WO2011049322A2 - Method for detecting methylation of breast cancer-specific methylation marker gene for breast cancer diagnosis - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for detecting the methylation of a breast cancer-specific methylation marker gene for breast cancer diagnosis, and more particularly, to a method which involves detecting methylation of a breast cancer-specific methylation marker gene which is methylated specifically in a breast cancer cell, and provides information for the diagnosis of breast cancer or the stage of progression of breast cancer. When the methylation detection method of the present invention is used together with a diagnosis composition, a kit, and a nucleic acid chip, more accurate and quicker early diagnosis of breast cancer can be facilitated as compared to conventional methods, the stage of progression of breast cancer can be checked, and a non-invasive serum sample is made available, to thereby diagnose breast cancer in a more simple and accurate manner.

Description

유방암 진단을 위한 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 메틸화 검출방법 Method for detecting methylation of breast cancer specific methylation marker gene for breast cancer diagnosis
본 발명은 유방암 진단을 위한 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 메틸화 검출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유방암 세포에서 특이적으로 메틸화되는 유방암 특이적 마커 유전자의 메틸화를 검출하여 유방암 또는 그 진행단계 진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a methylation detection method of a breast cancer specific methylation marker gene for breast cancer diagnosis, and more particularly, to detect a methylation of a breast cancer specific marker gene that is specifically methylated in breast cancer cells to diagnose breast cancer or its advanced stage diagnosis. It relates to a method for providing information for.
유방암은 유방에 생기는 악성 종양을 말하며, 대부분 유즙(모유)를 만드는 조직이나 유즙이 밖으로 나오는 관에서 가장 바깥쪽 세포인 상피세포에서 암세포로의 변이가 생겨 발생하는 것으로 알려져 있다. 유방암은 선진국 여성들에게 가장 많이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 우리나라의 경우 위암 다음으로 많은 암이다. 또한, 위암, 간암, 자궁암, 폐암에 이어 다섯 번째로 사망률이 높은 암으로 서양에서와 마찬가지로 빈도가 매년 증가하는 추세이다. Breast cancer is a malignant tumor of the breast, and it is known to be caused by a transition from cancer cells to epithelial cells, which are the outermost cells in tissues or milk tubes that make milk (milk). Breast cancer is known to occur most frequently among women in developed countries, and Korea is the second most common cancer after stomach cancer. In addition, it is the fifth highest mortality cancer after stomach cancer, liver cancer, uterine cancer, and lung cancer.
이러한 유방암의 증가추세는 식생활의 변화나, 서구식 생활, 첫월경이 어려지는 추세라든지 아이를 적게 낳고, 수유를 피하며 피임약을 사용하는 등 생활패턴의 변화에 기인할 가능성이 높다. 이와 같은 현상은 이웃 일본에도 현저하여 일본여성에게서 가장 흔한 암은 유방암이 되었으며, 우리나라도 머지않아 유방암이 자궁암을 추월하여 여성암에서 수위를 차지하리라는 추측은 그리 어렵지 않다.This increase in breast cancer is likely to be due to changes in lifestyle, such as changes in diet, Western lifestyles, the first menstruation, or fewer births, avoiding lactation, and using birth control pills. This phenomenon is remarkable in neighboring Japan, and the most common cancer in Japanese women has become breast cancer, and it is not difficult to predict that breast cancer will overtake uterine cancer and occupy the level in female cancer in the near future.
특히, 우리나라 유방암의 특징은 서구에서는 주로 50대에 발병하는 것과는 달리 40대에 빈도가 높아 비교적 젊은 연령층에서 유방암이 많이 발생한다는 점이다. 따라서 서구의 유방암 관리 지침과는 다른 우리나라에 맞는 유방암 관리 지침서가 필요하다.In particular, the characteristics of breast cancer in Korea is that the frequency of breast cancer is relatively high in the 40's, unlike the prevalence in the 50's in the West. Therefore, a breast cancer management guideline suitable for Korea, which is different from the western breast cancer management guideline, is needed.
유방암은 조기에 진단하여 조기에 치료하면 타 암종에 비하여 좋은 결과를 기대할 수 있는 암으로 무엇보다 조기진단이 중요하다. 유방암을 조기에 발견할 경우 10년 생존율이 약 85% 이상이라고 알려져 있으며, 또한 일부만 절제하기 때문에 유방을 보존할 수도 있다. 암이라고 하면 흔히 몸이 피곤해지거나 식욕이 없고 빈혈이 일어나는 등의 증세가 나타나는 것으로 생각하기 쉬우나, 유방암의 초기에는 이런 증세가 전혀 없으며, 유방이나 응어리가 아픈 경우도 없다. 때문에 깨닫지 못하는 수도 많고, 어지간히 커진 응어리로 발견되는 경우도 많다. 따라서, 환자의 생존 기간을 늘이려면 병변 범위가 작을 때 조기 진단하는 것이 가장 좋은 방법이므로, 기존의 각종 유방암 진단 방법보다 효율적인 진단 방법, 즉 조기 진단이 가능하고, 대용량으로 검체를 처리할 수 있으며, 민감도 및 특이도가 높은 유방암 특이적 바이오마커의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Breast cancer is a cancer that can be diagnosed early and treated early. Therefore, early diagnosis is important. Early detection of breast cancer is known to have a 10-year survival rate of about 85% or more. It is easy to think of cancer as symptoms such as tiredness, lack of appetite, and anemia, but there are no such symptoms in the early stages of breast cancer, and no breast or core pain. Because of this, many people do not realize, and many are found to be quite large cores. Therefore, in order to increase the survival time of patients, early diagnosis is the best method when the lesion range is small. Therefore, the diagnosis method is more efficient than the conventional methods for diagnosing breast cancer. The development of breast cancer specific biomarkers with high sensitivity and specificity is urgently needed.
이에, 최근에는 DNA 메틸화 측정을 통하여 암을 진단하는 방법들이 제시되고 있는데, DNA 메틸화는 주로 특정 유전자의 프로모터 부위의 CpG 섬(CpG island)의 시토신(cytosine)에서 일어나고, 그로 인하여 전사 인자의 결합이 방해를 받게 되어 특정 유전자의 발현이 차단되는 것으로서, 종양 억제 유전자의 프로모터 CpG 섬의 메틸화를 검색하는 것이 암 연구에 큰 도움이 되며, 이를 메틸화 특이 PCR(methylation specific PCR, 이하, "MSP"라고 함)이나 자동 염기 분석 등의 방법으로 검사하여 암의 진단과 스크리닝 등에 이용하려는 시도가 활발하게 이루어지고 있다.Recently, methods for diagnosing cancer through DNA methylation measurement have been proposed. DNA methylation mainly occurs in the cytosine of CpG island of the promoter region of a specific gene, thereby binding of transcription factors. As a result of being disturbed, the expression of a specific gene is blocked, and detection of methylation of the promoter CpG island of a tumor suppressor gene is a great help in cancer research, which is called methylation specific PCR (MSP). Attempts to diagnose cancer screening and screening by using methods such as) and automatic base analysis have been actively conducted.
프로모터 CpG 섬의 메틸화가 발암을 직접 유발하는지, 또는 발암의 2차적인 변화를 일으키는지에 대해 논란이 있으나, 여러 암에서 종양 억제 유전자(tumor suppressor gene), DNA 수선 유전자(DNA repair gene), 세포 주기 조절 유전자 등이 과메틸화(hyper-methylation)되어 있어 이들 유전자의 발현이 차단되어 있다는 것이 확인되었으며, 특히 암 발생의 초기 단계에서 특정 유전자의 프로모터 부위에 과메틸화가 일어난다는 것이 알려져 있다. Although methylation of the promoter CpG islands directly causes carcinogenesis or causes secondary changes in carcinogenesis, tumor suppressor genes, DNA repair genes, and cell cycles in many cancers are controversial. It has been confirmed that the expression of these genes is blocked due to hyper-methylation of regulatory genes. In particular, it is known that hypermethylation occurs at the promoter region of specific genes at an early stage of cancer development.
따라서, 종양 관련 유전자의 프로모터 메틸화가 암의 중요한 지표이며, 이를 암의 진단 및 조기 진단, 발암 위험의 예측, 암의 예후 예측, 치료 후 추적 조사, 항암 요법에 대한 반응 예측 등 다방면으로 이용할 수 있다. 실제 혈액이나 객담, 침, 대변, 소변 등에서 종양 관련 유전자의 프로모터 메틸화를 조사하여 각종 암 진료에 사용하려는 시도가 최근 활발하게 이루어지고 있다 (Esteller, M. et al., Cancer Res., 59:67, 1999; Sanchez-Cespedez, M. et al., Cancer Res., 60:892, 2000; Ahlquist, D.A. et al., Gastroenterol., 119:1219, 2000). Therefore, promoter methylation of tumor-related genes is an important indicator of cancer, which can be used in many ways, such as diagnosis and early diagnosis of cancer, prediction of carcinogenic risk, prediction of cancer prognosis, follow-up treatment, and prediction of response to anticancer therapy. . Attempts have recently been made to investigate the promoter methylation of tumor-related genes in blood, sputum, saliva, feces, and urine and use them in various cancer treatments (Esteller, M. et al., Cancer Res., 59:67) . , 1999; Sanchez-Cespedez, M. et al., Cancer Res. , 60: 892, 2000; Ahlquist, DA et al., Gastroenterol ., 119: 1219, 2000).
이에, 본 발명자들은 조기 진단, 발암 위험 또는 암의 예후 예측 등이 가능한 효과적인 유방암 특이적 메틸화 마커를 개발하고자 예의 노력한 결과, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자가 유방암세포에서 특이적으로 메틸화되어 있으며, 이를 바이오마커로 이용하여 메틸화 정도를 측정함으로써 유방암을 진단할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop an effective breast cancer specific methylation marker capable of early diagnosis, risk of cancer, or predicting the prognosis of cancer, and as a result, the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene is specific to breast cancer cells. It has been methylated, and it was confirmed that breast cancer can be diagnosed by measuring the degree of methylation using this as a biomarker, thereby completing the present invention.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명의 주된 목적은 유방암 진단에 효과적으로 사용될 수 있는 유방암에서 특이적으로 메틸화되는 유방암 특이적 메틸화 바이오마커를 제공하고, 이를 이용하여 조기에 유방암을 진단하기 위한 정보를 제공하는 데 있다. It is a main object of the present invention to provide a breast cancer specific methylated biomarker that is specifically methylated in breast cancer that can be effectively used for breast cancer diagnosis, and to provide information for early diagnosis of breast cancer using the same.
본 발명의 다른 목적은 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자인 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 메틸화 검출방법 및 이를 이용한 유방암 진단용 키트 및 핵산 칩을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for detecting methylation of an OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene, which is a breast cancer specific methylation marker gene, and a kit and a nucleic acid chip for diagnosing breast cancer using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 유방암 진단을 위한, 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 메틸화 검출방법을 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a method for detecting methylation of a breast cancer specific methylation marker gene for the diagnosis of breast cancer, comprising the following steps:
(a) DNA를 함유한 임상샘플을 준비하는 단계; 및(a) preparing a clinical sample containing DNA; And
(b) 상기 임상샘플의 DNA로부터 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬의 메틸화를 검출하는 단계.(b) detecting methylation of the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene from the DNA of the clinical sample.
본 발명은 또한, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 함유하는 유방암 진단용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for diagnosing breast cancer containing the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene.
본 발명은 또한, 다음 단계를 포함하는 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 메틸화 검출을 통한 유방암의 진단방법을 제공한다:The present invention also provides a method for diagnosing breast cancer through methylation detection of a breast cancer specific methylation marker gene comprising the following steps:
(a) DNA를 함유한 임상샘플을 준비하는 단계; 및(a) preparing a clinical sample containing DNA; And
(b) 상기 임상샘플의 DNA로부터 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬이 메틸화된 것으로 검출되는 경우 유방암 또는 그 진행단계인 것으로 진단하는 단계.(b) diagnosing breast cancer or its progression if the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene is detected as methylated from the DNA of the clinical sample.
본 발명은 또한, 유방암 진단을 위한 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬의 용도를 제공한다. The present invention also provides the use of the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene for the diagnosis of breast cancer.
본 발명은 또한, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 포함하는 단편을 증폭하기 위한 PCR 프라이머쌍과 상기 프라이머쌍에 의하여 증폭된 PCR 산물을 파이로시퀀싱하기 위한 시퀀싱 프라이머를 함유하는 유방암 진단용 키트를 제공한다.The present invention also provides PCR primer pairs for amplifying fragments comprising CpG islands of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene and sequencing for pyro sequencing the PCR products amplified by the primer pairs. Provided are a kit for diagnosing breast cancer containing a primer.
본 발명은 또한, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 포함하는 단편과 엄격한 조건하에서 하이브리다이제이션할 수 있는 프로브가 고정되어 있는 유방암 진단용 핵산 칩을 제공한다.The present invention also provides a nucleic acid chip for diagnosing breast cancer in which a fragment comprising a CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene and a probe capable of hybridizing under strict conditions are immobilized.
본 발명의 다른 특징 및 구현예는 다음의 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위로부터 더욱 명백해 질 것이다.Other features and embodiments of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the appended claims.
도 1은 유방암 조직과 인접한 정상소견 조직의 CpG 마이크로어레이 분석과 디메틸화에 의해 재발현되는 유전자의 비교선별과정을 통하여 유방암 진단을 위한 메틸화 바이오마커를 발굴하는 과정을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a process of discovering a methylated biomarker for diagnosing breast cancer through CpG microarray analysis and comparative selection of genes that are re-expressed by dimethylation.
도 2는 유방암 세포주 및 정상 유방조직에서 1개의 메틸화 유전자의 파이로시퀀싱을 통한 정량적인 메틸화 정도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the degree of quantitative methylation through pyro sequencing of one methylation gene in breast cancer cell lines and normal breast tissue.
도 3은 유방암 조직 및 이와 연접하는 정상소견 조직에서 OTP 유전자의 메틸화 정도를 측정한 것이다.Figure 3 is a measure of the degree of methylation of OTP gene in breast cancer tissue and normal finding tissue connected to it.
도 4는 ROC 커브 분석을 수행하여 유방암 진단 능력을 측정한 것이다.4 is a measure of breast cancer diagnosis ability by performing ROC curve analysis.
발명의 상세한 설명 및 바람직한 구현예Detailed Description of the Invention and Preferred Embodiments
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.
본 발명은 유방암에서 특이적으로 디메틸화에 의해서 발현이 증가하는 유전자인 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 바이오마커로서 사용하는 것으로서, 이에 본 발명은 일 관점에서 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자인 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 함유하는 유방암 진단용 조성물에 관한 것이다.The present invention uses the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene, which is a gene whose expression is increased by dimethylation, is a biomarker. The present invention relates to a composition for diagnosing breast cancer containing the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene, which is a breast cancer specific methylation marker gene.
본 발명에 있어서, 상기 CpG섬은 상기 OTP 유전자의 인트론(intron) 영역은 존재하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이때, 상기 인트론 영역은 전사개시점을 기준으로볼 때, +2001nt부터 +2200nt까지의 서열로, 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the CpG island may be characterized in that the intron (intron) region of the OTP gene is present, wherein the intron region from + 2001nt to + 2200nt based on the transcription start point As a sequence, it may be characterized by including the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
본 발명에서는 유방암세포조직에서 과메틸화되어 있는 유전자 및 디메틸화에 의하여 재활성화되는 유전자들 중, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자가 유방암 진단에 유용함을 확인하였으며, 본 발명에 따른 메틸화 마커 유전자를 스크리닝하는 방법은 다음 단계를 포함한다: (a) 형질전환 세포 및 비형질전환 세포로부터 게놈 DNA를 분리하는 단계; (b) 상기 분리된 게놈 DNA로부터 메틸화된 DNA에 결합하는 단백질과 반응시켜 메틸화된 DNA를 분리하는 단계; 및 (c) 상기 메틸화된 DNA를 증폭시킨 후, CpG 마이크로어레이에 하이브리다이제이션한 다음, 정상 세포와 암 세포 간 메틸화 정도의 차이가 가장 큰 유전자를 메틸화 마커 유전자로 선정하는 단계; (d) 유방암 세포주에 디메틸화제를 처리하여 발현이 증가하는 유전자를 선별하는 단계; (e) (c)와 (d)의 유전자 목록을 비교하여 공통되는 유전자를 메틸화 바이오마커 후보유전자로 결정하는 단계.In the present invention, among genes hypermethylated in breast cancer tissue and genes reactivated by dimethylation, the OTP gene (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene was found to be useful for diagnosing breast cancer. The method for screening a methylated marker gene according to comprises the steps of: (a) separating genomic DNA from transformed and non-transformed cells; (b) separating the methylated DNA from the separated genomic DNA by reacting with a protein that binds to the methylated DNA; And (c) amplifying the methylated DNA, hybridizing to a CpG microarray, and then selecting a gene having a greatest difference in methylation degree between normal cells and cancer cells as a methylation marker gene; (d) treating the breast cancer cell line with a dimethylating agent to select genes with increased expression; (e) comparing the gene lists of (c) and (d) to determine common genes as methylated biomarker candidate genes.
상기 메틸화 바이오 마커 유전자의 선별방법으로 유방암뿐만 아니라, 유방암으로 진행 중인 여러 이형증 단계에서 다양하게 메틸화되는 유전자를 찾아낼 수 있으며, 선별된 유전자는 유방암 스크리닝, 위험성 평가, 예측, 병명 확인, 병의 단계 진단 및 치료 타겟의 선정에도 사용될 수 있다. As a screening method of the methylated biomarker gene, not only breast cancer but also various methylated genes can be found in various stages of dysplasia progressing to breast cancer, and the selected genes can be screened for breast cancer, risk assessment, prediction, disease identification, and disease stage. It can also be used to select diagnostic and therapeutic targets.
유방암 및 여러 단계의 이상에서 메틸화되는 유전자를 확인하는 것은 정확하고 효과적으로 유방암을 조기 진단할 수 있게 하며, 다중 유전자를 사용한 메틸화 목록 확립 및 치료를 위한 새로운 타겟을 확인할 수 있다. 추가로, 본 발명에 따른 메틸화 데이터는 다른 비-메틸화 연관 바이오 마커 검출 방법과 연계하면 더욱 정확한 유방암 진단 시스템을 확립할 수 있을 것이다.Identifying genes methylated in breast cancer and at various stages of abnormality enables early and accurate diagnosis of breast cancer and can identify new targets for establishing and treating methylation lists using multiple genes. In addition, methylation data according to the present invention will be able to establish a more accurate breast cancer diagnosis system in conjunction with other non-methylated associated biomarker detection methods.
본 발명의 상기 방법으로, 검체로부터 얻어진 하나 이상의 핵산 바이오 마커의 메틸화 단계를 결정하는 것을 포함하는 여러 단계 또는 기(期)의 유방암 진행을 진단할 수 있다. 유방암의 각 단계의 검체에서 분리된 핵산의 메틸화 단계를 유방 조직의 세포 증식성 이상을 갖지 않는 검체로부터 얻어진 하나 이상의 핵산의 메틸화 단계와 비교하여, 검체의 유방암의 특정 단계를 확인할 수 있으며, 상기 메틸화 단계는 하이퍼메틸화일 수 있다.With the methods of the present invention, one can diagnose breast cancer progression at various stages or stages, including determining the methylation stage of one or more nucleic acid biomarkers obtained from a sample. The methylation of nucleic acid isolated from a sample of each stage of breast cancer can be compared to the methylation of one or more nucleic acids obtained from a sample that does not have cell proliferative abnormalities of breast tissue, thereby identifying the specific stage of breast cancer of the sample, wherein the methylation The step may be hypermethylation.
본 발명의 일례로, 핵산은 유전자의 조절 부위에서 메틸화될 수 있다. 다른 예로, 메틸화는 유전자의 조절 부위의 외곽에서부터 시작되어 내부로 진행되기 때문에, 조절 부위의 외곽에서 메틸화를 검출하는 것으로 세포 형질전환에 관여하는 유전자를 조기 진단할 수 있다.In one example of the invention, the nucleic acid may be methylated at the regulatory site of a gene. As another example, since methylation starts from the outside of the regulatory region of the gene and proceeds to the inside, detection of methylation at the outside of the regulatory region enables early diagnosis of genes involved in cellular transformation.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 메틸화 유전자 마커를 이용하여 유방암을 형성할 가능성이 있는 세포의 조기 진단이 가능하다. 암세포에서 메틸화된다고 확인된 유전자가 임상적으로 또는 형태학적으로 정상으로 보이는 세포에서 메틸화되면, 상기 정상으로 보이는 세포는 암화가 진행되고 있는 것이다. 그러므로, 정상으로 보이는 세포에서의 유방암 특이적 유전자가 메틸화를 확인함으로, 유방암을 조기 진단할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the methylation gene marker can be used for early diagnosis of cells likely to form breast cancer. When a gene identified to be methylated in cancer cells is methylated in cells that appear clinically or morphologically normal, the cells that appear to be normal are in progress of cancer. Therefore, breast cancer specific genes in cells that appear to be normal confirm methylation, thereby allowing early diagnosis of breast cancer.
본 발명의 메틸화 마커 유전자를 이용하면, 검체에서 유방 조직의 세포 성장성 이상(이형증진행)을 검출할 수 있다. 상기 방법은 검체로부터 분리한 하나 이상의 핵산을 포함하는 시료를 하나 이상의 메틸화 상태를 결정할 수 있는 제제와 접촉시키는 것을 포함한다. 상기 방법은 하나 이상의 핵산에서 하나 이상의 부위의 메틸화 상태를 확인하는 것을 포함하고, 상기 핵산의 메틸화 상태는 유방 조직의 세포 성장성 이상 (이형증 진행)을 가지지 않는 검체의 핵산에서의 동일한 부위의 메틸화 상태와 차이가 있는 것을 특징으로 할 수 있다.By using the methylation marker gene of the present invention, it is possible to detect cell growth abnormality (heterogeneous progression) of breast tissue in a specimen. The method includes contacting a sample comprising one or more nucleic acids isolated from a sample with an agent capable of determining one or more methylation states. The method includes identifying the methylation status of one or more sites in one or more nucleic acids, wherein the methylation status of the nucleic acid is determined by the methylation status of the same site in the nucleic acid of the sample that does not have cell growth abnormalities (progressive dysplasia) of breast tissue. It may be characterized by a difference.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 유방암에서 특이적으로 메틸화되는 유전자의 메틸화 빈도를 검토하고, 유방암 진행 가능성을 가지는 조직의 메틸화 빈도를 정하는 것에 의하여 조직의 유방암으로의 발전 가능성을 평가할 수 있다.In another embodiment of the present invention, by examining the methylation frequency of the gene specifically methylated in breast cancer, and by determining the methylation frequency of the tissue having the possibility of breast cancer progression, the possibility of tissue development into breast cancer can be evaluated.
따라서, 본 발명은 다른 관점에서, 다음 단계를 포함하는 유방암 진단을 위한, 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 메틸화 검출방법에 관한 것이다:Thus, in another aspect, the present invention relates to a method for detecting methylation of a breast cancer specific methylation marker gene for diagnosing breast cancer comprising the following steps:
(a) DNA를 함유한 임상샘플을 준비하는 단계; 및(a) preparing a clinical sample containing DNA; And
(b) 상기 임상샘플의 DNA로부터 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬의 메틸화를 검출하는 단계.(b) detecting methylation of the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene from the DNA of the clinical sample.
본 발명에 있어서, 상기 (b)단계는 OTP 유전자의 인트론 부위의 CpG의 메틸화를 검출하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이때 OTP 유전자의 인트론 영역은 전사개시점을 기준으로볼 때, +2001nt부터 +2200nt까지의 서열로, 상기 인트론은 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the step (b) may be characterized by detecting the methylation of the CpG of the intron region of the OTP gene, wherein the intron region of the OTP gene from + 2001nt + based on the transcription start point In sequence up to 2200nt, the intron may be characterized by including the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
본 발명에 있어서, 상기 (b)단계의 메틸화 검출단계는 PCR, 메틸화 특이 PCR(methylation specific PCR), 실시간 메틸화 특이 PCR(real time methylation specific PCR), 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR, 정량 PCR, DNA 칩, 파이로시퀀싱 및 바이설파이트 시퀀싱으로 구성된 군에서 선택되는 방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 임상 샘플은 암 의심 환자 또는 진단 대상 유래의 조직, 세포, 유즙, 혈액, 혈장 및 소변으로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the methylation detection step of step (b) includes PCR, methylation specific PCR, real time methylation specific PCR, PCR using methylated DNA specific binding protein, quantitative PCR , DNA chip, pyro sequencing and bisulfite sequencing may be performed by a method selected from the group consisting of. In addition, the clinical sample may be characterized in that selected from the group consisting of tissue, cells, milk, blood, plasma and urine suspected cancer or a diagnosis target, but is not limited thereto.
본 발명에 있어서, 일례로 상기 유전자의 인트론 부위의 메틸화 여부를 검출하는 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다: (a) DNA를 함유한 임상샘플을 준비하는 단계; (b) 상기 임상샘플로부터 DNA를 분리하는 단계; (c) 상기 분리된 DNA를 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 인트론의 CpG섬을 포함하는 단편을 증폭할 수 있는 프라이머를 사용하여 증폭하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 증폭된 결과물의 생성 유무를 근거로 인트론의 메틸화 여부를 결정하는 단계. In the present invention, as an example, the method for detecting whether the intron portion of the gene is methylated may include the following steps: (a) preparing a clinical sample containing DNA; (b) isolating DNA from the clinical sample; (c) amplifying the separated DNA using a primer capable of amplifying a fragment comprising a CpG island of an intron of an OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene; And (d) determining whether the intron is methylated based on the presence or absence of the amplified product produced in step (c).
다른 예로, 본 발명에서는 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 메틸화 상태를 키트를 이용하여 검출하는 것에 의하여, 검체에 존재하는 유방 조직의 세포 성장성 이상(이형증)을 진단할 수 있다.As another example, in the present invention, by detecting the methylation status of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene using a kit, it is possible to diagnose abnormalities in cell growth (dysplasia) of breast tissue present in a specimen. have.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 포함하는 단편을 증폭하기 위한 PCR 프라이머쌍과 상기 프라이머쌍에 의하여 증폭된 PCR 산물을 파이로시퀀싱하기 위한 시퀀싱 프라이머를 함유하는 유방암 진단용 키트에 관한 것이다.Accordingly, in another aspect, the present invention provides a method for sequencing a PCR primer pair for amplifying a fragment containing a CpG island of an OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene and a PCR product amplified by the primer pair. The present invention relates to a kit for diagnosing breast cancer containing a sequencing primer for sequencing.
본 발명에 있어서, 상기 PCR 프라이머쌍은 서열번호 2 및 3으로 표시되는 염기서열인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the PCR primer pair may be characterized in that the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 and 3.
본 발명에 있어서 또한, 상기 시퀀싱 프라이머는 서열번호 4로 표시되는 염기서열인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the sequencing primer may be characterized in that the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 4.
다른 예로, 본 발명에서는 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 메틸화 상태를 핵산 칩을 이용하여 검출하는 것에 의하여, 검체에 존재하는 유방 조직의 세포 성장성 이상(이형증)을 진단할 수 있다.In another embodiment, in the present invention, by detecting the methylation status of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene using a nucleic acid chip, a cell growth abnormality (dysplasia) of breast tissue present in a specimen may be diagnosed. Can be.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 포함하는 단편과 엄격한 조건하에서 하이브리다이제이션할 수 있는 프로브가 고정되어 있는 유방암 진단용 핵산 칩에 관한 것이다.Accordingly, in another aspect, the present invention provides a nucleic acid chip for diagnosing breast cancer in which a fragment including a CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene and a probe capable of hybridizing under stringent conditions are immobilized. It is about.
본 발명에 있어서, 상기 OTP 유전자는 적어도 하나의 메틸화된 CpG 디뉴클레오티드를 함유하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 또한, 상기 CpG섬은 OTP 유전자의 인트론 부위에 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 상기 OTP 유전자의 인트론 영역은 전사개시점을 기준으로볼 때, +2001nt부터 +2200nt까지의 서열로, 상기 인트론은 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the OTP gene may be characterized in that it contains at least one methylated CpG dinucleotide, the CpG island may be characterized in that in the intron region of the OTP gene. In this case, the intron region of the OTP gene may be a sequence from + 2001nt to + 2200nt, based on a transcription start point, and the intron may include a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
본 발명에 있어서, 상기 프로브는 서열번호 5 내지 9로 표시되는 염기서열로 구성되는 군에서 선택된 것임을 특징으로 할 수 있으며, 그 구체적인 서열은 다음과 같다.In the present invention, the probe may be characterized in that it is selected from the group consisting of nucleotide sequences represented by SEQ ID NO: 5 to 9, the specific sequence is as follows.
Probe 1: 5’-ctgtatcgag ttatctcctt ctctacccgg-3’ (서열번호 5) Probe 1: 5’-ctgtatcgag ttatctcctt ctctacccgg-3 ’(SEQ ID NO: 5)
Probe 2: 5’-acacgcaagg cccgtctccg gccag-3’ (서열번호 6)Probe 2: 5’-acacgcaagg cccgtctccg gccag-3 ’(SEQ ID NO: 6)
Probe 3: 5’-acacgcaagg cccgtctccg gccagtatag cgacatcccg gaagaagctc-3’ (서열번호 7)Probe 3: 5’-acacgcaagg cccgtctccg gccagtatag cgacatcccg gaagaagctc-3 ’(SEQ ID NO: 7)
Probe 4: 5’-aagcccggcg ttgtcgggct acagggttcg cctcctccgc ctgagaaggc aacctcagcg-3’ (서열번호 8)Probe 4: 5’-aagcccggcg ttgtcgggct acagggttcg cctcctccgc ctgagaaggc aacctcagcg-3 ’(SEQ ID NO: 8)
Probe 5: 5’-ctgtatcgag ttatctcctt ctctacccgg aaactggtcc ccatcgccat cccccaatgg acacgcaagg cccgtctccg gccagtatag cgacatcccg gaagaagctc ctcaaaatcg aagcccggcg ttgtcgggct acagggttcg cctcctccgc ctgagaaggc aacctcagcg cccccccggg cggcccagcc-3’ (서열번호 9) Probe 5: 5'-ctgtatcgag ttatctcctt ctctacccgg aaactggtcc ccatcgccat cccccaatgg acacgcaagg cccgtctccg gccagtatag cgacatcccg gaagaagctc ctcaaaatcg aagcccggcg ttgtcgggct acagggttcg cctctccccc cc accgaga
본 발명의 진단용 키트 또는 핵산 칩을 이용하면 검체의 유방 조직의 세포 성장성 이상 성향(이형증 진행도)을 결정할 수 있다. 상기 방법은 검체로부터 분리한 하나 이상의 핵산의 메틸화 상태를 결정하는 것을 포함하고, 상기 하나 이상의 핵산의 메틸화 단계는 유방 조직의 세포 성장성 이상 성향(이형증)이 없는 검체로부터 분리한 핵산의 메틸화 단계와 비교하는 것을 특징으로 할 수 있다. Using the diagnostic kit or nucleic acid chip of the present invention, it is possible to determine the cell growth abnormality propensity (dysplasia progression) of the breast tissue of the specimen. The method includes determining the methylation status of one or more nucleic acids isolated from the sample, wherein the methylation step of the one or more nucleic acids is compared to the methylation step of the nucleic acid isolated from the sample without cell growth abnormality (dysplasia) of breast tissue. It can be characterized by.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 키트 또는 핵산 칩을 이용하여 마커 유전자의 메틸화를 검사하는 것에 의하여 형질전환된 유방암 세포를 확인할 수 있다. In another embodiment of the present invention, transformed breast cancer cells can be identified by examining methylation of the marker gene using the kit or nucleic acid chip.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 키트 또는 핵산 칩을 이용하여 마커 유전자의 메틸화를 검사하는 것에 의하여 유방암을 진단할 수 있다.In another embodiment of the present invention, breast cancer may be diagnosed by examining methylation of a marker gene using the kit or nucleic acid chip.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 정상 표현형을 나타내는 샘플을 이용하여 상기 키트 또는 핵산 칩을 이용하여 마커 유전자의 메틸화를 검사하는 것에 의하여 유방암으로 진행될 수 있는 가능성을 진단할 수 있다. 상기 샘플은 고체 또는 액체 조직, 세포, 유즙, 소변, 혈청 또는 플라즈마를 사용할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the possibility of progression to breast cancer can be diagnosed by examining methylation of the marker gene using the kit or nucleic acid chip using a sample showing a normal phenotype. The sample may use solid or liquid tissue, cells, milk, urine, serum or plasma.
본 발명의 상세한 설명 등에서 사용되는 주요 용어의 정의는 다음과 같다.Definitions of main terms used in the detailed description of the present invention are as follows.
본원에서 사용된 "세포 형질전환"은 정상에서 비정상으로, 비-종양성에서 종양성으로, 미분화에서 분화로, 줄기세포에서 비-줄기세포로와 같이 세포의 특징이 한 형태에서 다른 형태로 바뀌는 것을 의미한다. 추가적으로, 상기 형질전환은 세포의 형태, 표현형, 생화학적 성질 등에 의하여 인식될 수 있다. As used herein, "cell transformation" refers to the alteration of a cell's characteristics from one form to another, such as from normal to abnormal, from non-tumor to tumorous, from undifferentiated to differentiation, from stem cells to non-stem cells. Means that. Additionally, the transformation can be recognized by the morphology, phenotype, biochemical properties, etc. of the cell.
본원에서 암의 “조기 확인”은 전이되기 전에 암의 가능성을 발견하는 것으로, 바람직하게는 검체 조직 또는 세포에서 형태학적 변화가 관찰되기 전에 발견하는 것이다. 추가적으로, 세포 형질전환의 “조기 확인”은 세포가 형질전환되는 형태가 되기 전에 초기 단계에서 형질전환이 일어날 가능성 높은 것을 말한다. “Early identification” of cancer herein refers to finding the possibility of cancer before metastasis, preferably before morphological changes are observed in sample tissue or cells. In addition, “early identification” of cell transformation refers to the possibility of transformation occurring at an early stage before the cell is transformed.
본원에서 “하이퍼메틸화”는 CpG 섬의 메틸화를 의미한다.By “hypermethylation” herein is meant methylation of CpG islands.
본원에서, “샘플” 또는 “검체 샘플”은 수행되는 분석의 종류에 따라, 개개인, 체액, 세포주, 조직 배양 등에서 얻어지는 모든 생물학적 체액, 포함하는 폭넓은 범위의 체액을 의미하는 것이다. 포유동물로부터 체액 및 조직 생검을 획득하는 방법은 통상적으로 널리 알려져 있다. 바람직한 소스는 유방의 생검(biopsy)이다.As used herein, "sample" or "sample sample" refers to a wide range of body fluids, including all biological fluids obtained from an individual, body fluid, cell line, tissue culture, etc., depending on the type of assay being performed. Methods of obtaining bodily fluids and tissue biopsies from mammals are commonly known. Preferred source is biopsy of the breast.
유방암에 대한 바이오 마커-정상세포와의 비교를 위한 암세포의 용도Use of cancer cells for comparison with biomarker-normal cells for breast cancer
본 실시예에서, “정상” 세포는 비정상적 세포 형태 또는 세포학적 성질의 변화를 나타내지 않은 세포를 의미한다. “종양”세포는 암 세포를 의미하고, “비종양” 세포는 병증 조직의 일부이지만, 종양 부위는 아니라고 판단되는 세포를 의미한다.In this example, “normal” cells refers to cells that do not exhibit abnormal cell morphology or changes in cytological properties. "Tumor" cells refer to cancer cells, and "non-tumor" cells refer to cells that are part of the diseased tissue but are not considered tumor sites.
본 발명은 일 관점에서, 유방암과 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 하이퍼메틸화 사이의 관련성의 발견에 기반을 둔 것이다.In one aspect, the present invention is based on the discovery of the relationship between breast cancer and hypermethylation of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene.
본 발명의 진단용 키트 및 핵산 칩의 다른 용도로, 검체에서 분리된 하나 이상의 핵산의 메틸화 단계를 결정하여 검체의 유방 조직의 세포 성장성 이상을 조기 진단할 수 있다. 상기 하나 이상의 핵산의 메틸화 단계는 유방 조직의 세포 성장성 이상을 가지고 있지 않은 검체로부터 분리된 하나 이상의 핵산의 메틸화 상태와 비교하는 것을 특징으로 할 수 있다. 핵산은 CpG 섬과 같은 CpG-함유 핵산인 것이 바람직하다.For other uses of the diagnostic kits and nucleic acid chips of the present invention, the methylation stage of one or more nucleic acids isolated from a sample can be determined to early diagnose cell growth abnormalities of the sample's breast tissue. The methylation step of the one or more nucleic acids may be compared with the methylation status of one or more nucleic acids isolated from a sample that does not have cell growth potential of breast tissue. The nucleic acid is preferably a CpG-containing nucleic acid such as a CpG island.
본 발명의 진단용 키트 및 핵산 칩의 다른 용도로, 검체로부터 분리된 하나 이상의 핵산의 메틸화를 결정하는 것을 포함하는 검체의 유방 조직의 세포 성장성 이상 소양을 진단할 수 있다. 상기 핵산은 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자인 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 하나 이상의 핵산의 메틸화 단계는 유방 조직의 세포 성장성 이상에 대한 소양을 가지고 있지 않은 검체로부터 분리된 하나 이상의 핵산의 메틸화 상태와 비교하는 것을 특징으로 할 수 있다. For other uses of the diagnostic kits and nucleic acid chips of the present invention, one can diagnose abnormalities in cell growth of breast tissue of a sample comprising determining methylation of one or more nucleic acids isolated from the sample. The nucleic acid may be characterized as an OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene, wherein the methylation step of the one or more nucleic acids is isolated from a sample that does not have the ability to cell growth abnormalities of breast tissue. Compared to the methylation status of one or more nucleic acids.
상기 “소양”은 상기 세포 성장성 이상에 걸리기 쉬운 성질을 의미한다. 소양을 가진 검체는 아직은 세포 성장성 이상을 가지고 있지 않지만, 세포 성장성 이상이 존재하거나 존재할 경향이 증가된 검체를 말한다.The term “prescription” means a property that is susceptible to abnormal cell growth. A virulent sample is a sample that does not yet have cell growth abnormalities, but has or has increased cell growth abnormalities.
본 발명은 다른 관점에서, 검체의 핵산을 포함하는 시료를 시료의 메틸화 상태를 결정할 수 있는 제제와 접촉시키고, 하나 이상의 핵산의 하나 이상의 부위의 메틸화를 확인하는 것을 포함하는 검체의 유방 조직의 세포 성장성 이상을 진단하는 방법을 제공한다. 여기서, 하나 이상의 핵산의 하나 이상의 부위의 메틸화는 세포 성장성 이상을 가지지 않는 검체의 동일한 핵산의 동일한 부위의 메틸화 단계와 다른 것을 특징으로 할 수 있다.In another aspect, the present invention provides a method for cell growth of breast tissue of a sample comprising contacting a sample comprising the nucleic acid of the sample with an agent capable of determining the methylation state of the sample and confirming methylation of one or more sites of the one or more nucleic acids. It provides a method for diagnosing abnormalities. Here, the methylation of one or more sites of one or more nucleic acids can be characterized as different from the methylation step of the same site of the same nucleic acid of a sample having no cell growth potential.
본 발명의 방법은 검체로부터 분리된 하나 이상의 핵산의 하나 이상의 부위의 메틸화를 결정하는 단계를 포함한다. 여기서, “핵산” 또는 “핵산 서열”이란 올리고뉴클레오티드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드를 의미하거나 이들의 단편, 단일가닥 또는 이중가닥의 게놈 기원 또는 합성 기원의 DNA 또는 RNA, 센스 또는 안티센스 가닥의 게놈 기원 또는 합성 기원의 DNA 또는 RNA, PNA(peptide nucleic acid) 또는 자연 기원 또는 합성 기원의 DNA 양 또는 RNA 양 물질을 말한다. 핵산이 RNA이면, 데옥시뉴클레오티드 A, G, C 및 T를 대신하여, 각각 리보뉴클레오티드 A, G, C 및 U로 대체된다는 것은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명하다. The methods of the present invention comprise determining methylation of one or more sites of one or more nucleic acids isolated from a sample. Here, the term “nucleic acid” or “nucleic acid sequence” means oligonucleotides, nucleotides, polynucleotides or fragments, single stranded or double stranded genomic origins or synthetic genomic origins or synthetic origins of DNA or RNA, sense or antisense strands. Refers to DNA or RNA of origin, peptide nucleic acid (PNA) or DNA amount or RNA quantity material of natural or synthetic origin. If the nucleic acid is RNA, it is apparent to those skilled in the art that, instead of deoxynucleotides A, G, C, and T, it is replaced with ribonucleotides A, G, C, and U, respectively.
서로 다르게 메틸화된 CpG 섬의 존재를 검출할 수 있는 핵산이라면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 상기 CpG 섬은 핵산 서열에서 CpG가 풍부한 부위이다. Any nucleic acid capable of detecting the presence of differently methylated CpG islands can be used. The CpG island is a CpG rich site in the nucleic acid sequence.
메틸화(methylation)Methylation
본 발명에서의 정제되거나 정제되지 않은 형태의 어떠한 핵산도 사용될 수 있으며, 타겟 부위(예를 들면, CpG-함유 핵산)를 함유하는 핵산 서열을 함유하고 있거나 함유할 것으로 의심되는 어떠한 핵산도 사용될 수 있다. 차별적으로 메틸화될 수 있는 핵산 부위가 CpG 섬이고, 이는 다른 디뉴클레오티드 CpG 핵산 부위와 비교하여 높은 CpG 밀도를 가지는 핵산 서열이다. 이중(doublet) CpG는 G*C 염기쌍의 비율로 예측하였을 때, 척추동물 DNA에서 단 20% 정도의 확률로 나타난다. 특정 부위에서, 이중 CpG의 밀도는 게놈의 다른 부위와 비교하여 10배나 더 높다. CpG 섬은 평균 G*C 비율이 약 60%로, 보통의 DNA의 G*C 비율은 평균 40%를 나타낸다. CpG 섬은 전형적으로 약 1~2kb 길이를 가지고, 인간 게놈에는 약 45,000개의 CpG 섬이 존재한다. Any nucleic acid in the purified or unpurified form of the present invention may be used, and any nucleic acid containing or suspected of containing a nucleic acid sequence containing a target site (eg, a CpG-containing nucleic acid) may be used. . A nucleic acid site that can be differentially methylated is a CpG island, which is a nucleic acid sequence having a high CpG density compared to other dinucleotide CpG nucleic acid sites. Doublet CpG is only 20% probable in vertebrate DNA as predicted by the ratio of G * C base pairs. At certain sites, the density of double CpG is ten times higher than at other sites in the genome. CpG islands have an average G * C ratio of about 60%, with an average G * C ratio of normal DNA of 40%. CpG islands are typically about 1 to 2 kb in length and there are about 45,000 CpG islands in the human genome.
여러 유전자에서, CpG 섬은 프로모터의 업스트림(upstream)에서 시작하여, 다운스트림의 전사 부위까지 확장된다. 프로모터에서 CpG 섬의 메틸화는 보통 유전자의 발현을 억제시킨다. CpG 섬은 또한 유전자 코딩 부위의 3’ 부위뿐만 아니라, 유전자 코딩 부위의 5’ 부위를 둘러싸고 있을 수 있다. 그러므로, CpG 섬은 프로모터 부위를 포함하는 조절 부위의 코딩 서열 업스트림, 코딩 부위(예를 들어, 엑손영역), 코딩 부위의 다운스트림, 예를 들면, 인헨서 부위 및 인트론을 포함하는 여러 부위에서 발견된다.In many genes, CpG islands start upstream of the promoter and extend to the transcriptional site downstream. Methylation of CpG islands in promoters usually inhibits expression of genes. The CpG islands may also surround the 3 'region of the gene coding region, as well as the 5' region of the gene coding region. Therefore, CpG islands are found at several sites, including upstream of a coding sequence of a regulatory region comprising a promoter region, a coding region (eg exon region), downstream of a coding region, eg, an enhancer region and an intron. do.
통상적으로, CpG-함유 핵산은 DNA이다. 그러나, 본 발명의 방법은 예를 들면, DNA 또는 DNA와 mRNA를 포함하는 RNA를 함유하는 시료를 적용할 수 있으며, 여기서 DNA 또는 RNA는 단일가닥 또는 이중가닥일 수 있으며, 또는 DNA-RNA 하이브리드를 함유한 시료인 것을 특징으로 할 수 있다.Typically, the CpG-containing nucleic acid is DNA. However, the method of the present invention may apply for example a sample containing DNA or RNA containing DNA and mRNA, wherein the DNA or RNA may be single stranded or double stranded, or DNA-RNA hybrids. It may be characterized by the contained sample.
핵산 혼합물 또한 사용할 수 있다. 검출될 특이적인 핵산 서열은 큰 분자의 분획일 수 있고, 처음부터 특이 서열이 전체 핵산 서열을 구성하는 분리된 분자 형태로 존재할 수 있다. 상기 핵산 서열은 순수한 형태로 존재하는 핵산일 필요는 없으며, 핵산은 전체 인간 DNA가 포함되어 있는 것과 같이 복잡한 혼합물 내의 적은 분획일 수도 있다. 시료에 포함된 핵산의 메틸화 정도를 측정하는 데 사용되거나, 메틸화된 CpG 섬을 검출하는 데 사용되는 시료에 포함된 핵산은 Sambrook 등(Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, NY., 1989)에 기재된 여러 가지 방법으로 추출될 수 있다.Nucleic acid mixtures may also be used. The specific nucleic acid sequence to be detected may be a fraction of a large molecule, and from the outset the specific sequence may exist in the form of isolated molecules that make up the entire nucleic acid sequence. The nucleic acid sequence need not be nucleic acid present in pure form, and the nucleic acid may be a small fraction in a complex mixture, such as containing whole human DNA. Nucleic acids included in the sample used to measure the degree of methylation of nucleic acids contained in the sample or used to detect methylated CpG islands are described in Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, NY., 1989). It can be extracted by various methods described in.
검체로부터 분리된 핵산은 검체의 생물학적 시료에 의하여 얻어진다. 유방암이나 유방암의 진행 단계를 진단하고 싶다면, 스크랩이나 생검으로 유방 조직에서 핵산을 분리하여야 한다. 이러한 시료는 당해 분야에서 알려진 여러 의학적 과정에 의하여 얻어질 수 있다.The nucleic acid isolated from the sample is obtained by biological sample of the sample. If one wants to diagnose breast cancer or the stage of its progression, the nucleic acid must be separated from the breast tissue by scrap or biopsy. Such samples may be obtained by various medical procedures known in the art.
본 발명의 한 양태에서, 검체로부터 얻어진 샘플의 핵산의 메틸화 정도는 유방 조직의 세포 성장성 이상이 없는 검체의 동일한 핵산 부분과 비교하여 측정한다. 하이퍼메틸화는 하나 이상의 핵산에서 메틸화된 대립유전자가 존재하는 것을 말한다. 유방 조직의 세포 성장성 이상이 없는 검체는 동일한 핵산을 검사했을 때, 메틸화 대립유전자가 나타나지 않는다.In one embodiment of the invention, the degree of methylation of the nucleic acid of the sample obtained from the sample is measured in comparison to the same nucleic acid portion of the sample having no cell growth abnormality of the breast tissue. Hypermethylation refers to the presence of methylated alleles in one or more nucleic acids. Samples without cell growth abnormalities of breast tissue do not show methylation alleles when the same nucleic acid is tested.
개별 유전자 및 패널Individual genes and panels
본 발명은 진단 또는 예측 마커로서 각 유전자를 개별적으로 사용하거나, 몇몇 마커 유전자를 조합하여 패널 디스플레이 형태로 하여 사용할 수 있고, 몇몇의 마커 유전자는 전체적인 패턴 또는 메틸화된 유전자의 목록을 통하여 신뢰성 및 효율성을 향상시키는 것을 확인할 수 있다. 본 발명에서 확인된 유전자는 개별적으로, 또는 본 실시예에서 언급된 유전자가 조합된 유전자 세트로 사용될 수 있다. 또는, 유전자들은 함께 메틸화된 유전자의 수 및 그 중요도에 따라 순위를 매길 수 있고, 가중치를 둘 수 있으며, 암으로 발전할 가능성의 수준을 선정할 수 있다. 이러한 알고리즘은 본 발명에 속한다.The present invention can be used individually as a diagnostic or predictive marker, or a combination of several marker genes in the form of a panel display, and several marker genes can be used to improve reliability and efficiency through an overall pattern or a list of methylated genes. It can confirm that it improves. The genes identified in the present invention can be used individually or as a set of genes in which the genes mentioned in this example are combined. Alternatively, genes can be ranked, weighted, and selected for the level of likelihood of developing cancer, depending on the number and importance of the genes methylated together. Such algorithms belong to the present invention.
메틸화 검출 방법Methylation Detection Method
메틸화 특이 PCR (methylation specific PCR)Methylation specific PCR
지노믹 DNA에 바이설파이트를 처리하면 5’-CpG’-3 부위의 시토신이 메틸화된 경우에는 그대로 시토신으로 남아 있고, 비메틸화된 경우에는 우라실로 변하게 된다. 따라서, 바이설파이트 처리 후 변환된 염기서열을 대상으로 5’-CpG-3’ 염기서열이 존재하는 부위에 해당하는 PCR 프라이머를 제작하였다. 이때 메틸화된 경우에 해당되는 PCR 프라이머와 비메틸화된 경우에 해당하는 두 종류의 프라이머를 제작하였다. 지노믹 DNA를 바이설파이트로 변환시킨 다음, 상기 두 종류의 프라이머를 이용하여 PCR을 하면 메틸화된 경우에는 메틸화된 염기서열에 해당되는 프라이머를 사용한 것에서 PCR 산물이 만들어지게 되고, 반대로 비메틸화인 경우에는 비메틸화에 해당되는 프라이머를 이용한 것에서 PCR 산물이 만들어진다. 메틸화 여부는 아가로즈겔 전기영동방법으로 정성적으로 확인할 수 있다.When bisulfite is treated with genomic DNA, cytosine at the 5′-CpG′-3 site remains cytosine when methylated, and uracil when unmethylated. Therefore, PCR primers corresponding to the sites where the 5'-CpG-3 'nucleotide sequence exists were prepared for the converted nucleotide sequence after bisulfite treatment. In this case, PCR primers corresponding to methylation and two types of primers corresponding to unmethylated were prepared. After converting the genomic DNA to bisulfite and PCR using the two kinds of primers, the PCR product is made by using the primer corresponding to the methylated sequence when methylated. In the PCR product is produced by using a primer corresponding to unmethylation. Methylation can be qualitatively confirmed by agarose gel electrophoresis.
실시간 메틸화 특이 PCR (real time methylation specific PCR)Real time methylation specific PCR
실시간 메틸화 특이 PCR은 메틸화 특이 PCR 방법을 실시간 측정방법으로 전환한 것으로, 지노믹 DNA에 바이설파이트를 처리한 후, 메틸화된 경우에 해당하는 PCR 프라이머를 디자인하고, 이들 프라이머를 이용하여 실시간 PCR을 수행하는 것이다. 이때, 증폭된 염기서열과 상보적인 TanMan 프로브를 이용하여 검출하는 방법과 Sybergreen을 이용하여 검출하는 두 가지 방법이 있다. 따라서, 실시간 메틸화 특이 PCR은 메틸화된 DNA만을 선택적으로 정량 분석할 수 있다. 이때, in vitro methylated DNA 샘플을 이용하여 표준곡선을 작성하고, 표준화를 위하여 염기서열내에 5’-CpG-3’ 서열이 없는 유전자를 음성대조군으로 함께 증폭하여 메틸화 정도를 정량 분석하였다.Real-time methylation-specific PCR converts methylation-specific PCR into a real-time measurement method. After treating bisulfite with genomic DNA, design PCR primers corresponding to methylated cases, and perform real-time PCR using these primers. To do. At this time, there are two methods of detection using a TanMan probe complementary to the amplified base sequence and a method of detection using Sybergreen. Thus, real-time methylation specific PCR can selectively quantitate only methylated DNA. At this time, a standard curve was prepared using an in vitro methylated DNA sample, and amplification of the gene without the 5'-CpG-3 'sequence in the nucleotide sequence by a negative control group was quantitatively analyzed.
파이로시퀀싱Pyro Sequencing
파이로시퀀싱 방법은 바이설파이트 시퀀싱 방법을 정량적인 실시간 시퀀싱으로 변환한 방법이다. 바이설파이트 시퀀싱과 마찬가지로 지노믹 DNA를 바이설파이트를 처리하여 전환시킨 다음, 5’-CpG-3’ 염기서열이 없는 부위에 해당하는 PCR 프라이머를 제작하였다. 지노믹 DNA를 바이설파이트로 처리한 후, 상기 PCR 프라이머로 증폭한 다음, 시퀀싱 프라이머를 이용하여 실시간 염기서열 분석을 수행하였다. 5’-CpG-3’ 부위에서 시토신과 티민의 양을 정량적으로 분석하여 메틸화 정도를 메틸화 지수로 나타내었다.The pyro sequencing method is a method of converting the bisulfite sequencing method into quantitative real-time sequencing. Similar to bisulfite sequencing, the genomic DNA was converted by bisulfite treatment, and PCR primers corresponding to sites without the 5'-CpG-3 'sequencing were prepared. After treating genomic DNA with bisulfite, it was amplified by the PCR primers, and real-time sequencing was performed using the sequencing primers. Quantitative analysis of cytosine and thymine at the 5′-CpG-3 ′ site indicated the methylation degree as the methylation index.
메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR 또는 정량 PCR 및 DNA 칩PCR or quantitative PCR and DNA chips using methylated DNA specific binding proteins
메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR 또는 DNA 칩 방법은 메틸화 DNA에만 특이적으로 결합하는 단백질을 DNA와 섞어주게 되면, 메틸화 DNA에만 특이적으로 단백질이 결합하기 때문에 메틸화 DNA만을 선택적으로 분리할 수 있다. 지노믹 DNA를 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질과 섞어준 후, 메틸화된 DNA만을 선택적으로 분리하였다. 이들 분리된 DNA를 인트론 부위에 해당하는 PCR 프라이머를 이용하여 증폭한 후, 아가로즈 전기영동으로 메틸화 여부를 측정하였다. In the PCR or DNA chip method using methylated DNA-specific binding proteins, when a protein that specifically binds to methylated DNA is mixed with DNA, only methylated DNA can be selectively separated because the protein specifically binds to methylated DNA. . After genomic DNA was mixed with methylated DNA specific binding proteins, only methylated DNA was selectively isolated. These isolated DNAs were amplified using PCR primers corresponding to intron sites, and then subjected to agarose electrophoresis to determine methylation.
또한, 정량 PCR 방법으로도 메틸화 여부를 측정할 수 있으며, 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질로 분리한 메틸화 DNA는 형광 염료로 표지하여 상보적인 프로브가 집적된 DNA칩에 하이브리디제이션시킴으로써 메틸화 여부를 측정할 수 있다. 여기서 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질은 MBD2bt에 제한되지 않는다.In addition, methylation can also be determined by quantitative PCR.Methylated DNA separated by methylated DNA-specific binding proteins can be labeled with a fluorescent dye and hybridized to DNA chips having complementary probes to measure methylation. Can be. Wherein the methylated DNA specific binding protein is not limited to MBD2bt.
차별적 메틸화의 검출-메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제Detection of Differential Methylation—Methylation Sensitivity Restriction Endonuclease
차별적 메틸화의 검출은 메틸화되지 않은 CpG 부위만을 절단하는 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제와 핵산 샘플을 접촉시켜 비메틸화된 핵산을 절단하는 것으로 수행할 수 있다.Detection of differential methylation can be accomplished by contacting the nucleic acid sample with a methylation sensitive restriction endonuclease that cleaves only unmethylated CpG sites.
별도의 반응으로, 상기 샘플을 메틸화 및 비메틸화 CpG 부위를 모두 절단하는 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제의 이소키소머(isochizomer)와 접촉시켜, 메틸화된 핵산을 절단하였다. In a separate reaction, the samples were contacted with isochimers of methylation sensitive restriction endonucleases that cleave both methylated and unmethylated CpG sites, thereby cleaving the methylated nucleic acids.
특이적 프라이머를 핵산 샘플에 첨가하고, 통상의 방법으로 핵산을 증폭시켰다. 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제를 처리한 샘플에서 증폭 산물이 존재하고, 메틸화 및 비메틸화 CpG 부위를 모두 절단하는 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제의 이소키소머를 처리한 샘플에서 증폭 산물이 존재하지 않으면, 분석된 핵산 부위에 메틸화가 일어난 것이다. 그러나, 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제를 처리한 샘플에서 증폭 산물이 존재하지 않고, 메틸화 및 비메틸화 CpG 부위를 모두 절단하는 메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제의 이소키소머를 처리한 샘플에서도 증폭 산물이 존재하지 않는다는 것은 분석된 핵산 부위에 메틸화가 일어나지 않은 것이다.Specific primers were added to the nucleic acid sample and the nucleic acid was amplified by conventional methods. If there is an amplification product in the sample treated with the methylation sensitive restriction endonuclease, and there is no amplification product in the isomerized sample of the methylation sensitive restriction endonuclease that cleaves both methylated and unmethylated CpG sites , Methylation occurred in the analyzed nucleic acid site. However, no amplification products were present in the samples treated with methylation sensitive restriction endonucleases, and the amplification products were also found in the samples treated with isosomeomers of methylation sensitive restriction endonucleases that cleave both methylated and unmethylated CpG sites. Existence means that no methylation occurs in the analyzed nucleic acid site.
여기서, “메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제”는 인식 부위에 CG를 포함하고, C가 메틸화되지 않았을 때와 비교하여 C가 메틸화되었을 때 활성을 가지는 제한효소이다 (예를 들면, SmaI). 메틸레이션 민감성 제한 엔도뉴클레아제의 비제한적 예로써, MspI, HpaII, BssHII, BstUI 및 NotI이 포함된다. 상기 효소들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 다른 메틸레이션 민감성 제한 엔도뉴클레오티드로는 예를 들어, SacII 및 EagI를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Here, “methylation sensitive restriction endonuclease” is a restriction enzyme that contains CG at the recognition site and has activity when C is methylated compared to when C is not methylated (eg, Sma I). Non-limiting examples of methylation sensitivity limiting endonucleases include Msp I, Hpa II, Bss HII, Bst UI and Not I. The enzymes may be used alone or in combination. Other methylation sensitivity limiting endonucleotides include, but are not limited to, for example, Sac II and Eag I.
메틸화 민감성 제한 엔도뉴클레아제의 이소키소머는 메틸레이션 민감성 제한 엔도뉴클레아제와 동일한 인식 부위를 갖는 제한 엔도뉴클레아제이지만, 메틸화된 CGs와 비메틸화된 CGs를 모두 절단하며, 예를 들면, MspI를 들 수 있다.Isochimers of methylation sensitive restriction endonucleases are restriction endonucleases that have the same recognition site as methylation sensitive restriction endonucleases, but cleave both methylated and unmethylated CGs, e.g., Msp. I can be mentioned.
본 발명의 프라이머는 증폭될 로커스의 각 가닥과 “대체적으로” 상보성을 가지도록 제작되고, 상기에서 설명한 바와 같이, 적당한 G 또는 C 뉴클레오티드를 포함한다. 이것은 중합반응을 수행하는 조건에서 프라이머가 대응하는 핵산 가닥과 하이브리다이제이션 되기에 충분한 상보성을 가지는 것을 의미한다. 본 발명의 프라이머는 증폭 과정에 사용되며, 상기 증폭 과정은 예를 들면, PCR과 같은, 타겟 로커스가 많은 반응 단계를 거치면서 기하급수적인 숫자로 증가하는 효소 연속 반응이다. 전형적으로, 한 프라이머(안티센스 프라이머)는 로커스의 네가티브(-) 가닥에 대하여 상동성을 가지고, 나머지 하나의 프라이머(센스 프라이머)는 포지티브(+) 가닥에 대하여 상동성을 가진다. 변성된 핵산에 프라이머가 어닐링되면, DNA 폴리머라아제 I(Klenow) 및 뉴클레오티드와 같은 효소 및 반응물들에 의하여 사슬이 신장되고, 그 결과, 타겟 로커스 서열을 함유하는 + 와 - 가닥이 새롭게 합성된다. 상기 새로이 합성된 타겟 로커스가 주형으로도 사용되어 변성, 프라이머 어닐링 및 사슬 신장의 사이클이 반복되면 타겟 로커스 서열의 기하급수적인 합성이 진행된다. 상기 연속 반응의 산물은 반응에 사용된 특이 프라이머의 말단과 대응하는 말단을 가지는 독립적인 이중가닥 핵산이다.Primers of the invention are constructed to have “alternatively” complementarities with each strand of the locus to be amplified and, as described above, include the appropriate G or C nucleotides. This means that the primers have sufficient complementarity to hybridize with the corresponding nucleic acid strands under the conditions for carrying out the polymerization. The primer of the present invention is used in the amplification process, which is an enzymatic continuous reaction in which the target locus, such as PCR, increases to an exponential number through many reaction steps. Typically, one primer (antisense primer) has homology to the negative (-) strand of the locus and the other primer (sense primer) has homology to the positive (+) strand. When primers are annealed to the denatured nucleic acid, the chain is stretched by enzymes and reactants such as DNA polymerase I (Klenow) and nucleotides, resulting in newly synthesized + and-strands containing the target locus sequence. The newly synthesized target locus is also used as a template, and the cycle of denaturation, primer annealing and chain extension repeats exponential synthesis of the target locus sequence. The product of the continuous reaction is an independent double stranded nucleic acid having an end corresponding to the end of the specific primer used in the reaction.
상기 증폭 반응은 당해 분야에서 보편적으로 사용되고 있는 PCR인 것이 바람직하다. 그러나, 리얼타임 PCR 또는 등온 효소를 사용한 선형증폭과 같은 대체적인 방법도 사용할 수 있으며, 멀티플렉스 증폭 반응 역시 사용할 수 있다.The amplification reaction is preferably a PCR that is commonly used in the art. However, alternative methods such as real-time PCR or linear amplification with isothermal enzymes can also be used, and multiplex amplification reactions can also be used.
차별적 메틸화의 검출-바이설파이트 시퀀싱 방법Detection of Differential Methylation-Bisulfite Sequencing Method
메틸화 CpG를 함유한 핵산을 검출하는 다른 방법은 핵산을 함유한 시료를 비메틸화 시토신을 변형시키는 제제와 접촉시키는 단계 및 CpG-특이적 올리고뉴클레오티드 프라이머를 사용하여 시료의 CpG-함유 핵산을 증폭시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 올리고뉴클레오티드 프라이머는 변형된 메틸화 및 비메틸화 핵산을 구별하여 메틸화 핵산을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 증폭 단계는 선택적이고, 바람직하지만 필수적인 것은 아니다. 상기 방법은 변형된(예를 들면, 화학적으로 변형된) 메틸화 및 비메틸화 DNA를 구별하는 PCR 반응에 의존하는 것이다. 상기와 같은 방법은 미국특허 5,786,146에 개시되어 있으며, 상기 특허에는 메틸화 핵산의 검출을 위한 바이설파이트(bisulfite) 시퀀싱과 연관하여 기재되어 있다.Other methods of detecting nucleic acids containing methylated CpG include contacting a sample containing nucleic acid with an agent that modifies unmethylated cytosine and amplifying the CpG-containing nucleic acid of the sample using CpG-specific oligonucleotide primers. It includes. Here, the oligonucleotide primer may be characterized by detecting the methylated nucleic acid by distinguishing the modified methylated and unmethylated nucleic acid. The amplification step is optional and desirable but not necessary. The method relies on a PCR reaction that distinguishes between modified (eg, chemically modified) methylated and unmethylated DNA. Such methods are disclosed in US Pat. No. 5,786,146, which is described in connection with bisulfite sequencing for the detection of methylated nucleic acids.
키트(Kit)Kit
본 발명에 의하면, 검체의 세포 성장성 이상을 검출하는 데 유용한 키트를 제공하고 있다. 본 발명의 키트는 샘플을 담는 구획된 캐리어 수단, 샘플을 파이로시퀀싱하기 위한 5’-CpG-3’ 염기서열 부위를 증폭할 수 있는 PCR 프라이머쌍을 함유하는 두번째 용기, 및 증폭된 PCR 산물을 파이로시퀀싱하기 위한 시퀀싱 프라이머를 함유하는 세번째 용기를 포함하는 하나 이상의 용기를 포함한다.According to the present invention, there is provided a kit useful for detecting cell growth abnormality of a specimen. The kit of the invention comprises a compartment containing carrier means for holding a sample, a second container containing a pair of PCR primers capable of amplifying a 5'-CpG-3 'sequencing site for pyrosequencing the sample, and an amplified PCR product. One or more containers including a third container containing sequencing primers for pyrosequencing.
캐리어 수단은 병, 튜브와 같은 하나 이상의 용기를 함유하기에 적합하고, 각 용기는 본 발명의 방법에 사용되는 독립적 구성요소들을 함유한다. 본 발명의 명세서에서, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자는 용기 중의 필요한 제제를 손쉽게 분배할 수 있다. The carrier means is suitable for containing one or more containers, such as bottles, tubes, each container containing independent components used in the method of the invention. In the context of the present invention, one of ordinary skill in the art can readily dispense the required formulation in the container.
기질temperament
타겟 핵산 부위가 증폭되면 핵산 서열의 존재를 검출하기 위하여, 상기 핵산 증폭 산물은 고체 지지체(기질)에 고정된 알려진 유전자 프로브와 하이브리다이제이션될 수 있다.Once the target nucleic acid site is amplified, the nucleic acid amplification product can be hybridized with a known gene probe immobilized on a solid support (substrate) to detect the presence of the nucleic acid sequence.
여기서, “기질”은 물질, 구조, 표면 또는 재료, 비생물학적이고, 합성되고, 무생물, 평면, 구형 또는 특이적 결합, 평편한 표면의 물질을 포함하는 혼합물 수단으로, 하이브리다이제이션 또는 효소 인식 부위 또는 대다수의 다른 인식 부위 또는 표면, 구조 또는 재료로 구성된 수많은 다른 분자 종을 넘어서는 수많은 다른 인식 부위를 포함할 수 있다. 상기 기질은 예를 들면, 반도체, (유기)합성 메탈, 합성 반도체, 인슐레이터 및 도판트; 금속, 합금, 원소, 화합물 및 미네랄; 합성되고, 분해되며, 에칭되고, 리소그라프되며, 프린트되고 마이크로패브리케이트된 슬라이드, 장치, 구조 및 표면; 산업적, 폴리머, 플라스틱, 멤브레인, 실리콘, 실리케이트, 유리, 금속 및 세라믹; 나무, 종이, 카드보드, 면, 울, 천, 직조 및 비직조 섬유, 재료 및 패브릭일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, a "substrate" is a mixture means comprising a substance, structure, surface or material, abiotic, synthetic, inanimate, planar, spherical or specific binding, flat surface material, hybridization or enzyme recognition site Or many other recognition sites beyond the vast majority of other recognition sites or numerous other molecular species composed of surfaces, structures or materials. Such substrates include, for example, semiconductors, (organic) synthetic metals, synthetic semiconductors, insulators and dopants; Metals, alloys, elements, compounds and minerals; Synthesized, degraded, etched, lithographic, printed and microfabricated slides, devices, structures and surfaces; Industrial, polymers, plastics, membranes, silicones, silicates, glass, metals and ceramics; Wood, paper, cardboard, cotton, wool, cloth, woven and non-woven fibers, materials and fabrics, but are not limited thereto.
몇몇 형태의 멤브레인은 당해 분야에서 핵산 서열에 대하여 부착력을 가진다고 알려져 있다. 이러한 멤브레인의 특이적이고 비제한적인 예로 니트로셀룰로오스 또는 폴리비닐클로라이드, 디아조티즈드(diazotized) 페이퍼 및 GENESCREEN™, ZETAPROBE™(Biorad) 및 NYTRAN™ 등의 상업적으로 사용되는 멤브레인과 같이 유전자 발현 검출용 멤브레인을 들 수 있다. 비드, 글래스, 웨이퍼 및 금속 기질도 포함된다. 이러한 목적물에 핵산을 부착시키는 방법은 당해 분야에서 잘 알려져 있다. 이와 다르게, 액체 상에서도 스크리닝을 수행할 수 있다.Some types of membranes are known in the art to have adhesion to nucleic acid sequences. Specific and non-limiting examples of such membranes are membranes for gene expression detection, such as nitrocellulose or polyvinylchloride, diaotized paper and commercially available membranes such as GENESCREEN ™, ZETAPROBE ™ (Biorad) and NYTRAN ™. Can be mentioned. Beads, glass, wafers and metal substrates are also included. Methods of attaching nucleic acids to such objects are well known in the art. Alternatively, screening can also be performed in the liquid phase.
하이브리다이제이션 조건Hybridization conditions
핵산 하이브리다이제이션 반응에서, 엄격한 특정 수준을 달성하기 위하여 사용되는 조건은 하이브리다이즈되는 핵산의 성질에 따라 다양하다. 예를 들면, 하이브리다이제이션되는 핵산 부위의 길이, 상동성 정도, 뉴클레오티드 서열 조성(예를 들면, GC/AT 조성비) 및 핵산 타입(예를 들면, RNA, DNA)등이 하이브리다이제이션 조건을 선택하는데 고려된다. 추가적인 고려 조건은 핵산이 예를 들면, 필터 등에 고정화되어 있는지의 여부이다.In nucleic acid hybridization reactions, the conditions used to achieve stringent specific levels vary depending on the nature of the nucleic acid being hybridized. For example, the length of the nucleic acid region to be hybridized, degree of homology, nucleotide sequence composition (eg, GC / AT composition ratio), and nucleic acid type (eg, RNA, DNA) select hybridization conditions. Is considered. Further considerations are whether the nucleic acid is immobilized, for example, in a filter or the like.
매우 엄격하게 진행되는 조건의 예를 들면 다음과 같다: 실온의 2X SSC/0.1% SDS(하이브리다이제이션 조건); 실온의 0.2X SSC/0.1% SDS(엄격성이 낮은 조건); 42℃에서의 0.2X SSC/0.1% SDS(보통의 엄격성을 가지는 조건); 68℃에서 0.1X SSC(높은 엄격성을 가지는 조건). 세척 과정은 이들 중 한가지 조건을 사용하여 수행할 수 있고, 예를 들면 높은 엄격성을 가지는 조건, 또는 상기 조건을 각각 사용할 수 있으며, 상기 기재된 순서대로 각각 10~15분씩, 상기 기재된 조건을 전부 또는 일부 반복하여 수행할 수 있다. 그러나 상기에 기술한 바와 같이, 최적 조건은 포함된 특별한 하이브리다이제이션 반응에 따라 다양하며, 실험을 통하여 결정할 수 있다. 일반적으로, 중요한 프로브의 하이브리다이제이션에는 높은 엄격성을 가지는 조건이 사용된다.Examples of very stringent conditions are as follows: 2X SSC / 0.1% SDS at room temperature (hybridization conditions); 0.2X SSC / 0.1% SDS at room temperature (low stringency conditions); 0.2X SSC / 0.1% SDS at 42 ° C. (conditions with moderate stringency); 0.1X SSC at 68 ° C. conditions with high stringency. The washing process can be carried out using one of these conditions, for example a condition with high stringency, or each of the above conditions, each of 10-15 minutes in the order described above, all or all of the conditions described above. Some iterations can be done. However, as described above, the optimum conditions vary with the particular hybridization reaction involved and can be determined experimentally. In general, conditions of high stringency are used for hybridization of critical probes.
표지(Label)Label
중요한 프로브는 검출할 수 있도록 표지되며, 예를 들면 방사선 동위원소, 형광 화합물, 바이오 발광 화합물, 화학 발광 화합물, 금속 킬레이트 또는 효소로 표지될 수 있다. 상기와 같은 프로브를 적당하게 표지하는 것은 당해 분야에서 널리 알려진 기술이며, 통상적인 방법을 통하여 수행할 수 있다.Important probes are labeled so that they can be detected, for example, with radioisotopes, fluorescent compounds, bioluminescent compounds, chemiluminescent compounds, metal chelates or enzymes. Proper labeling of such probes is a technique well known in the art and can be carried out by conventional methods.
실시예Example
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.
실시예 1. 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 선별Example 1 Selection of Breast Cancer Specific Methylation Marker Genes
1-1: 유방암 조직샘플에서 과메틸화되어 있는 유전자의 선별1-1: Screening Genes Hypermethylated in Breast Cancer Tissue Samples
유방암에서 과메틸화된 유전자를 선별하기 위하여 충남대학교 병원 조직은행으로부터 유방암 조직 및 이와 인접하는 정상소견 조직시료를 제공받아 아래와 같은 방법으로 과메틸화 유전자들을 선별하였다.To screen for hypermethylated genes in breast cancer, we received breast cancer tissues and normal findings from the tissue bank of Chungnam National University Hospital and selected hypermethylated genes as follows.
우선 각 조직 시료로부터 게놈 DNA를 분리하였다. 상기 게놈 DNA 500ng을 초음파파쇄법 (Vibra Cell, SONICS)으로 300~400bp 크기로 절편을 만들고, Methylcapture™ (Genomictree 사, 대한민국)을 이용하여 각 조직으로부터 메틸화 DNA를 선택적으로 분리하였다. 분리한 메틸화 DNA를 GenomePlexComplete Whole Genome Amplification Kit (Sigma, 미국)를 사용하여 증폭한 후, 유방암 조직 유래 증폭 DNA는 Cy5-dUTP로 표지하고, 인접한 정상소견 조직 유래 증폭 DNA는 Cy3-dUTP로 표지하여 혼합한 다음, 인간 유전체에 존재하는 27,800 여개의 CpG 섬에 존재하는 CpG에 대한 프로브가 집적되어 있는 CpG 마이크로어레이 (Agilent 사, 미국)를 사용하여 하이브리다이제이션을 수행하였다. 상기 하이브리다이제이션 후, 일련의 세척 과정을 거친 다음, Agilent scanner를 이용하여 스캐닝하였다. 마이크로어레이 이미지로부터 시그날 값의 계산은 Feature Extraction 프로그램 v. 9.5.3.1(Agilent)을 이용하여 인접한 정상소견 조직과 유방암 조직 시료 간 시그날의 상대적인 강도 차이를 계산하고, 분석 프로그램인 GeneSpringGX (Agilent 사)를 이용하여 인접한 정상조직과 유방암조직간 메틸화 정도의 차이가 큰 유전자를 선별하였다. 통계적 기법을 통하여 유방암 조직에서 과메틸화된 후보 유전자를 3,969개 선별하였다 (도 1). First, genomic DNA was isolated from each tissue sample. 500 ng of the genomic DNA was fragmented into 300-400 bp by ultrasonic disruption (Vibra Cell, SONICS), and methylated DNA was selectively isolated from each tissue using Methylcapture ™ (Genomictree, South Korea). After amplifying the isolated methylated DNA using GenomePlexComplete Whole Genome Amplification Kit (Sigma, USA), amplified DNA from breast cancer tissue was labeled with Cy5-dUTP, and amplified DNA from adjacent normal-tissue tissue was labeled with Cy3-dUTP and mixed. Next, hybridization was performed using a CpG microarray (Agilent, USA) in which probes for CpG present in about 27,800 CpG islands present in the human genome were integrated. After the hybridization, a series of washing procedures were performed, followed by scanning using an Agilent scanner. The calculation of signal values from microarray images can be found in the Feature Extraction Program v. 9.5.3.1 (Agilent) was used to calculate the relative difference in signal intensity between adjacent normal-tissue tissue and breast cancer tissue samples, and the difference in methylation level between adjacent normal and breast cancer tissues was analyzed using GeneSpringGX (Agilent). Large genes were selected. Statistical techniques were used to select 3,969 hypermethylated candidate genes from breast cancer tissues (FIG. 1).
1-2: 디메틸화에 의해 재활성화되는 유전자 선별1-2: Gene Selection Reactivated by Dimethylation
실시예 1-1에서 선별된 유전자가 메틸화에 의하여 발현이 조절되는지 확인하기 위하여, 유방암 세포주 MCF-7 (KCLB (한국세포주은행) 30022) 및 MDA-MB231 (KCLB 30026)에 디메틸화제인 5-아자-2-데옥시사이티딘(DAC, Sigma, USA)을 200nM 농도로 5일간 처리하였다. 처리하지 않은 세포주와 처리한 세포주를 Tri reagent로 처리하여 전체 RNA를 분리하였다. To confirm that the genes selected in Example 1-1 are regulated by methylation, 5-aza, which is a dimethylating agent, is applied to breast cancer cell lines MCF-7 (KCLB (Korea Cell Line Bank) 30022) and MDA-MB231 (KCLB 30026). 2-deoxycytidine (DAC, Sigma, USA) was treated for 5 days at 200 nM concentration. Untreated cell lines and treated cell lines were treated with Tri reagent to separate total RNA.
DAC 비처리 세포주 및 DAC 처리 세포주간의 전사 수준을 직접적으로 비교하여, DAC 처리에 의한 유전자 발현 변화를 측정하기 하였다. 그 결과, DAC를 처리하지 않은 대조군에 비하여, DAC를 처리하였을 경우, 1,085개의 유전자가 발현이 상승하는 것을 확인하였다. 실시예 1-1에서 획득한 3,969개의 유방암 특이적 과메틸화 유전자 목록과 1,085개의 디메틸화에 의하여 2배 이상 재발현된 유전자를 비교한 결과, 144개의 공통된 유전자를 선별하였다 (도 1). 이들 144개의 유전자들 중 유전자 정보가 불명확한 유전자들을 제외시키고, 나머지 유전자들 중 암과 관련성이 있는 13개의 바이오마커 후보유전자를 선별하였다. 이로부터 유의성이 높은 1개의 유전자(OTP)를 최종적인 유방암 진단을 위한 바이오마커 후보로 선택하였다 (표 1).By directly comparing transcription levels between the DAC untreated cell line and the DAC treated cell line, changes in gene expression by DAC treatment were measured. As a result, it was confirmed that the expression of 1,085 genes was increased when the DAC was treated, compared to the control without the DAC. A list of 3,969 breast cancer-specific hypermethylated genes obtained in Example 1-1 and genes re-expressed more than two times by 1,085 dimethylation were compared, and 144 common genes were selected (FIG. 1). Of these 144 genes, we excluded genes whose genetic information was unclear, and among the remaining genes, 13 biomarker candidate genes related to cancer were selected. From this, one gene of high significance (OTP) was selected as a biomarker candidate for final breast cancer diagnosis (Table 1).
표 1 선별유전자 리스트
Gene Symbol GenBank No. Description Chromosome location
OTP NM_032109 Orthopedia homeobox 5q13.3
Table 1 List of Genes
Gene Symbol GenBank No. Description Chromosome location
OTP NM_032109 Orthopedia homeobox 5q13.3
실시예 2: 암 세포주에서의 바이오마커 유전자의 메틸화 측정Example 2: Measurement of Methylation of Biomarker Genes in Cancer Cell Lines
실시예 1-2에서 선별된 유전자의 메틸화 상태를 추가적으로 확인하기 위하여, 상기 실시예 1-1에서 CpG 마이크로어레이 실험결과 유방암 조직에서 과메틸화된 것으로 확인된 프로브를 포함하는 부위에 대하여 바이설파이트 파이로시퀀싱을 수행하였다.In order to further confirm the methylation status of the gene selected in Example 1-2, the bisulfite pi to a site containing a probe identified as hypermethylated in breast cancer tissues as a result of the CpG microarray experiment in Example 1-1 above Ross sequencing was performed.
바이설파이트(bisulfite)를 이용하여 메틸화되지 않은 시토신을 우라실로 변형하기 위하여, 유방암 세포주 MDAMB-231(KCLB 30026) 및 HCC1428 (ATCC CRL-2327)로부터 전체 게놈 DNA를 분리하고, 200ng의 게놈 DNA에 EZ DNA methylation-Gold kit(Zymo Research, USA)를 이용하여 바이설파이트를 처리하였다. DNA를 바이설파이트로 처리하면, 비메틸화된 시토신은 우라실로 변형되고, 메틸화된 시토신은 변화없이 남게 된다. 상기 바이설파이트가 처리된 DNA를 멸균 증류수 20㎕로 용출시켜 파이로시퀀싱(pyrosequencing)을 수행하였다.To transform unmethylated cytosine to uracil using bisulfite, whole genomic DNA was isolated from breast cancer cell lines MDAMB-231 (KCLB 30026) and HCC1428 (ATCC CRL-2327) and added to 200 ng of genomic DNA. Bisulfite was treated using the EZ DNA methylation-Gold kit (Zymo Research, USA). Treatment of DNA with bisulfite leaves unmethylated cytosine modified with uracil and methylated cytosine remains unchanged. The bisulfite-treated DNA was eluted with 20 µl of sterile distilled water to perform pyrosequencing.
상기 유전자에 대한 파이로시퀀싱을 수행하기 위한 PCR 및 시퀀싱 프라이머는 PSQ assay design 프로그램(Biotage, USA)을 이용하여 설계하였다. 유전자의 메틸화 측정을 위한 PCR 및 시퀀싱 프라이머는 표 2 및 표 3에 나타내었다. PCR and sequencing primers for performing pyro sequencing for the gene were designed using the PSQ assay design program (Biotage, USA). PCR and sequencing primers for methylation determination of genes are shown in Tables 2 and 3.
표 2 PCR 프라이머 및 조건
유전자 프라이머 서열(5’→3’) 서열번호 CpG위치a 앰플리콘 크기(bp)
OTP Forward TATTYGGAAATTGGTTTTTA 2 +2064, +2073, +2079, +2091, +2099 98
Reverse biotin- TCRATTTTAAAAAACTTCTT 3
TABLE 2 PCR primers and conditions
gene primer Sequence (5 '→ 3') SEQ ID NO: CpG position a Amplicon Size (bp)
OTP Forward TATTYGGAAATTGGTTTTTA 2 +2064, +2073, +2079, +2091, +2099 98
Reverse biotin- TCRATTTTAAAAAACTTCTT 3
a 전사 개시점(+1)으로부터의 거리(nucleotide): 메틸화 측정에 사용된 CpG 부위의 게놈 DNA 상의 위치 a nucleotide from transcription initiation point (+1): position on genomic DNA of CpG site used for methylation measurement
표 3 메틸화 마커 유전자의 시퀀싱 프라이머 서열
유전자 서열(5’→3’) 서열번호
OTP TTATYGTTATTTTTTAATGG 4
TABLE 3 Sequencing Primer Sequences of Methylation Marker Genes
gene Sequence (5 '→ 3') SEQ ID NO:
OTP TTATYGTTATTTTTTAATGG 4
상기 바이설파이트로 전환된 게놈 DNA 20ng을 PCR로 증폭하였다. PCR 반응 용액(바이설파이트로 전환된 게놈 DNA 20ng, 10X PCR 버퍼(Enzynomics, Korea) 5㎕, Taq polymerase(Enzynomics, Korea) 5units, 2.5mM dNTP(Solgent, Korea) 4㎕, PCR 프라이머 2㎕(10 pmole/㎕))을 95℃에서 5분 동안 처리한 후, 95℃에서 40초, 60℃에서 45초, 72℃에서 40초로 총 45회 실시한 다음, 72℃에서 5분 동안 반응시켰다. 상기 PCR 산물의 증폭 여부는 2.0% 아가로오스젤을 사용한 전기영동으로 확인하였다. 20 ng of genomic DNA converted to bisulfite was amplified by PCR. PCR reaction solution (20 ng genomic DNA converted to bisulfite, 5 μl of 10X PCR buffer (Enzynomics, Korea), 5 units of Taq polymerase (Enzynomics, Korea), 4 μl of 2.5 mM dNTP (Solgent, Korea), 2 μl of PCR primer ( 10 pmole / μl)) was treated at 95 ° C. for 5 minutes, followed by a total of 45 times of 40 seconds at 95 ° C., 45 seconds at 60 ° C., and 40 seconds at 72 ° C., followed by reaction at 72 ° C. for 5 minutes. Amplification of the PCR product was confirmed by electrophoresis using 2.0% agarose gel.
즉, 상기 증폭된 PCR 산물에 PyroGold 시약(Biotage, USA)을 처리한 후, PSQ96MA 시스템(Biotage, USA)을 이용하여 파이로시퀀싱을 수행하였다. 상기 파이로시퀀싱 후, 메틸화 지수(methylation index)를 계산함으로써 메틸화 정도를 측정하였다. 메틸화 지수는 각 CpG 부위에서 시토신이 결합하는 평균율을 구하여 계산하였다. That is, after the PyroGold reagent (Biotage, USA) was treated to the amplified PCR product, pyro sequencing was performed using the PSQ96MA system (Biotage, USA). After the pyro sequencing, the degree of methylation was measured by calculating the methylation index. The methylation index was calculated by calculating the average rate of cytosine binding at each CpG site.
상기 바이오마커의 유방암 세포주에서의 메틸화 정도를 파이로시퀀싱 방법을 이용하여 정량적으로 나타낸 결과, 도 2A에 나타난 바와 같이, 상기 바이오마커 유전자가 2개의 세포주에서 모두 높은 수준으로 메틸화되어 있는 것을 확인하였다.As a result of quantitatively expressing the degree of methylation of the biomarker in the breast cancer cell line using a pyro sequencing method, it was confirmed that the biomarker gene was methylated at high levels in both cell lines.
한편 상기 유전자가 바이오마커로서 유용성을 가지려면 정상 유방조직에서는 메틸화가 되어 있지 않아야 한다. 이를 확인하기 위하여 유방암 환자가 아닌 정상인의 유방조직 지노믹 DNA (Biochain 사, 미국)를 구입하여 메틸화 여부를 상기와 동일하게 파이로시퀀싱 방법으로 측정하였다. Meanwhile, in order for the gene to be useful as a biomarker, the gene should not be methylated in normal breast tissue. In order to confirm this, breast tissue genomic DNA (Biochain Co., USA) of non-breast cancer patients was purchased and methylation was measured by the same pyro sequencing method as described above.
그 결과, 도 2B에 나타난 바와 같이, OTP 유전자는 20% 이하의 낮은 메틸화 수준을 나타난바, 바이오마커로서의 유용성을 가질 가능성이 있음을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 2B, OTP gene showed a low methylation level of 20% or less, it was confirmed that it has the potential as a biomarker.
실시예 3: 유방암 조직에서의 바이오마커 유전자의 과메틸화 측정Example 3: Determination of Hypermethylation of Biomarker Genes in Breast Cancer Tissues
실시예 1 및 2로부터, (a) 유방암 조직에서 과메틸화 되어 있으며, (b)디메틸화 조건에서 마커의 발현이 재활성화되며, (c) 인트론 부위에 CpG 섬을 함유하고 있고, 유방암 세포주에서 과메틸화 되어 있으나 유방 정상조직에서는 메틸화가 되어 있지 않음을 확인한 OTP 유전자를, 유방암 진단용 바이오마커로 사용할 수 있는지 검증하기 위하여 다음의 실험을 수행하였다. 즉, 39명의 유방암 환자의 수술조직 임상 검체 (충남대학교 병원 조직은행)를 이용하여 상기 바이오마커에 대하여 메틸화 어세이를 수행하였다. 메틸화 어세이는 실시예 2에 기재된 파이로시퀀싱 방법으로 수행하였다.From Examples 1 and 2, (a) hypermethylated in breast cancer tissue, (b) reactivation of marker expression under dimethylation conditions, (c) contains CpG islands in the intron site, and in breast cancer cell lines The following experiment was performed to verify whether the OTP gene, which was methylated but not methylated in normal tissues, could be used as a biomarker for diagnosing breast cancer. In other words, methylation assay was performed on the biomarker using clinical tissue specimens (Chungnam University Hospital Tissue Bank) of 39 breast cancer patients. Methylation assay was performed by the pyro sequencing method described in Example 2.
그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 정상인 및 암조직과 연접하는 정상소견 유방조직에 비해 유방암 조직에서 OTP 유전자는 매우 높은 정도의 메틸화 수준을 나타내었다. OTP 유전자의 경우 시험된 39명의 모든 유방암 조직에서 인접하는 정상소견 조직에 비해 유방암 조직에서 과메틸화를 나타내었다. 또한 병기에 따라서도 1기부터 과메틸화가 관찰되어 유방암 조기진단에 대한 유용성이 있음을 보여주고 있으며, 일부 환자의 정상소견 조직에서는 환자가 아닌 정상인의 유방조직 보다 높은 메틸화가 관찰되어 field defect 현상이 확인되었다. 통상적으로 field defect 현상은 암 조직과 연접하고 있는 정상조직에서도 이미 분자수준에서의 암화가 일어나는 것을 대변해주는 현상으로서 조기진단에 대한 유용성이 높음을 제시해 주는 증거라 할 수 있다. As a result, as shown in FIG. 3, the OTP gene exhibited a very high level of methylation in breast cancer tissues compared to normal-breasted breast tissues in contact with normal persons and cancer tissues. The OTP gene showed hypermethylation in breast cancer tissues compared to adjacent normal findings in all 39 breast cancer tissues tested. Also, according to stage, hypermethylation was observed from stage 1, indicating the usefulness of early diagnosis of breast cancer, and the normal findings of some patients showed higher methylation than breast tissues of non-patients. Confirmed. In general, the field defect phenomenon represents the occurrence of cancer at the molecular level, even in normal tissues that are connected to cancer tissues, and suggests the high usefulness of early diagnosis.
실시예 4: OTP 바이오마커 유전자의 유방암 진단에 대한 민감도 및 특이도 평가Example 4 Evaluation of Sensitivity and Specificity of Breast Cancer Diagnosis of OTP Biomarker Genes
ROC(receiver operating calculation) 커브 분석을 수행하여 유방암 환자 진단을 위한 메틸화 지수 cut-off를 결정하고, 민감도와 특이도를 결정하였다. ROC (receiver operating calculation) curve analysis was performed to determine the methylation index cut-off for diagnosing breast cancer patients, and to determine the sensitivity and specificity.
유방암 조직과 이와 연접하는 정상소견 조직의 메틸화 측정 결과를 비교한 결과, 표 4 및 도 4에 나타난 바와 같이, OTP 유전자는 민감도 82.1%, 특이도 92.3%를 나타냄으로써 우수한 유방암 진단용 바이오마커임을 확인하였다. As a result of comparing the methylation measurement results of the breast cancer tissues and the normal finding tissues connected thereto, it was confirmed that the OTP gene is an excellent biomarker for diagnosing breast cancer by showing an sensitivity of 82.1% and a specificity of 92.3% as shown in Table 4 and FIG. 4. .
표 4 조직시료를 대상으로 한 OTP 유전자의 민감도 및 특이도
마커 AUCa 95% C.Ib Cut-off(%) 민감도(%, 95% C.I) 특이도(%, 95% C.I)
OTP 0.914 0.828-0.965 31.11 82.1(66.5-92.4) 92.3(79.1-98.3)
Table 4 Sensitivity and Specificity of <i> OTP </ i> genes for Tissue Samples
Marker AUC a 95% CI b Cut-off (%) Sensitivity (%, 95% CI) Specificity (%, 95% CI)
OTP 0.914 0.828-0.965 31.11 82.1 (66.5-92.4) 92.3 (79.1-98.3)
a: Area Under ROC Curve; b: 95% Confidence Interval a : Area Under ROC Curve; b : 95% Confidence Interval
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 메틸화 검출방법과 진단용 조성물, 키트 및 핵산 칩을 이용하면, 통상적인 방법보다 정확하고 빠르게 유방암의 조기 진단이 가능하고 또한 유방암 진행단계의 확인이 가능할 뿐만 아니라, 비침습적 시료인 혈청을 샘플로 이용할 수 있어 보다 간편하고 정확하게 유방암을 진단할 수 있어 유용하다.As described above, by using the methylation detection method, the diagnostic composition, the kit and the nucleic acid chip according to the present invention, early diagnosis of breast cancer can be performed more accurately and faster than the conventional method, and the progression of breast cancer can be confirmed. Serum, which is an invasive sample, can be used as a sample, which is useful because it can diagnose breast cancer more simply and accurately.
이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, such a specific description is only a preferred embodiment, which is not limited by the scope of the present invention Will be obvious. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
전자파일 첨부하였음.Electronic file attached.

Claims (15)

  1. 다음 단계를 포함하는 유방암 진단을 위한, 유방암 특이적 메틸화 마커 유전자의 메틸화 검출방법:Method for detecting methylation of breast cancer specific methylation marker gene for breast cancer diagnosis comprising the following steps:
    (a) DNA를 함유한 임상샘플을 준비하는 단계; 및(a) preparing a clinical sample containing DNA; And
    (b) 상기 임상샘플의 DNA로부터 OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬의 메틸화를 검출하는 단계.(b) detecting methylation of the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene from the DNA of the clinical sample.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는 OTP 유전자의 인트론 부위의 CpG섬의 메틸화를 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein step (b) detects methylation of the CpG island of the intron region of the OTP gene.
  3. 제2항에 있어서, 상기 OTP 유전자의 인트론은 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 2, wherein the intron of the OTP gene comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (b)단계는 PCR, 메틸화 특이 PCR(methylation specific PCR), 실시간 메틸화 특이 PCR(real time methylation specific PCR), 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR, 정량 PCR, DNA 칩, 파이로시퀀싱 및 바이설파이트 시퀀싱으로 구성된 군에서 선택되는 방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein step (b) comprises: PCR, methylation specific PCR, real time methylation specific PCR, PCR using methylated DNA specific binding protein, quantitative PCR, DNA chip , Pyro sequencing and bisulfite sequencing.
  5. 제1항에 있어서, 상기 임상 샘플은 암 의심 환자 또는 진단 대상 유래의 조직, 세포, 혈액, 유즙, 혈장 및 소변으로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the clinical sample is selected from the group consisting of tissue, cells, blood, milk, plasma, and urine from a suspected cancer patient or a diagnostic subject.
  6. OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 함유하는 유방암 진단용 조성물. A composition for diagnosing breast cancer containing the CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene.
  7. 제6항에 있어서, 상기 CpG섬은 상기 OTP 유전자의 인트론 부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 유방암 진단용 조성물.The composition for diagnosing breast cancer according to claim 6, wherein the CpG island is located at an intron region of the OTP gene.
  8. 제7항에 있어서, 상기 OTP 유전자의 인트론은 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 유방암 진단용 조성물.According to claim 7, wherein the intron of the OTP gene breast cancer diagnostic composition, characterized in that it comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  9. OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 포함하는 단편을 증폭하기 위한 PCR 프라이머쌍과 상기 프라이머쌍에 의하여 증폭된 PCR 산물을 파이로시퀀싱하기 위한 시퀀싱 프라이머를 함유하는 유방암 진단용 키트.Breast cancer containing PCR primer pairs for amplifying fragments containing CpG islands of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene and sequencing primers for pyro sequencing PCR products amplified by the primer pairs Diagnostic kit.
  10. 제9항에 있어서, 상기 PCR 프라이머쌍은 서열번호 2 및 3으로 표시되는 염기서열인 것을 특징으로 하는 진단용 키트.The diagnostic kit according to claim 9, wherein the PCR primer pair is a nucleotide sequence represented by SEQ ID NOs: 2 and 3.
  11. 제9항에 있어서, 상기 시퀀싱 프라이머는 서열번호 4의 서열로 표시되는 염기서열인 것을 특징으로 하는 진단용 키트.The diagnostic kit according to claim 9, wherein the sequencing primer is a nucleotide sequence represented by the sequence of SEQ ID NO.
  12. OTP (NM_032109, 오쏘페디아 호메오박스, Orthopedia Homeobox) 유전자의 CpG섬을 포함하는 단편과 엄격한 조건하에서 하이브리다이제이션할 수 있는 프로브가 고정되어 있는 유방암 진단용 핵산 칩. A nucleic acid chip for breast cancer diagnosis in which a fragment containing a CpG island of the OTP (NM_032109, Orthopedia Homeobox) gene and a probe capable of hybridizing under strict conditions are immobilized.
  13. 제12항에 있어서, 상기 CpG섬은 상기 OTP 유전자의 인트론 부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 진단용 핵산 칩.The diagnostic nucleic acid chip according to claim 12, wherein the CpG island is located at an intron portion of the OTP gene.
  14. 제13항에 있어서, 상기 OTP 유전자의 인트론은 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 진단용 핵산 칩.The diagnostic nucleic acid chip according to claim 13, wherein the intron of the OTP gene comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  15. 제12항에 있어서, 상기 프로브는 서열번호 5 내지 9로 표시되는 염기서열로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 진단용 핵산 칩. The diagnostic nucleic acid chip according to claim 12, wherein the probe is selected from the group consisting of nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 5 to 9.
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