하여 발현되어 짧은 헤어핀 구조의 shRNA가 합성되었다.An shRNA targeting the IGFBP3 gene (SEQ ID NO: 2), which was discovered as a mediator of the APOE4 effect, was produced. The shRNA sequence used in this study was selected from the National Institutes of Health GenBank, and the shRNA lentiviral vector was obtained from Applied Biological Materials Inc. It was commissioned and produced by (abm). The sense oligonucleotide of siRNA and its complementary antisense oligonucleotide were expressed with a loop sequence (uucaagaga) in between, thereby synthesizing shRNA with a short hairpin structure.

상기에서 제작된 shRNA 서열은 하기 표 2와 같다. The shRNA sequences produced above are shown in Table 2 below.

서열번호sequence number 서열명sequence name 서열(5' - > 3')Sequence (5' - > 3') 33 sh IGFBP3 senseshIGFBP3 sense tcaagaaagggcatgctaaagacagccagtcaagaaagggcatgctaaagacagccag 44 sh IGFBP3 antisenseshIGFBP3 antisense ctggctgtctttagcatgccctttcttgactggctgtctttagcatgccctttcttga 55 sh PRKCA sensesh PRKCA sense ttgtatgaaatgcttgccgggcagcctcttgtatgaaatgcttgccgggcagcctc 66 sh PRKCA antisensesh PRKCA antisense gaggctgcccggcaagcatttcatacaagaggctgcccggcaagcatttcatacaa 77 sh PRUNE2 sensesh PRUNE2 sense actggccatgatcccacagccaacaaaactggccatgatcccacagccaacaaa 88 sh PRUNE2 antisenseshPRUNE2 antisense tttgttggctgtgggatcatggccagttttgttggctgtgggatcatggccagt 99 sh SPON1 senseshSPON1 sense tgaatgccccattgactgtgagctcaccgtgaatgccccattgactgtgagctcaccg 1010 sh SPON1 antisensesh SPON1 antisense cggtgagctcacagtcaatggggcattcacggtgagctcacagtcaatggggcattca 1111 sh Control sensecontrol sense caccgcgctacaaagttgactatgattcaagagatcatagtcaactttgtagcgcttttttgcaccgcgctacaaagttgactatgattcaagagatcatagtcaactttgtagcgcttttttg 1212 sh Control antisensecontrol antisense caaaaaagcgctacaaagttgactatgatctcttgaatcatagtcaactttgtagcgcggtgcaaaaaagcgctacaaagttgactatgatctcttgaatcatagtcaactttgtagcgcggtg

<실험예 7> 면역형광 염색<Experimental Example 7> Immunofluorescence staining

배양된 세포를 1x PBS로 세척한 후, 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde) 처리하여 상온에서 10분간 고정하였다. 고정된 세포를 0.1% Triton-X를 함유하는 1x PBS로 2회 세척한 후, 3% BSA와 0.1% Triton X-100이 포함된 PBS로 상온에서 3시간 동안 차단하였다. 세포를 4℃에서 24시간 동안 일차 항체와 함께 배양하였다. 일차 항체는 제조사에서 권장하는 희석도로 사용하였다. 그런 다음, 실온에서 2시간 동안 Alexa488 또는 Alexa 594(Invitrogen)와 접합된 이차 항체와 배양하였다. 0.1% Triton-X를 함유하는 1x PBS로 세척 후, DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole) 염색하고 마운팅 용액(mounting fluid)을 떨어뜨려 커버 글라스로 고정시켰다. 다용도 공초점 현미경(LSM-800, Zeiss)을 사용하여 이미지를 촬영하고, Image J 소프트웨어를 사용하여 영역 내에서 면역형광 신호를 정량하였다. 사용된 항체는 항-βIII-튜불린(1:1000, Sigma-Aldrich), 항-NeuN(1:500, Millipore), 항-MAP2(1:200, Cell Signaling), 항-VGLUT1(1:200, Invitrogen), 항-β-아밀로이드(6E10) (1:500, Biolegend), 항-인산화된 타우 단백질 (1:400, Millipore), 항-EEA1(1:500, Millipore)였다.After washing the cultured cells with 1x PBS, they were treated with 4% paraformaldehyde and fixed at room temperature for 10 minutes. The fixed cells were washed twice with 1x PBS containing 0.1% Triton-X and then blocked with PBS containing 3% BSA and 0.1% Triton X-100 for 3 hours at room temperature. Cells were incubated with primary antibodies for 24 hours at 4°C. Primary antibodies were used at the dilution recommended by the manufacturer. Then, they were incubated with secondary antibodies conjugated to Alexa488 or Alexa 594 (Invitrogen) for 2 hours at room temperature. After washing with 1x PBS containing 0.1% Triton-X, the cells were stained with DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole) and mounted with a drop of mounting fluid and fixed with a cover glass. Images were taken using a versatile confocal microscope (LSM-800, Zeiss), and immunofluorescence signals were quantified within the area using Image J software. Antibodies used were anti-βIII-tubulin (1:1000, Sigma-Aldrich), anti-NeuN (1:500, Millipore), anti-MAP2 (1:200, Cell Signaling), and anti-VGLUT1 (1:200). , Invitrogen), anti-β-amyloid (6E10) (1:500, Biolegend), anti-phosphorylated tau protein (1:400, Millipore), and anti-EEA1 (1:500, Millipore).

<실험예 8> 렌티바이러스 벡터 제작<Experimental Example 8> Lentiviral vector production

Ascl1, Brn2, Myt1l, M2rtTA, apoE ε3 및 apoE4 유전자를 포함하는 플라스미드 뿐만 아니라 psPAX2 및 pMD2.G를 포함하는 렌티바이러스 벡터(FUW-Ascl1, Brn2, Myt1l)를 제작하였다. HEK293T 세포를 10% FBS 및 1% P/S를 함유하는 DMEM 배지에서 배양하였다. 형질감염 전날, 2X107 개의 세포를 배지를 포함하는 15 cm 배양 접시에 seeding하였다. 다음날, 세포를 인산칼슘 공동 침전을 통해 렌티바이러스 구축물 psPAX2, pMD2.G 및 렌티바이러스 벡터로 공동 형질감염시켰다. 형질감염 24시간 후에 배지를 교체하고, 형질감염 72시간 후에 바이러스를 수득하였다. 렌티바이러스를 함유하는 상층액을 수집하고, 원심분리하여 세포 파편을 제거한 다음, 0.45 μm 필터를 통해 여과하였다. 렌티바이러스를 표준 초원심분리를 통해 펠렛화하고 차가운 PBS로 재현탁시켰다. 바이러스 역가(감염 단위 mL-1)가 결정되기 전에 FUW-GFP를 대조군으로 사용하여 GFP 발현을 모니터링하고 감염 다중도를 산출하였다. Plasmids containing Ascl1, Brn2, Myt1l, M2rtTA, apoE ε3, and apoE4 genes as well as lentiviral vectors (FUW-Ascl1, Brn2, Myt1l) containing psPAX2 and pMD2.G were constructed. HEK293T cells were cultured in DMEM medium containing 10% FBS and 1% P/S. The day before transfection, 2X10 7 cells were seeded in a 15 cm culture dish containing medium. The next day, cells were co-transfected with lentiviral constructs psPAX2, pMD2.G and lentiviral vector via calcium phosphate co-precipitation. The medium was changed 24 hours after transfection, and virus was obtained 72 hours after transfection. The supernatant containing lentivirus was collected, centrifuged to remove cell debris, and then filtered through a 0.45 μm filter. Lentivirus was pelleted via standard ultracentrifugation and resuspended in cold PBS. FUW-GFP was used as a control to monitor GFP expression and calculate the multiplicity of infection before the virus titer (infectious units mL -1 ) was determined.

<실험예 9> IGFBP3 과발현<Experimental Example 9> IGFBP3 overexpression

IGFBP3를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 전체 시퀀스를 PCR하여 TA 벡터에 삽입하였다. 그 후, 기존의 렌티바이러스 벡터와 라이게이션을 통해 IGFBP3 과발현 렌티바이러스 벡터를 제작하였다. 렌티바이러스 벡터와 IGFBP3 cDNA가 삽입된 TA 벡터는 EcoRI 제한효소로 처리한 후에 라이게이션되어 IGFBP3 과발현 벡터로 사용되었다. 상기에서 제작한 IGFBP3 과발현 벡터를 이용하여 렌티바이러스를 제조하였으며, 이를 세포에 형질감염시켜 IGFBP3의 발현을 유도하였다. The entire polynucleotide sequence encoding IGFBP3 was inserted into the TA vector by PCR. Afterwards, an IGFBP3 overexpression lentiviral vector was created through ligation with an existing lentiviral vector. The lentiviral vector and the TA vector into which IGFBP3 cDNA was inserted were treated with EcoRI restriction enzyme, then ligated and used as an IGFBP3 overexpression vector. Lentivirus was prepared using the IGFBP3 overexpression vector prepared above, and it was transfected into cells to induce the expression of IGFBP3.

실시예Example

<실시예 1> APOE4 발현이 유도된 유도신경세포에서의 알츠하이머병 관련 증상 확인<Example 1> Confirmation of Alzheimer's disease-related symptoms in induced neurons with induced APOE4 expression

AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4 발현을 유도하여 AD 신경세포 모델을 제작하였을 때, sAD 표현형이 나타나는지를 확인하기 위해, 유도신경세포에 렌티바이러스 감염 후 각각 7일째(아밀로이드 형성 초기 단계)부터 25일째까지, 그리고 14일째(아밀로이드 악화 단계)부터 25일째까지 독시사이클린을 처리하여 APOE4의 발현을 유도하였다(도 1A). To confirm whether the sAD phenotype appears when an AD neuron model was created by inducing APOE4 expression in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients, 7 days after lentivirus infection of the induced neurons (early stage of amyloid formation) Expression of APOE4 was induced by treatment with doxycycline from day 14 (amyloid deterioration stage) to day 25, and from day 14 (amyloid deterioration stage) to day 25 (Figure 1A).

1-1. APOE4 단백질 발현 수준1-1. APOE4 protein expression level

이에 대해 웨스턴 블롯을 수행하여 APOE4 단백질 발현 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포는 독시사이클린 처리 전에는 APOE4 단백질이 발현되지 않았으나, 독시사이클린 처리 후에는 APOE4 단백질이 발현되는 것을 확인하였다(도 1B). As a result of confirming the APOE4 protein expression level by performing Western blot, it was confirmed that induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts did not express APOE4 protein before doxycycline treatment, but APOE4 protein was expressed after doxycycline treatment ( Figure 1B).

1-2. 유도신경세포로부터의 신경세포 마커 발현 여부1-2. Expression of neuronal markers from induced neurons

면역형광 염색을 수행하여 유도신경세포의 신경세포 마커 발현을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4 발현을 유도하지 않거나(-APOE4), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 14)에는 TUJ1+, NEUN+ 마커(도 2A 및 도 3A) 및 MAP2+, VGLUT1+ 마커(도 2B 및 도 3B)가 발현되어 신경세포가 효율적으로 생성되었으나, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 7), TUJ1+, NEUN+ 마커(도 2A 및 도 3A) 및 MAP2+, VGLUT1+ 마커(도 2B 및 도 3B)의 수가 감소하는 것을 확인하였다. As a result of confirming the expression of neuronal markers in the induced neurons by performing immunofluorescence staining, APOE4 expression was not induced in the induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts (-APOE4) or when APOE4 was induced in the amyloid exacerbation stage. (+APOE4, day 14), TUJ1+, NEUN+ markers (Figures 2A and 3A) and MAP2+, VGLUT1+ markers (Figures 2B and 3B) were expressed and neurons were efficiently generated, but neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients When APOE4 was induced in induced neurons at the early stage of amyloid formation (+APOE4, day 7), the number of TUJ1+, NEUN+ markers (Figures 2A and 3A) and MAP2+, VGLUT1+ markers (Figures 2B and 3B) decreased. Confirmed.

이에 따라, APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하는 경우 신경세포 생성이 저해되는 것을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that neuronal production was inhibited when APOE4 was induced in the early stages of amyloid formation.

1-3. 아밀로이드 베타(amyloid-beta, Aβ)-42/40 비율 수준1-3. Amyloid-beta (Aβ)-42/40 ratio level

ELISA 분석을 수행하여 Aβ-42/40 비율을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4 발현을 유도하지 않거나(-APOE4; 도 4A), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때(+Dox, day 14; 도 4C)에는 Aβ-42/40 비율에 차이가 없었으나, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도시(+Dox, day 7; 도 4B) 특이적으로 Aβ-42/40 비율이 증가하는 것을 확인하였다. APOE 동형단백질인 APOE3 발현을 AD 환자 유래 유도신경세포에 유도하였을 때는 아밀로이드 형성 단계에 따라 Aβ-42/40 비율에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. As a result of confirming the Aβ-42/40 ratio by performing ELISA analysis, APOE4 expression was not induced in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients (-APOE4; Figure 4A), or when APOE4 was induced in the amyloid exacerbation stage. (+Dox, day 14; Figure 4C), there was no difference in the Aβ-42/40 ratio, but when APOE4 was induced in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts at the early stage of amyloid formation (+Dox, day 7), there was no difference in the Aβ-42/40 ratio. Figure 4B) It was confirmed that the Aβ-42/40 ratio specifically increased. When the expression of APOE3, an APOE isoform, was induced in AD patient-derived neurons, it was confirmed that there was no significant effect on the Aβ-42/40 ratio depending on the stage of amyloid formation.

1-4. 아밀로이드 올리고머 수준1-4. Amyloid oligomer levels

웨스턴 블롯을 수행하여 아밀로이드 올리고머 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4 발현을 유도하지 않았을 때(-APOE4; 도 5A)에는 아밀로이드 올리고머 수준이 현저히 낮았고, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 7; 도 5B) 및 APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 14; 도 5C)에는 아밀로이드 올리고머 수준이 증가하였다. 특히, APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계인 7일째에 유도하였을 때, 10일 이후 아밀로이드 올리고머가 급격히 증가하며, APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하는 경우 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때 대비 아밀로이드 올리고머 수준이 현저히 증가하는 것을 확인하였다.As a result of confirming the level of amyloid oligomers by performing Western blot, the level of amyloid oligomers was significantly low when APOE4 expression was not induced in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients (-APOE4; Figure 5A), and the level of amyloid oligomers was significantly low in fibers derived from AD patients. When APOE4 was induced in induced neurons differentiated from blast cells at the early stage of amyloid formation (+APOE4, day 7; Figure 5B) and when APOE4 was induced at the amyloid worsening stage (+APOE4, day 14; Figure 5C), amyloid Oligomer levels increased. In particular, when APOE4 is induced at the early stage of amyloid formation on day 7, amyloid oligomers rapidly increase after 10 days, and when APOE4 is induced at the early stage of amyloid formation, the level of amyloid oligomers increases significantly compared to when induced at the amyloid deterioration stage. It was confirmed that

1-5. 타우 단백질의 과인산화 수준1-5. Hyperphosphorylation levels of tau protein

면역형광 염색을 수행하여 타우 단백질의 과인산화 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 7), AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4 발현을 유도하지 않거나(-APOE4), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 14) 대비 타우 단백질의 과인산화 수준이 현저히 증가하는 것을 확인하였다(도 6).As a result of confirming the hyperphosphorylation level of tau protein by performing immunofluorescence staining, when APOE4 was induced in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts at the early stage of amyloid formation (+APOE4, day 7), AD patient-derived fibers It was confirmed that the hyperphosphorylation level of tau protein was significantly increased compared to when APOE4 expression was not induced in induced neurons differentiated from blast cells (-APOE4) or when APOE4 was induced in the amyloid worsening stage (+APOE4, day 14) ( Figure 6).

상기 실시예 1의 결과로부터, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포는 렌티바이러스 감염 후 7일째(아밀로이드 형성 초기 단계)에 APOE4를 유도하였을 때 sAD 표현형을 나타내며, APOE4를 유도하지 않거나, 렌티바이러스 감염 후 14일째(아밀로이드 악화 단계)에 APOE4를 유도하는 경우에는 sAD 표현형이 나타나지 않음을 확인하였다.From the results of Example 1, induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts show the sAD phenotype when APOE4 is induced at 7 days after lentivirus infection (early stage of amyloid formation), and do not induce APOE4 or lenti-induced It was confirmed that the sAD phenotype did not appear when APOE4 was induced 14 days after virus infection (amyloid exacerbation stage).

<실시예 2> APOE4 발현이 유도된 신경세포에서의 아밀로이드 형성 기간에 따른 알츠하이머병의 병리학적 검증<Example 2> Pathological verification of Alzheimer's disease according to the period of amyloid formation in nerve cells with induced APOE4 expression

AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 대해 독시사이클린 처리 기간을 조정하여, 렌티바이러스 감염 후 각각 7일째(아밀로이드 형성 초기 단계)부터 14일째까지 독시사이클린을 처리하여 APOE4의 발현을 유도하고(도 7), sAD 표현형이 나타나는지를 확인하였다.The doxycycline treatment period was adjusted for induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts, and the expression of APOE4 was induced by treating doxycycline from day 7 (early stage of amyloid formation) to day 14 after lentivirus infection, respectively (Figure 7 ), it was confirmed whether the sAD phenotype appears.

웨스턴 블롯을 수행하여 아밀로이드 올리고머 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도한 두 가지 경우 모두(도 1A의 +APOE4, day 7 및 도 7의 +APOE4, day 7-14), AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4 발현을 유도하지 않았거나(-APOE4), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 14) 대비 아밀로이드 올리고머 수준이 현저히 증가하는 것을 확인하였다(도 8).As a result of confirming the level of amyloid oligomers by performing Western blot, in both cases APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation in induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients (+APOE4, day 7 in Figure 1A and day 7 in Figure 7 +APOE4, day 7-14), compared to when APOE4 expression was not induced in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts (-APOE4) or when APOE4 was induced in the amyloid exacerbation stage (+APOE4, day 14) It was confirmed that the level of amyloid oligomers significantly increased (Figure 8).

이에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계인 렌티바이러스 감염 후 7일째~14일째에만 APOE4를 유도하여도 아밀로이드 올리고머 수준이 증가하여 sAD 표현형이 나타남을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that even if APOE4 was induced only on the 7th to 14th day after lentivirus infection, which is the early stage of amyloid formation, the level of amyloid oligomers increased and the sAD phenotype appeared.

<실시예 3> APOE4 효과의 중개인자 발굴<Example 3> Discovery of intermediaries for the APOE4 effect

상기 실시예 1의 아밀로이드 형성 초기 단계 및 아밀로이드 악화 단계에서 APOE4 발현이 유도된, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포의 전사체 분석을 수행하여, 유전자 발현 프로파일링을 확인하였다.Gene expression profiling was confirmed by performing transcriptome analysis of induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts in which APOE4 expression was induced in the early stage of amyloid formation and the amyloid worsening stage of Example 1.

그 결과, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 DEGs(differentially expressed genes)가 총 203개로 확인되었고(도 9), 전체적인 유전자 발현 패턴을 그래프로 확인하여(도 10), 유전적 발현 차이가 큰 15개의 유전자의 발현을 히트맵으로 나타내었다(도 11).As a result, a total of 203 DEGs (differentially expressed genes) were identified in the early stages of amyloid formation (Figure 9), and the overall gene expression pattern was confirmed graphically (Figure 10), showing the expression of 15 genes with large genetic expression differences. is shown as a heat map (Figure 11).

아밀로이드 형성 초기 단계에서 유전적 발현 차이가 큰 15개의 유전자 중 APOE4 효과의 중개인자로 IGFBP3 유전자를 발굴하였다.Among 15 genes with large genetic expression differences in the early stages of amyloid formation, the IGFBP3 gene was discovered as a mediator of the APOE4 effect.

<실시예 4> APOE4 효과의 중개인자 발현 억제를 통한 산발성 알츠하이머병 증상 개선 확인<Example 4> Confirmation of improvement in sporadic Alzheimer's disease symptoms through inhibition of APOE4 effect mediator expression

4-1. 아밀로이드 형성 초기 단계에서 IGFBP3의 발현 수준4-1. Expression level of IGFBP3 in the early stages of amyloid formation

상기 실시예 1의 APOE4 발현을 유도한 AD 신경세포 모델에서 RT-PCR을 수행하여 IGFBP3 mRNA의 발현 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 7), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하였을 때(+APOE4, day 14) 대비 시간 경과에 따른 IGFBP3 mRNA의 발현 수준이 현저히 증가하는 것을 확인하였다(도 12A). As a result of confirming the expression level of IGFBP3 mRNA by performing RT-PCR in the AD neuronal cell model in which APOE4 expression was induced in Example 1, APOE4 was induced in the induced neuronal cells differentiated from fibroblasts derived from AD patients at the early stage of amyloid formation. (+APOE4, day 7), it was confirmed that the expression level of IGFBP3 mRNA significantly increased over time compared to when APOE4 was induced in the amyloid worsening stage (+APOE4, day 14) (Figure 12A).

또한, 정상, PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자 또는 PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자 유래 유도신경세포에서 아밀로이드(6E10) 올리고머의 수준을 0, 5, 7, 10, 25일 별로 측정한 결과, 유도신경세포로 직접교차분화 후 7일째에 아밀로이드(6E10) 올리고머 수준이 현저히 증가하는 것을 확인하였다(도 19).In addition, as a result of measuring the level of amyloid (6E10) oligomers in induced neurons derived from normal, AD patients with PSEN1 mutation or AD patients with PSEN2 mutation for 0, 5, 7, 10, and 25 days, direct cross-differentiation into induced neurons was found. On the 7th day, it was confirmed that the level of amyloid (6E10) oligomers significantly increased (Figure 19).

이에 따라, IGFBP3의 발현 수준이 아밀로이드 형성 초기 단계에서 특이적으로 증가함을 확인하으며, 상기 아밀로이드 형성 초기 단계가 유도신경세포로 직접교차분화 후 7일인 것으로 특정하였다. Accordingly, it was confirmed that the expression level of IGFBP3 specifically increased in the early stage of amyloid formation, and the initial stage of amyloid formation was specified to be 7 days after direct cross-differentiation into induced nerve cells.

4-2. 아밀로이드 형성 초기 단계에서 IGFBP3의 발현 수준4-2. Expression level of IGFBP3 in the early stages of amyloid formation

RT-PCR을 수행하여 AD 환자 유래 섬유아세포 및 이로부터 분화된 유도신경세포에서 IGFBP3 mRNA의 발현 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포 간에는 IGFBP3 mRNA의 발현 수준이 차이가 없었으나, APOE ε3/4 보유 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에서는 IGFBP3 mRNA의 발현 수준이 현저히 증가하는 것을 확인하였다(도 12B).As a result of performing RT-PCR to confirm the expression level of IGFBP3 mRNA in fibroblasts derived from AD patients and induced neurons differentiated therefrom, there was no difference in the expression level of IGFBP3 mRNA between fibroblasts derived from AD patients, but APOE ε3/4 In induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients, the expression level of IGFBP3 mRNA was confirmed to be significantly increased (Figure 12B).

이에 따라, IGFBP3의 발현 수준이 APOE4 보유 AD 환자에서 특이적으로 증가함을 확인하였다. Accordingly, it was confirmed that the expression level of IGFBP3 was specifically increased in AD patients with APOE4.

4-3. 아밀로이드 형성 초기 단계에서 IGFBP3 발현 억제시 아밀로이드 형성 수준4-3. Levels of amyloid formation upon inhibition of IGFBP3 expression in the early stages of amyloid formation

상기 실시예 3에서 APOE4 효과의 중개인자로 발굴된 IGFBP3 유전자를 타겟으로 하는 shRNA를 제작하고, 이를 상기 실시예 1의 아밀로이드 형성 초기 단계 및 아밀로이드 악화 단계에서 APOE4 발현이 유도된, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 처리하여 sAD 표현형이 개선되는지를 확인하였다. An shRNA targeting the IGFBP3 gene, which was discovered as a mediator of the APOE4 effect in Example 3, was produced, and this was produced from fibroblasts derived from AD patients in which APOE4 expression was induced in the early stage of amyloid formation and the amyloid worsening stage in Example 1. It was confirmed whether the sAD phenotype was improved by treating differentiated induced neurons.

면역형광 염색을 수행하여 아밀로이드 형성 수준을 확인한 결과, PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하고 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 14 +sh IGFBP3) 대비 아밀로이드 형성 수준이 현저히 감소하는 것을 확인하였으며(도 13A 및 도 16), PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자(도 13B) 및 sAD(SDA) 환자(도 13C) 유래 세포군에서도 이와 동일한 결과가 확인되었다.As a result of confirming the level of amyloid formation by performing immunofluorescence staining, when APOE4 was induced in the induced neurons differentiated from fibroblasts derived from AD patients with PSEN1 mutation at the early stage of amyloid formation and treated with shRNA (+APOE4, day 7 +sh) IGFBP3), when APOE4 was induced in the amyloid worsening stage and treated with shRNA (+APOE4, day 14 +sh IGFBP3), the level of amyloid formation was confirmed to be significantly reduced compared to (Figures 13A and 16), AD patients with PSEN2 mutation The same results were confirmed in cell populations derived from (Figure 13B) and sAD (SDA) patients (Figure 13C).

상기의 결과를 수치화하여 아밀로이드 반점(puncta)의 수를 확인한 결과, PSEN1 돌연변이 보유 AD 환자(도 14A), PSEN2 돌연변이 보유 AD 환자 및 sAD(SDA) 환자(도 14B) 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포 모두 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 shRNA를 처리하였을 때, APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하고 shRNA를 처리하였을 때 대비 아밀로이드 puncta의 수가 현저히 감소하였다(도 14 및 도 17A). 반대로 IGFBP3를 과발현 하였을 때에는, 아밀로이드 puncta 수가 증가하여, IGFBP3를 타겟팅하여 sAD 표현형을 개선할 수 있음을 확인하였다(도 17B).As a result of quantifying the above results and confirming the number of amyloid puncta, induced nerves differentiated from fibroblasts derived from an AD patient with a PSEN1 mutation (Figure 14A), an AD patient with a PSEN2 mutation, and a sAD (SDA) patient (Figure 14B) When APOE4 was induced in the early stage of amyloid formation and treated with shRNA in all cells, the number of amyloid puncta was significantly reduced compared to when APOE4 was induced in the amyloid deterioration stage and treated with shRNA (Figures 14 and 17A). Conversely, when IGFBP3 was overexpressed, the number of amyloid puncta increased, confirming that targeting IGFBP3 could improve the sAD phenotype (Figure 17B).

또한, IGFBP3 유전자 외에 유전적 발현 차이가 큰 PRKCA, PRUNE2 또는 SPON1 유전자를 타겟으로 하는 shRNA를 처리하였을 때에는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 아밀로이드 puncta의 수가 큰 차이가 없음을 확인하였다(도 15).In addition, it was confirmed that there was no significant difference in the number of amyloid puncta in the early stages of amyloid formation when treated with shRNA targeting PRKCA, PRUNE2, or SPON1 genes, which have large genetic expression differences in addition to the IGFBP3 gene (FIG. 15).

이에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유전자 조절에 의한 sAD 표현형 개선은 IGFBP3 유전자를 타겟으로 하였을 때 특이적으로 나타나는 것임을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that the improvement of the sAD phenotype by gene regulation in the early stages of amyloid formation occurs specifically when targeting the IGFBP3 gene.

4-4. 아밀로이드 형성 초기 단계에서 IGFBP3 발현 억제시 타우 단백질의 과인산화 수준4-4. Hyperphosphorylation levels of tau protein upon inhibition of IGFBP3 expression in the early stages of amyloid formation.

IGFBP3 유전자를 타겟으로 하는 shRNA를 상기 실시예 1의 아밀로이드 형성 초기 단계 및 아밀로이드 악화 단계에서 APOE4 발현이 유도된, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 처리하였다.shRNA targeting the IGFBP3 gene was treated with induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts, in which APOE4 expression was induced in the early stage of amyloid formation and the aggravating stage of amyloid in Example 1.

면역형광 염색을 수행하여 타우 단백질의 과인산화 수준을 확인한 결과, AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에 APOE4를 아밀로이드 형성 초기 단계에서 유도하고 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), APOE4를 아밀로이드 악화 단계에서 유도하고 shRNA를 처리하였을 때(+APOE4, day 14 +sh IGFBP3) 대비 타우 단백질의 과인산화 수준이 현저히 감소하는 것을 확인하였다(도 18).As a result of confirming the hyperphosphorylation level of tau protein by performing immunofluorescence staining, APOE4 was induced in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts at the early stage of amyloid formation and treated with shRNA (+APOE4, day 7 +sh IGFBP3), when APOE4 was induced at the stage of amyloid deterioration and treated with shRNA, the hyperphosphorylation level of tau protein was confirmed to be significantly reduced compared to (+APOE4, day 14 +sh IGFBP3) (Figure 18).

이에 따라, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4 발현이 유도된 AD 환자 유래 섬유아세포로부터 분화된 유도신경세포에서 IGFBP3 유전자를 타겟팅하는 경우 타우 단백질의 과인산화 형성을 억제시킬 수 있음을 확인하였다.Accordingly, it was confirmed that targeting the IGFBP3 gene in induced neurons differentiated from AD patient-derived fibroblasts in which APOE4 expression was induced in the early stages of amyloid formation could inhibit the formation of hyperphosphorylation of tau protein.

상기 실시예의 결과로부터, 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포에서 IGFBP3를 억제하는 경우 아밀로이드 형성 수준, 아밀로이드 puncta 수 및 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시켜 sAD 표현형을 개선할 수 있음을 확인한바, IGFBP3 억제제를 sAD의 예방, 개선 또는 치료 용도로 제공할 수 있다.From the results of the above example, it was confirmed that inhibiting IGFBP3 in neurons expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation can improve the sAD phenotype by reducing the level of amyloid formation, the number of amyloid puncta, and the hyperphosphorylation level of tau protein. , IGFBP3 inhibitors can be provided for the prevention, improvement or treatment of sAD.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 다른 당 업자는 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 변경된 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 can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. In this regard, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be interpreted as including the meaning and scope of the patent claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the equivalent concept thereof are included in the scope of the present invention.

서열목록 전자파일 첨부Sequence list electronic file attached

Claims (17)

IGFBP3 억제제를 유효성분으로 포함하는, 산발성 알츠하이머병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease, comprising an IGFBP3 inhibitor as an active ingredient.
제1항에 있어서, 상기 산발성 알츠하이머병은 신경세포가 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현함에 따라 발병하는 것인, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the sporadic Alzheimer's disease develops when nerve cells express APOE4 in the early stages of amyloid formation.
제2항에 있어서, 상기 아밀로이드 형성 초기 단계는 아밀로이드의 축적으로 인해 시냅스 손상이 나타나기 전인 것인, 조성물.
The composition of claim 2, wherein the initial stage of amyloid formation is before synaptic damage appears due to accumulation of amyloid.
제1항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 서열번호 2의 염기서열을 표적으로 하는 것인, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the IGFBP3 inhibitor targets the base sequence of SEQ ID NO: 2.
제1항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 폴리뉴클레오티드 기반인 것인, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the IGFBP3 inhibitor is polynucleotide-based.
제5항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 siRNA, shRNA, miRNA, 안티센스 올리고뉴클레오타이드 및 앱타머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 조성물.
The composition of claim 5, wherein the IGFBP3 inhibitor is at least one selected from the group consisting of siRNA, shRNA, miRNA, antisense oligonucleotide, and aptamer.
제6항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 shRNA인 것인, 조성물.
The composition of claim 6, wherein the IGFBP3 inhibitor is shRNA.
제5항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 서열번호 3 및 4의 염기서열을 포함하는 것인, 조성물.
The composition of claim 5, wherein the IGFBP3 inhibitor comprises the base sequences of SEQ ID NOs: 3 and 4.
제1항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포의 아밀로이드 형성 수준을 감소시키는 것인, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the IGFBP3 inhibitor reduces the level of amyloid formation in nerve cells expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation.
제1항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포의 아밀로이드 반점(puncta) 수를 감소시키는 것인, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the IGFBP3 inhibitor reduces the number of amyloid puncta in nerve cells expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation.
제1항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 아밀로이드 형성 초기 단계에서 APOE4를 발현하는 신경세포의 타우 단백질의 과인산화 수준을 감소시키는 것인, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the IGFBP3 inhibitor reduces the hyperphosphorylation level of tau protein in nerve cells expressing APOE4 in the early stages of amyloid formation.
IGFBP3 억제제를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 산발성 알츠하이머병의 예방 또는 치료 방법.
A method for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease, comprising administering a pharmaceutical composition containing an IGFBP3 inhibitor as an active ingredient to a subject other than a human.
제12항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 서열번호 2의 염기서열을 표적으로 하는 것인, 방법.
The method of claim 12, wherein the IGFBP3 inhibitor targets the base sequence of SEQ ID NO: 2.
제12항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 폴리뉴클레오티드 기반인 것인, 방법.
The method of claim 12, wherein the IGFBP3 inhibitor is polynucleotide-based.
제14항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 siRNA, shRNA, miRNA, 안티센스 올리고뉴클레오타이드 또는 앱타머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 방법.
The method of claim 14, wherein the IGFBP3 inhibitor is at least one selected from the group consisting of siRNA, shRNA, miRNA, antisense oligonucleotide, or aptamer.
제15항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 shRNA인 것인, 방법.
The method of claim 15, wherein the IGFBP3 inhibitor is shRNA.
제14항에 있어서, 상기 IGFBP3 억제제는 서열번호 3 및 4의 염기서열을 포함하는 것인, 방법.The method of claim 14, wherein the IGFBP3 inhibitor comprises the base sequences of SEQ ID NOs: 3 and 4.
KR1020220181881A 2022-12-22 A Composition for preventing or treating sporadic Alzheimer's disease inducing inhibitor of Insulin-like growth factor-binding protein 3 and uses thereof KR20240101972A (en)

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