WO2022031006A1 - Composition for diagnosing osteoarthritis, and method for providing information for diagnosing osteoarthritis - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composition for diagnosing osteoarthritis, and a method for providing information for diagnosing osteoarthritis. In the present invention, it has been confirmed that, in the process of differentiating osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cells into chondrocytes, the expression of inflammatory cytokines IL-6, MMP1, and MMP10 and the expression of cell hypertrophy markers COL1A1, RUNX2, VEGFA, and ACAN, and AQP1 increase and the expression of a hyaline cartilage marker, COL2A1, decreases, and thus, it has been confirmed that diagnosis of osteoarthritis including chondrocyte hypertrophy, particularly early diagnosis of osteoarthritis, is possible. In addition, it has been confirmed that as chondrocyte differentiation progresses, the expression aspect of most biomarkers has changed, the expression of IL-6 and AQP1 has increased, and the expression of COL2A1, SOX9, and COL1A1 has decreased. Thus, the present invention can provide information on the progression stage of osteoarthritis according to a change in the expression amount of various biomarkers, and furthermore can provide information on an appropriate treatment method according to the progression stage of osteoarthritis.

Description

골관절염 진단용 조성물 및 골관절염 진단을 위한 정보 제공방법Composition for diagnosing osteoarthritis and method of providing information for diagnosing osteoarthritis
본 발명은 골관절염 진단용 조성물 및 골관절염 진단을 위한 정보 제공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IL-6를 포함하는 다양한 마커들의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 골관절염 진단용 조성물 및 이를 이용한 골관절염 진단을 위한 정보 제공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for diagnosing osteoarthritis and a method for providing information for diagnosing osteoarthritis, and more particularly, to a composition for diagnosing osteoarthritis comprising a formulation for measuring mRNA or protein levels of various markers including IL-6, and diagnosis of osteoarthritis using the same It relates to a method of providing information for
골관절염(Osteoarthritis, OA)은 연골에서 흔히 발생하는 퇴행성 관절질환이며, 노년층에서 사회 활동 참여 및 건강과 관련된 삶의 질을 저하시키는 중요한 질환이다. 골관절염은 관절연골세포가 정상적으로는 분화 중간 단계에서 머물고 있는데 어떤 원인에 의하여 성장판 연골세포처럼 분화가 진행되고 사멸되어 그 특성을 잃어버려 나타나는 현상이다. 관절연골세포 사멸(apoptosis)은 정상 관절연골에 비해 골관절염에서 더 자주 발생한다. 이로 관절연골세포 기능이 감소되어 세포외 기질 타입 Ⅱ 콜라겐 합성이 저하되고 이화성 기질-분해 효소(catabolic matrix-degrading enzymes)가 증가하여 세포외 기질 콜라겐 섬유 분해를 특징으로 한 관절연골의 퇴화가 시작된다. Osteoarthritis (OA) is a degenerative joint disease that occurs frequently in cartilage, and is an important disease that deteriorates the quality of life related to participation in social activities and health in the elderly. Osteoarthritis is a phenomenon in which articular cartilage cells normally remain in the intermediate stage of differentiation, but due to some cause, they differentiate and die like growth plate chondrocytes, and lose their properties. Articular cartilage cell death (apoptosis) occurs more frequently in osteoarthritis than in normal articular cartilage. As a result, the function of articular chondrocytes decreases, the synthesis of extracellular matrix type II collagen decreases, and the catabolic matrix-degrading enzymes increase, leading to degeneration of articular cartilage characterized by the degradation of extracellular matrix collagen fibers. .
골관절염을 진단하는 방법은 주로 병원 내진 또는 X-ray와 같은 방법을 주로 사용하기 때문에, 관절염의 병리기전으로 부터 골관절염 진단을 위한 바이오마커의 발굴에 대한 연구가 진행되고 있다 (미국공개특허 제 2009-0068656호; Q.Zhang et al., Osteoarthritis and Cartilage, 23(12):2259-2268, 2015).As a method of diagnosing osteoarthritis mainly uses methods such as hospital visits or X-rays, research on the discovery of biomarkers for diagnosing osteoarthritis from the pathological mechanism of arthritis is in progress (US Patent Publication No. 2009- 0068656; Q. Zhang et al., Osteoarthritis and Cartilage, 23(12):2259-2268, 2015).
이에, 본 발명에서는 골관절염의 환자의 특징을 이용해 연골세포 비대화와 골관절염의 상관관계를 확인하고자 골관절염 환자 유도만능줄기세포주를 제작하고 이를 연골세포로 분화를 유도하였다. 그 결과, 골관절염 환자 유래 유도만능 줄기세포가 연골세포로 분화하는 과정에서 염증성 사이토카인인 IL-6, MMP1 및 MMP10의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 세포 비대화 마커인 COL1A1, RUNX2, VEGFA와 ACAN 및 AQP1의 발현이 증가하였으며, 유리연골 마커인 COL2A1은 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 즉, IL-6를 포함한 다양한 마커들이 골관절염 진단에 적합한 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Therefore, in the present invention, in order to check the correlation between chondrocyte hypertrophy and osteoarthritis using the characteristics of osteoarthritis patients, an osteoarthritis patient-induced pluripotent stem cell line was prepared and differentiation into chondrocytes was induced. As a result, it was confirmed that the expression of inflammatory cytokines IL-6, MMP1 and MMP10 increased during the differentiation of induced pluripotent stem cells derived from osteoarthritis patients into chondrocytes. In addition, it was confirmed that the expression of COL1A1, RUNX2, VEGFA and ACAN and AQP1, which are cell hypertrophy markers, was increased, and the expression of COL2A1, a free cartilage marker, was decreased. That is, it was confirmed that various markers including IL-6 are suitable for diagnosing osteoarthritis, and the present invention was completed.
본 발명의 목적은 IL-6를 포함한 다양한 마커들를 이용한 골관절염 진단용 조성물을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a composition for diagnosing osteoarthritis using various markers including IL-6.
본 발명의 다른 목적은 IL-6를 포함한 다양한 마커들를 이용한 골관절염 진단에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for providing information on the diagnosis of osteoarthritis using various markers including IL-6.
상술한 목적을 달성하기 위해, In order to achieve the above object,
본 발명은 IL-6에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 골관절염 진단용 조성물을 제공한다. The present invention provides a composition for diagnosing osteoarthritis comprising an agent for measuring the mRNA or protein level for IL-6.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 및 COL2A1로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 바이오마커에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the composition is an agent for measuring mRNA or protein levels for one or more biomarkers selected from the group consisting of MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 and COL2A1 may further include.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 골관절염 조기 진단용 조성물일 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the composition may be a composition for early diagnosis of osteoarthritis.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 연골세포 비대화를 진단할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the composition can diagnose chondrocyte hypertrophy.
또한, 본 발명은 상기 골관절염 진단용 조성물을 포함하는 골관절염 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for diagnosing osteoarthritis comprising the composition for diagnosing osteoarthritis.
또한, 본 발명은 (a) 환자의 생물학적 시료로부터 IL-6 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및 In addition, the present invention comprises the steps of (a) measuring the mRNA or protein expression level of the IL-6 gene from the patient's biological sample; and
(b) 상기 mRNA 또는 단백질 발현 수준을 대조군 시료와 비교하는 단계를 포함하는 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법을 제공한다. (B) provides a method for providing information on the diagnosis of osteoarthritis comprising the step of comparing the mRNA or protein expression level with a control sample.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는 MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 및 COL2A1로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 바이오마커에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 추가로 측정할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, in step (a), mRNA or protein level for one or more biomarkers selected from the group consisting of MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 and COL2A1 Additional measurements can be made.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, IL-6, RUNX2, VEGFA, MMP1 및 MMP10 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하면 연골세포 비대화가 진행 중 인 것으로 정보를 제공할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, when the expression level of mRNA or protein thereof of IL-6, RUNX2, VEGFA, MMP1 and MMP10 genes is increased compared to the control group, it is possible to provide information that chondrocyte hypertrophy is in progress. have.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, IL-6, MMP1, MMP10, ACAN, COL1A1, RUNX2, VEGFA 및 AQP1유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하고, COL2A1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 감소하면, 골관절염 조기 단계인 것으로 정보를 제공할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, IL-6, MMP1, MMP10, ACAN, COL1A1, RUNX2, VEGFA and AQP1 gene mRNA or its protein expression level is increased compared to the control, COL2A1 gene mRNA or When the expression level of its protein is decreased compared to the control group, it can provide information that it is an early stage of osteoarthritis.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, IL-6 및 AQP1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하고, COL2A1, SOX9 및 COL1A1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 감소하면, 골관절염 중기 또는 말기 단계인 것으로 정보를 제공할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the expression level of IL-6 and AQP1 gene mRNA or its protein is increased compared to the control, and the COL2A1, SOX9 and COL1A1 gene mRNA or its protein expression level is higher than that of the control. If it decreases, it may provide information that the osteoarthritis is in the intermediate or late stage.
본 발명은 일관점에서 IL-6에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 골관절염 진단용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for diagnosing osteoarthritis comprising an agent for measuring the mRNA or protein level for IL-6 from one point of view.
상기 조성물은 MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 및 COL2A1로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 바이오마커에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 골관절염 진단을 위에 적합한 다른 바이오마커를 조합하여 사용할 수 있다. The composition may further include an agent for measuring mRNA or protein levels for one or more biomarkers selected from the group consisting of MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 and COL2A1, but is limited thereto Otherwise, it can be used in combination with other biomarkers suitable for the diagnosis of osteoarthritis.
상기 조성물은 골관절염 조기 진단에 사용할 수 있으며, 특히 연골세포 비대화 진단에 사용할 수 있다. The composition can be used for early diagnosis of osteoarthritis, in particular can be used for chondrocyte hypertrophy diagnosis.
본 발명에서 사용된 용어 "진단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미하며, 본 발명에서 사용된 용어 "진단용 바이오마커"란 정상 대조군에 비해 골관절염 또는 연골세포 비대화가 진행된 개체에 비해, 특정 유전자 발현 수준 또는 단백질 발현 수준의 유의적인 증가 또는 감소 양상을 보이는 폴리펩티드 또는 핵산(예: mRNA 등), 지질, 당지질, 당단백질, 당(단당류, 이당류, 올리고당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함한다.The term "diagnosis" used in the present invention means to confirm the presence or characteristics of a pathological condition, and the term "diagnostic biomarker" used in the present invention refers to an individual with osteoarthritis or chondrocyte hypertrophy compared to a normal control group, Organic biomolecules such as polypeptides or nucleic acids (eg, mRNA), lipids, glycolipids, glycoproteins, sugars (monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, etc.), etc. includes
본 발명에 사용된 용어 "mRNA 발현수준 측정"이란 생물학적 시료에서 골관절염 진단을 위한 바이오마커의 mRNA 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로 mRNA의 양을 측정한다. 이를 위한 분석 방법으로는 역전사 중합효소반응(RT-PCR), 경쟁적 역전사 중합효소반응(Competitive RT-PCR), 실시간 역전사 중합효소반응(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting), DNA 칩 등이 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term “mRNA expression level measurement” refers to a process of determining the presence and expression level of mRNA of a biomarker for diagnosing osteoarthritis in a biological sample, and measuring the amount of mRNA. Analysis methods for this include reverse transcription polymerase reaction (RT-PCR), competitive reverse transcription polymerase reaction (Competitive RT-PCR), real-time reverse transcription polymerase reaction (Real-time RT-PCR), RNase protection assay (RPA; RNase protection) assay), Northern blotting, and a DNA chip, but is not limited thereto.
상기 mRNA 수준을 측정하는 제제는 특정 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드인 것을 특징으로 하며, 상기 유전자들의 핵산 정보가 GeneBank 등에 알려져 있으므로 당업자는 상기 서열을 바탕으로 이들 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드를 디자인할 수 있다.The agent for measuring the mRNA level is characterized in that it is a primer pair, probe, or antisense nucleotide that specifically binds to a specific gene. Probes or antisense nucleotides can be designed.
본 발명에서 사용된 용어 "프라이머"는 표적 유전자 서열을 인지하는 단편으로서, 정방향 및 역방향의 프라이머 쌍을 포함하나, 바람직하게는, 특이성 및 민감성을 가지는 분석 결과를 제공하는 프라이머 쌍이다.As used herein, the term "primer" refers to a fragment recognizing a target gene sequence, including a pair of forward and reverse primers, but preferably a primer pair that provides analysis results with specificity and sensitivity.
본 발명에서 사용된 용어 "프로브"란 시료 내의 검출하고자 하는 표적 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 의미하며, 상기 결합을 통하여 특이적으로 시료 내의 표적 물질의 존재를 확인할 수 있는 물질을 의미한다. 프로브의 종류는 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질로서 제한은 없으나, 바람직하게는 PNA(peptide nucleic acid), LNA(locked nucleic acid), 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질, RNA 또는 DNA 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 PNA이다. As used herein, the term “probe” refers to a substance capable of specifically binding to a target substance to be detected in a sample, and refers to a substance capable of specifically confirming the presence of a target substance in a sample through the binding. do. The type of probe is not limited as a material commonly used in the art, but preferably PNA (peptide nucleic acid), LNA (locked nucleic acid), peptide, polypeptide, protein, RNA or DNA, and most preferably It is PNA.
본 발명에서 사용된 용어 "안티센스"는 안티센스 올리고머가 왓슨-크릭 염기쌍 형성에 의해 RNA 내의 표적 서열과 혼성화되어, 표적서열 내에서 전형적으로 mRNA와 RNA:올리고머 헤테로이중체의 형성을 허용하는 뉴클레오티드 염기의 서열 및 서브유닛간 백본을 갖는 올리고머를 의미한다. 올리고머는 표적 서열에 대한 정확한 서열 상보성 또는 근사 상보성을 가질 수 있다.As used herein, the term "antisense" means that an antisense oligomer hybridizes with a target sequence in RNA by Watson-Crick base pairing, and typically mRNA and RNA: oligomeric heteroduplex formation in the target sequence. It refers to an oligomer having a sequence and an inter-subunit backbone. An oligomer may have exact sequence complementarity or approximate complementarity to a target sequence.
본 발명에 사용된 용어 "단백질 발현수준 측정"이란 생물학적 시료에서 골관절염 진단을 위한 바이오마커로부터 발현된 단백질의 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정이다. 상기 유전자의 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자 (nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 이용하여 단백질의 양을 확인할 수 있다.As used herein, the term "measurement of protein expression level" is a process of confirming the presence and expression level of a protein expressed from a biomarker for diagnosing osteoarthritis in a biological sample. The amount of the protein can be confirmed using an antibody, an interacting protein, a ligand, nanoparticles, or an aptamer that specifically binds to a protein or peptide fragment of the gene.
상기 단백질 발현 수준 측정 또는 비교 분석 방법으로는 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDI-TOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동 분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(liquid chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS(liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏 및 ELISA(enzyme linked immunosorbent assay)등이 있으나 이로 제한되는 것은 아니다. The protein expression level measurement or comparative analysis method includes protein chip analysis, immunoassay, ligand binding assay, MALDI-TOF (Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) analysis, SELDI-TOF (Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time) analysis. of Flight Mass Spectrometry analysis, radioimmunoassay, radioimmunodiffusion method, Ouchteroni immunodiffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, complement fixation assay, two-dimensional electrophoresis analysis, liquid chromatography-mass spectrometry (liquid chromatography) -Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS (liquid chromatography-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry), Western blot, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), etc., but are not limited thereto.
본 발명은 다른 관점에서, 상기 골관절염 진단용 조성물을 포함하는 골관절염 진단용 키트에 관한 것이다. In another aspect, the present invention relates to a kit for diagnosing osteoarthritis comprising the composition for diagnosing osteoarthritis.
상기 키트는 당업계에 알려져 있는 통상의 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 키트는 예를 들면, 동결 건조 형태의 항체와 완충액, 안정화제, 불활성 단백질 등을 포함할 수 있다. The kit may be prepared by a conventional manufacturing method known in the art. The kit may include, for example, a freeze-dried antibody, a buffer, a stabilizer, an inactive protein, and the like.
상기 키트는 검출 가능한 표지를 더 포함할 수 있다. 용어 "검출 가능한 표지"는 표지가 없는 동일한 종류의 분자들 중에서 표지를 포함하는 분자를 특이적으로 검출하도록 하는 원자 또는 분자를 의미한다. The kit may further include a detectable label. The term "detectable label" refers to an atom or molecule that allows for specific detection of a molecule comprising a label among molecules of the same type without a label.
본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 환자의 생물학적 시료로부터 IL-6 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및 In another aspect, the present invention, (a) measuring the mRNA or protein expression level of the IL-6 gene from a patient's biological sample; and
(b) 상기 mRNA 또는 단백질 발현 수준을 대조군 시료와 비교하는 단계를 포함하는 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법에 관한 것이다. (b) relates to a method for providing information on the diagnosis of osteoarthritis, comprising the step of comparing the mRNA or protein expression level with a control sample.
상기 방법에서 "생물학적 시료(biological sample)"란 조직, 세포, 혈액, 혈청, 혈장, 타액, 뇌척수액 또는 뇨와 같은 시료 등을 의미하며, 바람직하게는 혈액, 혈장, 혈청을 의미한다.In the above method, "biological sample" means a sample such as tissue, cells, blood, serum, plasma, saliva, cerebrospinal fluid or urine, and preferably means blood, plasma, or serum.
상기 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법에서 유전자 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 수준 측정 방법은 상술한 바와 같다.In the method for providing information on the diagnosis of osteoarthritis, the method for measuring the expression level of gene mRNA or protein thereof is as described above.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계는 MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 및 COL2A1로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 바이오마커에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 추가로 측정할 수 있다. In the present invention, in the step (a), the mRNA or protein level for one or more biomarkers selected from the group consisting of MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 and COL2A1 can be further measured. have.
본 발명에 있어서, IL-6, RUNX2, VEGFA, MMP1 및 MMP10 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하면 연골세포 비대화가 진행 중 인 것으로 정보를 제공할 수 있다. In the present invention, when the expression level of mRNA or protein thereof of IL-6, RUNX2, VEGFA, MMP1 and MMP10 genes is increased compared to the control group, it is possible to provide information that chondrocyte hypertrophy is in progress.
본 발명에 있어서, IL-6, MMP1, MMP10, ACAN, COL1A1, RUNX2, VEGFA 및 AQP1유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하고, COL2A1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 감소하면, 골관절염 조기 단계인 것으로 정보를 제공할 수 있다. In the present invention, the expression level of mRNA or protein thereof of IL-6, MMP1, MMP10, ACAN, COL1A1, RUNX2, VEGFA and AQP1 genes is increased compared to the control, and the expression level of mRNA or protein thereof of the COL2A1 gene is a control group If decreased compared to , it can provide information that osteoarthritis is an early stage.
본 발명에 있어서, IL-6 및 AQP1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하고, COL2A1, SOX9 및 COL1A1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 감소하면, 골관절염 중기 또는 말기 단계인 것으로 정보를 제공할 수 있다. In the present invention, the expression level of IL-6 and AQP1 gene mRNA or its protein increases compared to the control, and the COL2A1, SOX9 and COL1A1 gene mRNA or its protein expression level decreases compared to the control. Information can be provided as it is a late stage.
본 발명의 구체적인 일구현예에서는, 골관절염의 환자의 특징을 이용해 연골세포 비대화와 골관절염의 상관관계를 확인하고자 정상인의 골관절 유래 유도만능줄기세포(HC) 및 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포주(efOA)를 제작하였으며, 제작된 유도만능줄기세포에 대한 특성분석을 진행하였을 때, 두 개 세포주 모두 전분화능을 갖췄음을 확인하였다 (도 1a 내지 도 1c).In a specific embodiment of the present invention, osteoarthritis-derived induced pluripotent stem cells (HC) and osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cell lines (efOA) were used to confirm the correlation between chondrocyte hypertrophy and osteoarthritis using the characteristics of osteoarthritis patients. produced, and when characterization of the produced induced pluripotent stem cells was performed, it was confirmed that both cell lines had pluripotency ( FIGS. 1A to 1C ).
본 발명의 구체적인 다른 일구현예에서는, HC 및 efOA 유도만능줄기세포를 연골세포로 분화시켰을 때, 유전자 발현정도를 관찰하였다. 그 결과, 연골세포로의 분화 21일째의 연골펠렛에서 ACAN, AQP1, COL1A1, COL10A1, MMP13 및 RUNX2 유전자 발현정도를, 추가로 연골펠렛의 세포 비대화를 유도한지 7일째, ACAN, AQP1, COL1A1, COL10A1, MMP13 및 RUNX2 유전자 발현정도를 확인한 결과, ACAN, COL2A1 및 AQP1 에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다 (도 2a 내지 도 3b). In another specific embodiment of the present invention, when HC and efOA-induced pluripotent stem cells were differentiated into chondrocytes, the level of gene expression was observed. As a result, the expression levels of ACAN, AQP1, COL1A1, COL10A1, MMP13 and RUNX2 genes in cartilage pellets on the 21st day of differentiation into chondrocytes were further evaluated on the 7th day after inducing cell hypertrophy of the cartilage pellets, ACAN, AQP1, COL1A1, COL10A1 , MMP13 and RUNX2 gene expression levels were checked, and no significant differences were observed in ACAN, COL2A1 and AQP1 ( FIGS. 2a to 3b ).
연골분화 유도 21일 이후로는 유의미한 유전자 발현 패턴 변화가 관찰되지 않아, 본 발명에서는 연골비대화가 시작되는 시점을 기준으로 유전자 발현정도를 분석하였다. 본 발명에서는 유도만능줄기세포를 연골펠렛으로 분화 유도한지 7일째, 골관절염 연골펠렛에서 비대화 현상이 나타나는 것을 확인하였으므로(도 3a), 연골분화 7일째에 유전자 발현정도를 분석하였다. 연골분화 7일차 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 배양배지(conditioned media)로 염증성 사이토카인 분비 양상 및 MMP 어세이(array)를 확인하였을 때, 골관절염 환자의 배양배지에서 IL-6, MMP1 및 MMP10 발현이 유의하게 증가된 것을 확인하였다 (도 4).No significant gene expression pattern change was observed after 21 days of induction of cartilage differentiation. In the present invention, the gene expression level was analyzed based on the start of cartilage hypertrophy. In the present invention, since it was confirmed that on the 7th day after differentiation of induced pluripotent stem cells into cartilage pellets, hypertrophy appeared in osteoarthritis cartilage pellets (FIG. 3a), the gene expression level was analyzed on the 7th day of cartilage differentiation. The expression of IL-6, MMP1 and MMP10 was significant in the culture medium of osteoarthritis patients when the inflammatory cytokine secretion pattern and MMP assay were confirmed with the conditioned media of the 7th day of cartilage differentiation osteoarthritis pellets and normal pellets. It was confirmed that the increase was significantly increased (FIG. 4).
본 발명의 구체적인 다른 일구현예에서, 연골분화 유도 7일째에 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 유전자 발현을 확인한 결과, 환자군에서 유리연골의 대표마커인 COL2A1(collagen type 2)가 유의하게 감소된 것을 확인하였으며, 섬유연골과 세포비대화 마커인 COL1A1, RUNX2, VEGFA 및 AQP1 발현이 유의하게 증가된 것을 확인하였다 (도 3a 및 도 3b). 나아가, 연골분화 유도 21일째 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 유전자 발현을 확인한 결과, AQP1 발현이 유의하게 증가하였으며, COL2A1 및 COL10A1 발현이 유의하게 감소한 반면, 다른 바이오마커들의 발현 양상은 사라진 것을 확인하였다 (도 2a 및 도 2b)In another specific embodiment of the present invention, as a result of checking the gene expression of osteoarthritis pellets and normal pellets on the 7th day of induction of cartilage differentiation, it was confirmed that COL2A1 (collagen type 2), a representative marker of free cartilage, was significantly reduced in the patient group. , it was confirmed that fibrocartilage and cell hypertrophy markers COL1A1, RUNX2, VEGFA and AQP1 expression were significantly increased ( FIGS. 3a and 3b ). Furthermore, as a result of confirming the gene expression of osteoarthritis pellets and normal pellets on the 21st day of induction of cartilage differentiation, AQP1 expression was significantly increased, and COL2A1 and COL10A1 expressions were significantly decreased, while the expression patterns of other biomarkers disappeared (Fig. 2a and 2b)
또한, 도 4 에서 단백질 발현이 증가했던 IL-6, MMP1 및 MMP10 유전자 발현도 정상 펠렛에 비해 골관절염 펠렛에서 증가한 것을 확인하였으며, IL-6 분비를 조절하는 IL-1β 및 TNFα 유전자 발현도 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 다만, 연골분화 유도 21일째에는 MMP1 및 MMP10 유전자 발현 양상이 변화된 것을 확인할 수 있었다 (도 5).In addition, it was confirmed that the expression of the IL-6, MMP1 and MMP10 gene, which had increased protein expression in FIG. 4 , was also increased in the osteoarthritis pellet compared to the normal pellet, and the expression of the IL-1β and TNFα gene, which regulates IL-6 secretion, also increased significantly. confirmed that. However, it was confirmed that the MMP1 and MMP10 gene expression patterns were changed on the 21st day of induction of cartilage differentiation ( FIG. 5 ).
본 발명에서는 골관절염 환자 유래 유도만능 줄기세포를 연골세포로 분화를 유도하였을 때, 분화 초기에 IL-1β와 IL-6 발현에 의하여 기능이 손상된(impaired)된 연골 분화 양상을 보이는 것을 확인하였으며, 이 과정에서 RUNX2, VEGFA, MMP1과 MMP10이 작용하여 세포 비대화를 유도하는 것을 확인하였다. In the present invention, when differentiation of induced pluripotent stem cells derived from osteoarthritis patients into chondrocytes was induced, it was confirmed that the function of chondrocyte differentiation was impaired by the expression of IL-1β and IL-6 at the initial stage of differentiation. In the process, it was confirmed that RUNX2, VEGFA, MMP1 and MMP10 acted to induce cell hypertrophy.
즉, 본 발명에서는 연골 세포 비대화 또는 골관절염이 진행됨에 따라, IL-6를 포함한 다양한 마커들의 발현양상이 변화하는 것을 확인하였으므로, 본 발명에서 도출한 다양한 바이오마커들의 발현양상 변화를 확인하면 골관절염/연골세포 비대화의 조기진단이 가능할 뿐만 아니라, 골관절염/연골세포 비대화 진행단계에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 나아가 골관절염 진행 단계에 따른 적합한 치료방법에 대한 정보를 제공할 수 있는 것을 확인하였다.That is, in the present invention, it was confirmed that the expression patterns of various markers including IL-6 change as chondrocyte hypertrophy or osteoarthritis progresses. It was confirmed that not only can early diagnosis of cell hypertrophy be possible, but it can also provide information on the progression stage of osteoarthritis/chondrocyte hypertrophy, and furthermore, it can provide information on a suitable treatment method according to the stage of osteoarthritis progression.
본 발명에서는 골관절염 환자 유래 유도만등 줄기세포를 연골세포로 분화하는 과정에서 염증성 사이토카인인 IL-6, MMP1 및 MMP10의 발현 및 세포 비대화 마커인 COL1A1, RUNX2, VEGFA와 ACAN 및 AQP1의 발현이 증가하고, 유리연골 마커인 COL2A1은 발현이 감소하는 것을 확인하였으므로, 이를 이용하여 연골세포 비대화를 포함하는 골관절염, 특히 골관절염 조기 진단이 가능함을 확인하였다. 또한, 연골세포 분화가 진행됨에 따라, 대부분의 바이오마커들의 발현양상이 변화하였으며, IL-6 및 AQP1의 발현은 증가하고, COL2A1, SOX9 및 COL1A1 발현은 감소하는 것을 확인하였으므로, 다양한 바이오마커들의 발현량 변화에 따라 골관절염의 진행 단계에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 나아가 골관절염 진행 단계에 따른 적합한 치료방법에 대한 정보를 제공할 수 있다.In the present invention, the expression of inflammatory cytokines IL-6, MMP1 and MMP10 and the cell hypertrophy markers COL1A1, RUNX2, VEGFA and ACAN and AQP1 are increased in the process of differentiation of stem cells into chondrocytes, such as induction of osteoarthritis patients. And, since it was confirmed that the expression of the free cartilage marker COL2A1 was decreased, it was confirmed that it is possible to use this to diagnose osteoarthritis including chondrocyte hypertrophy, especially osteoarthritis early. In addition, as the chondrocyte differentiation progressed, it was confirmed that the expression patterns of most biomarkers changed, the expression of IL-6 and AQP1 increased, and the expression of COL2A1, SOX9 and COL1A1 decreased. Therefore, the expression of various biomarkers According to the change in the amount, it is possible to provide information on the progression stage of osteoarthritis, and furthermore, it is possible to provide information on a suitable treatment method according to the stage of osteoarthritis progression.
도 1a는 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포(efOA, early finger OA)의 특성 분석을 수행한 결과이다. (a) 골관절염 환자(efOA) 및 이의 자매인 정상인(HC)을 나타낸 모식도, (b) 손가락 x-ray 사진을 비교한 결과, (c) HC의 말초지절간관절(distal interphalangeal joint) x-ray 사진, 및 (d) 환자의 말초지절간관절(distal interphalangeal joint) x-ray 사진을 나타낸다. 1A is a result of characterization of osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cells (efOA, early finger OA). (a) Schematic diagram showing osteoarthritis patient (efOA) and its sister, normal (HC), (b) finger x-ray comparison results, (c) HC distal interphalangeal joint x-ray A photograph, and (d) a distal interphalangeal joint x-ray photograph of the patient are shown.
도 1b는 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포(efOA, early finger OA)의 특성 분석을 수행한 결과이다. alkaline phosphatase 염색된 HC(e) 및 efOA(f)의 hiPSC, (g) HC-hiPSC의 정상 핵형, (h) efOA-hiPSC 의 정상 핵형, 다능성 마커를 사용한 HC-hiPSC(i) 및 efOA-hiPSC(j)의 면역형광염색 결과(모든 스케일바= 200 μm)를 나타낸다. 1B is a result of characterization of osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cells (efOA, early finger OA). Alkaline phosphatase-stained hiPSCs of HC(e) and efOA(f), (g) Normal karyotype of HC-hiPSC, (h) Normal karyotype of efOA-hiPSC, HC-hiPSC(i) and efOA- with pluripotency markers The results of immunofluorescence staining of hiPSCs (j) (all scale bars = 200 μm) are shown.
도 1c는 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포(efOA, early finger OA)의 특성 분석을 수행한 결과이다. OCT4(k), KLF4(l), NANOG(m) 및 LIN28(n)의 상대적 발현정도를 나타낸다(* P <0.05, ** P <0.01). 1C is a result of characterization of osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cells (efOA, early finger OA). Relative expression levels of OCT4(k), KLF4(l), NANOG(m) and LIN28(n) are shown (*P <0.05, **P <0.01).
도 2a는 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포를 연골펠렛으로 분화 유도한지 21일째 완전히 분화된 CP의 특성으로서, 21 일째 CP의 알시안 블루 염색 결과(스케일바 = 100 μm)를 나타낸다. Figure 2a shows the characteristics of fully differentiated CP on the 21st day after differentiation of osteoarthritis patient-derived pluripotent stem cells into cartilage pellets.
도 2b는 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포를 연골펠렛으로 분화 유도한지 21일째 완전히 분화된 CP의 특성을 나타낸다. (b) SOX9의 상대적 발현, (c) ACAN의 상대적 발현, (d) COL2A1의 상대적 발현, (e) COL1A1의 상대적 발현, (f) COL10A1의 상대적 발현, (g) RUNX2의 상대적 발현, (h) MMP13의 상대적 발현, (i) VEGFA의 상대적 발현, 및 (j) AQP1의 상대적 발현. 각 유전자의 발현은 GAPDH의 발현으로 정규화되었다(* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).Figure 2b shows the characteristics of fully differentiated CP on the 21st day after differentiation of osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cells into cartilage pellets. (b) relative expression of SOX9, (c) relative expression of ACAN, (d) relative expression of COL2A1, (e) relative expression of COL1A1, (f) relative expression of COL10A1, (g) relative expression of RUNX2, (h) ) Relative expression of MMP13, (i) relative expression of VEGFA, and (j) relative expression of AQP1. The expression of each gene was normalized to the expression of GAPDH (*P <0.05, **P <0.01, ***P <0.001).
도 3a 는 연골펠렛의 세포 비대화를 유도한지 7일째 초기 연골 생성 펠릿 (CP)의 특성을 나타낸다. (a) 7 일 CP의 이미지. (b) 21 일째 CP의 알시안 블루 염색 결과(스케일바 = 200 μm). Figure 3a shows the characteristics of the initial chondrogenic pellet (CP) 7 days after induction of cell hypertrophy of the cartilage pellet. (a) Images of 7-day CP. (b) Alcian blue staining result of CP on day 21 (scale bar = 200 μm).
도 3b 는 연골펠렛의 세포 비대화를 유도한지 7일째 초기 연골 생성 펠릿 (CP)의 특성을 나타낸다. (c) SOX9의 상대적 발현. (d) ACAN의 상대적 발현. (e) COL2A1의 상대적 발현. (f) COL1A1의 상대적 발현. (g) COL10A1의 상대적 발현. (h) RUNX2의 상대적 발현. (i) MMP13의 상대적 발현. (j) VEGFA의 상대적 발현. (k) AQP1의 상대적 발현. 각 유전자의 발현은 GAPDH의 발현으로 정규화되었다(* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).Figure 3b shows the characteristics of the initial chondrogenic pellet (CP) 7 days after induction of cell hypertrophy of the cartilage pellet. (c) Relative expression of SOX9. (d) Relative expression of ACAN. (e) Relative expression of COL2A1. (f) Relative expression of COL1A1. (g) Relative expression of COL10A1. (h) Relative expression of RUNX2. (i) Relative expression of MMP13. (j) Relative expression of VEGFA. (k) Relative expression of AQP1. The expression of each gene was normalized to the expression of GAPDH (*P <0.05, **P <0.01, ***P <0.001).
도 4는 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포를 연골펠렛으로 분화 유도한지 7일째, 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 배양배지(conditioned media)로 염증성 사이토카인 분비 양상 및 MMP 분석 결과를 나타낸다. (a) HC- 및 efOA-CP 배양 상청액의 염증성 사이토카인 어레이의 결과. (b) HC- 및 efOA-CP 배양 상청액의 MMP 어레이의 결과. (c) IL-6, (d) MMP1 및 (e) MMP10의 측정된 강도변화 수준(* P <0.05).Figure 4 shows the inflammatory cytokine secretion pattern and MMP analysis results in culture medium (conditioned media) of osteoarthritis pellets and normal pellets on the 7th day after differentiation of induced pluripotent stem cells derived from osteoarthritis patients into cartilage pellets. (A) Results of inflammatory cytokine arrays of HC- and efOA-CP culture supernatants. (b) Results of MMP arrays of HC- and efOA-CP culture supernatants. Measured intensity change levels of (c) IL-6, (d) MMP1 and (e) MMP10 (* Po0.05).
도 5는 실시간 PCR을 사용하여 선택된 염증성 사이토카인 및 MMP 분석 결과를 나타낸다. (a) 7 일차 IL6의 상대적 발현. (b) 7 일차 MMP1의 상대적 발현. (c) 7 일차 MMP10의 상대적 발현. (d) 21 일차 IL6의 상대적 발현. (e) 21 일차 MMP1의 상대적 발현. (f) 21 일차 MMP10의 상대적 발현. (g) 7 일차 IL1B의 상대적 발현. (h) 21 일차 IL1B의 상대적 발현. (i) 7 일차 TNFA의 상대적 발현. (j) 21 일차 TNFA의 상대적 발현. 각 유전자의 발현은 GAPDH의 발현으로 정규화되었다(* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).5 shows the results of analysis of selected inflammatory cytokines and MMPs using real-time PCR. (a) Relative expression of day 7 IL6. (b) Relative expression of day 7 MMP1. (c) Relative expression of day 7 MMP10. (d) Relative expression of day 21 IL6. (e) Relative expression of day 21 MMP1. (f) Relative expression of MMP10 at day 21. (g) Relative expression of day 7 IL1B. (h) Relative expression of day 21 IL1B. (i) Relative expression of day 7 TNFA. (j) Relative expression of day 21 TNFA. The expression of each gene was normalized to the expression of GAPDH (*P <0.05, **P <0.01, ***P <0.001).
도 6은 IL-1β 처리된 CP에서 유전자 발현을 확인한 결과를 나타낸다. (a) RUNX2의 상대적 발현. (b) VEGFA의 상대적 발현. (c) IL1B의 상대적 발현. (d) IL6의 상대적 발현. (e) MMP1의 상대적 발현. (f) MMP10의 상대적 발현. 정상 대조군 (NC)과 처리 그룹 간의 통계적으로 유의미한 차이는 해시 기호로 표시된다(일원 분산 분석, Dunnett의 검정, # P <0.05, ## P <0.01, ### P <0.001).6 shows the results of confirming gene expression in IL-1β-treated CP. (a) Relative expression of RUNX2. (b) Relative expression of VEGFA. (c) Relative expression of IL1B. (d) Relative expression of IL6. (e) Relative expression of MMP1. (f) Relative expression of MMP10. Statistically significant differences between normal control (NC) and treatment groups are indicated by hash symbols (one-way ANOVA, Dunnett's test, # P <0.05, ## P <0.01, ### P <0.001).
[실시예 1][Example 1]
골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포 제작Production of induced pluripotent stem cells derived from osteoarthritis patients
1-1 : 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포 제작1-1: Production of induced pluripotent stem cells derived from osteoarthritis patients
본 발명에서는 손가락에 조기 골관절염(efOA; early finger OA)이 발생한 환자를 선별하였으며, 대조군으로 환자의 정상 자매(HC; healthy control)를 선별하였다 (도 1a). 이들의 손가락 x-ray 사진을 비교한 결과, 골관절염(efOA, early finger OA)의 경우, 손가락 마디에 연골이 닳아 없어지고, 뼈가 접합된 것을 확인하였다(도 1 a).In the present invention, a patient with early osteoarthritis (efOA; early finger OA) was selected, and a healthy control (HC) of the patient was selected as a control group ( FIG. 1A ). As a result of comparing their finger x-ray photographs, it was confirmed that, in the case of osteoarthritis (efOA, early finger OA), the cartilage in the knuckle was worn away and the bones were joined ( FIG. 1 a ).
선별된 정상인과 골관절염 환자의 섬유아세포(fibroblast)을 수득한 다음, 공지된 방법을 이용하여 유도만능줄기세포(iPSC; induced pluripotent stem cell)를 제작하였다 (Jaecheol Lee et al., Arthritis Res Ther, 16(1):R41. 2014).After obtaining fibroblasts from selected normal individuals and osteoarthritis patients, induced pluripotent stem cells (iPSCs) were prepared using a known method (Jaecheol Lee et al., Arthritis Res Ther, 16). (1):R41. 2014).
구체적으로, 정상인과 골관절염 환자로부터 피부 조직을 채취하여 작게 자른 다음, 0.01% 콜라겐분해효소(collagenase)가 포함된 DMEM를 첨가하고, 4시간 동안 37℃ 조건의 쉐이커에서 배양하였다. 분리된 세포는 PBS로 세척한 후, 20% FBS와 항생제가 첨가된 DMEM에 재현탁시킨 다음, 증식을 유도하였다. Specifically, skin tissue was collected from normal subjects and osteoarthritis patients, cut into small pieces, and then DMEM containing 0.01% collagenase was added, and cultured in a shaker at 37° C. for 4 hours. The isolated cells were washed with PBS and then resuspended in DMEM supplemented with 20% FBS and antibiotics, and then proliferation was induced.
세포가 증식하면 trypsin/EDTA를 넣어 세포를 탈착시킨 후, 3 x 105개의 세포가 되도록 20% FBS가 포함된 DMEM에 재현탁시킨 후, 6-웰 플레이트에 분주하였다. 그 다음, 야마나카 인자(Yamanaka factor)가 포함된 센다이바이러스(sendai virus) 30 ㎕를 넣고 1160 x g에서 30분동안 원심분리한 다음, 37℃에서 하룻밤 동안 배양한 후, 비트로넥틴(vitronectin)으로 코팅된 6-웰 플레이트로 세포들을 옮겼다. 그 후, 1160 x g에서 10분 동안 원심분리한 다음, 부착된 세포들을 E8 배지(Essential 8 media)에서 배양하여 섬유아세포 유래 iPSC를 수득하였다. When the cells proliferated, trypsin/EDTA was added to detach the cells, and then resuspended in DMEM containing 20% FBS so as to become 3 x 10 5 cells, and then aliquoted in a 6-well plate. Then, 30 μl of Sendai virus containing Yamanaka factor was added, centrifuged at 1160 x g for 30 minutes, incubated at 37° C. overnight, and coated with vitronectin. Cells were transferred to 6-well plates. Then, after centrifugation at 1160 x g for 10 minutes, the adhered cells were cultured in E8 medium (Essential 8 media) to obtain fibroblast-derived iPSCs.
1-2 : 골관절염 환자 유래 유도만능 줄기세포 특성 분석1-2: Characterization of induced pluripotent stem cells derived from osteoarthritis patients
상기에서 제작된 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포 및 정상인 유래 유도만능줄기세포의 특성분석을 위해 세포 관찰 및 유전자 분석을 수행을 수행하였다.Cell observation and genetic analysis were performed to characterize the osteoarthritis patient-derived induced pluripotent stem cells and normal human-derived pluripotent stem cells prepared above.
유도만능 줄기세포 특성 관찰을 위해, SSEA4, OCT4, TRA-1-60, SOX2, TRA-1-81, KLF4, NANOG 및 LIN28 발현 정도를 형광현미경을 통해 관찰하였다. To observe the characteristics of induced pluripotent stem cells, the expression levels of SSEA4, OCT4, TRA-1-60, SOX2, TRA-1-81, KLF4, NANOG and LIN28 were observed through a fluorescence microscope.
또한, OCT4, KLF4, NANOG 및 LIN28의 mRNA 발현량은 당업계에 공지된 방법에 따라 하기 표 1의 프라이머 서열을 이용하여 PCR을 통해 확인하였다.In addition, the mRNA expression levels of OCT4, KLF4, NANOG and LIN28 were confirmed by PCR using the primer sequences in Table 1 below according to a method known in the art.
프라이머 서열 primer sequence
DescriptionDescription Target NameTarget Name REFSEQ_IDREFSEQ_ID DirectionDirection Primer SequencePrimer Sequence 서열
번호
order
number
SizeSize
Pluripotency MarkerPluripotency Marker OCT4OCT4 NM_203289.5NM_203289.5 ForwardForward GGGAAATGGGAGGGGTGCAAAAGAGGGGGAAATGGGAGGGGTGCAAAAGAGG 1One 151151
Reverse Reverse TTGCGTGAGTGTGGATGGGATTGGTGTTGCGTGAGTGTGGATGGGATTGGTG 22
KLF4KLF4 NM_004235.4NM_004235.4 Forward Forward TTCCCATCTCAAGGCACACTTCCCATCTCAAGGCACAC 33 158158
Reverse Reverse GGTCGCATTTTTGGCACTGGTCGCATTTTTGGCACT 44
NANOGNANOG NM_024865.2NM_024865.2 Forward Forward AAAGGCAAACAACCCACTAAAGGCAAACAACCCACT 55 270270
Reverse Reverse GCTATTCTTCGGCCAGTTGCTATTCTTCGGCCAGTT 66
LIN28LIN28 NM_024674.4NM_024674.4 Forward Forward GTTCGGCTTCCTGTCCATGTTCGGCTTCCTGTCCAT 77 122122
Reverse Reverse CTGCCTCACCCTCCTTCACTGCCTCACCCTCCTTCA 88
House Keeping GeneHouse Keeping Gene GAPDHGAPDH NM_002046.5NM_002046.5 Forward Forward ACCCACTCCTCCACCTTTGAACCCACTCCTCCACCTTTGA 99 101101
Reverse Reverse CTGTTGCTGTAGCCAAATTCGTCTGTTGCTGTAGCCAAATTCGT 1010
그 결과, [도 1b] 및 [도 1c] 에 나타난 바와 같이, 유도만능줄기세포 특성인 SSEA4, OCT4, TRA-1-60, SOX2, TRA-1-81, KLF4, NANOG 및 LIN28의 발현정도를 확인하였으며, 두 개 세포주 모두 전분화능을 갖췄음을 확인하였다.As a result, as shown in [Fig. 1b] and [Fig. 1c], the expression levels of SSEA4, OCT4, TRA-1-60, SOX2, TRA-1-81, KLF4, NANOG and LIN28, which are characteristics of induced pluripotent stem cells, were evaluated. It was confirmed that both cell lines had pluripotency.
[실시예 2][Example 2]
연골세포 분화 및 유전자 발현 분석Chondrocyte differentiation and gene expression analysis
2-1 : 연골세포 분화2-1: Chondrocyte differentiation
먼저, 상기 실시예 1-1에서 수득한 정상인 유래 iPSC(도면에서 "HC"로 표기됨) 및 골관절염 환자 유래 iPSC(도면에서 "efOA"로 표기됨)에 E8 배지 및 aggrewell 배지를 1:1로 혼합한 배지에서 배양하여 배아체(EB)를 수득하였다. 수득한 배아제는 E8 배지에서 3일 동안 유지하였고, E7 배지에서 추가적으로 3일 동안 유지하였다.First, the normal human-derived iPSCs (indicated as “HC” in the drawing) and osteoarthritis patient-derived iPSCs (indicated as “efOA” in the drawing) obtained in Example 1-1 above were mixed with E8 medium and aggrewell medium in a 1:1 ratio. An embryo body (EB) was obtained by culturing in the mixed medium. The obtained embryos were maintained in E8 medium for 3 days, and in E7 medium for additional 3 days.
그 다음, 배아체를 배아돌출세포(OG) 유도배지인 20 % FBS와 10 % 페니실린/스트렙토마이신이 첨가된 DMEM에서 배양하였다. OG 세포의 증식을 유도하기 위해, cm2 당 50~70개의 배아체를 젤라틴-코팅 된 접시에 재배양하였으며, 5 % CO2, 37 ℃에서 3 일 동안 배양하여 배아체로 부터 OG를 형성을 유도하였다.Then, the embryoid body was cultured in DMEM supplemented with 20% FBS and 10% penicillin/streptomycin, which is an OG induction medium. To induce the proliferation of OG cells, 50 to 70 embryoid bodies per cm 2 were cultured in a gelatin-coated dish, and incubated at 5% CO 2 , 37° C. for 3 days to induce OG formation from the embryo bodies. did.
그 후, 형성된 OG 세포를 분리 및 수확한 다음, 세로운 젤라틴-코팅 된 접시 (cm2 당 1~5 x 104 세포)에 배양하였다. 골관절염의 특성화를 위해, OG 세포를 계대 1만 사용 하였다. 세포를 15mL 튜브에서 수확하고 10 ng/ml TGFβ이 포함된 연골 형성 분화 배지(CDM; DMEM supplemented with 20% knockout serum replacement, 1x non-essential amino acids, 1 mM L-glutamine, 1% sodium pyruvate, 1% ITS+ Premix, 10-7 M dexamethasone, 50 mM ascorbic acid, 40 μg/mL L-proline)에서 배양하였다. CDM에 재현탁된 세포를 750 x g에서 5분 동안 원심 분리한 다음, 생성된 펠렛을 21 일 동안 유지시키고 3 일마다 배지를 교체 하였다.Thereafter, the formed OG cells were isolated and harvested, and then cultured in a vertical gelatin-coated dish (1-5 x 10 4 cells per cm 2 ). For the characterization of osteoarthritis, only passage 1 of OG cells was used. Cells were harvested in 15 mL tubes and chondrogenic differentiation medium (CDM; DMEM supplemented with 20% knockout serum replacement, 1x non-essential amino acids, 1 mM L-glutamine, 1% sodium pyruvate, 1 mM L-glutamine, 1% TGFβ containing 10 ng/ml TGFβ % ITS+ Premix, 10-7 M dexamethasone, 50 mM ascorbic acid, 40 μg/mL L-proline). Cells resuspended in CDM were centrifuged at 750 x g for 5 min, then the resulting pellet was maintained for 21 days and the medium was replaced every 3 days.
2-2 : 유전자 발현 분석2-2: gene expression analysis
연골분화 유도 21일째에 분화 유도된 연골세포를 수득하여 총 RNA를 분리한 다음, 당업계에 공지된 방법에 따라 하기 표 2의 프라이머를 이용하여 PCR을 수행하였다. On day 21 of chondrogenesis induction, differentiation-induced chondrocytes were obtained, total RNA was isolated, and then PCR was performed using the primers in Table 2 below according to a method known in the art.
프라이머 서열primer sequence
DescriptionDescription Target NameTarget Name REFSEQ_IDREFSEQ_ID DirectionDirection Primer SequencePrimer Sequence 서열번호SEQ ID NO: SizeSize
Chondrogenic MarkerChondrogenic Markers SOX9SOX9 NM_000346 NM_000346 ForwardForward GACTTCCGCGACGTGGACGACTTCCGCGACGTGGAC 1111 9999
Reverse Reverse GTTGGGCGGCAGGTACTGGTTGGGCGGCAGGTACTG 1212
COL2A1COL2A1 NM_001844 NM_001844 ForwardForward GGCAATAGCAGGTTCACGTACAGGCAATAGCAGGTTCACGTACA 1313 7979
Reverse Reverse CGATAACAGTCTTGCCCCACTTACGATAACAGTCTTGCCCCACTTA 1414
COL1A1COL1A1 NM_000088.3NM_000088.3 Forward Forward TCTGCGACAACGGCAAGGTGTCTGCGACAACGGCAAGGTG 1515 146146
Reverse Reverse GACGCCGGTGGTTTCTTGGTGACGCCGGTGGTTTCTTGGT 1616
ACANACAN NM_001135.3NM_001135.3 Forward Forward TCGAGGACAGCGAGGCCTCGAGGACAGCGAGGCC 1717 8585
Reverse Reverse TCGAGGGTGTAGCGTGTAGAGATCGAGGGTGTAGCGTGTAGAGA 1818
Hypertrophy MarkerHypertrophy Marker COL10A1COL10A1 NM_000493.3NM_000493.3 Forward Forward CAGGCATAAAAGGCCCACCAGGCATAAAGGCCCAC 1919 108108
Reverse Reverse GTGGACCAGGAGTACCTTGCGTGGACCAGGAGTACCTTGC 2020
RUNX2RUNX2 NM_001024630 NM_001024630 ForwardForward CCAGATGGGACTGTGGTTACTGCCAGATGGGACTGTGGTTACTG 2121 6565
Reverse Reverse TTCCGGAGCTCAGCAGAATAATTCCGGAGCTCAGCAGAATAA 2222
VEGFAVEGFA NM_003376.6NM_003376.6 ForwardForward CTACCTCCACCATGCCAAGTCTACCTCCACCATGCCAAGT 2323 109109
Reverse Reverse GCAGTAGCTGCGCTGATAGAGCAGTAGCTGCGCTGATAGA 2424
MMP13MMP13 NM_002427.4NM_002427.4 ForwardForward TCCCAGGAATTGGTGATAAAGTAGATCCCAGGAATTGGTGATAAAGTAGA 2525 123123
ReverseReverse CTGGCATGACGCGAACAATACTGGCATGACGCGAACAATA 2626
AQP1AQP1 NM_198098.3NM_198098.3 ForwardForward TCTCAGGCATCACCTCCTCCTCTCAGGCATCACCTCCTCC 2727 7171
ReverseReverse CGAGTTCACACCATCAGCCACGAGTTCACACCATCAGCCA 2828
Inflammatory CytokinesInflammatory Cytokines IL-1βIL-1β NM_000576.2NM_000576.2 ForwardForward ACAGATGAAGTGCTCCTTCCAACAGATGAAGTGCTCCTTCCA 2929 7373
Reverse Reverse GTCGGAGATTCGTAGCTGGATGTCGGAGATTCGTAGCTGGAT 3030
IL-6IL-6 NM_000600.5NM_000600.5 ForwardForward GGTACATCCTCGACGGCATCTGGTACATCCTCGACGGCATCT 3131 8181
ReverseReverse GTGCCTCTTTGCTGCTTTCACGTGCCTCTTTGCTGCTTTCAC 3232
TNFαTNFα NM_000594.4NM_000594.4 ForwardForward CTTCTCCTTCCTGATCGTGGCTTCTCCTTCCTGATCGTGG 3333 266266
ReverseReverse GCTGGTTATCTCTCAGCTCCAGCTGGTTATCTCTCAGCTCCA 3434
MMPsMMPs MMP1MMP1 NM_002421.4NM_002421.4 ForwardForward CTGGCCACAACTGCCAAATGCTGGCCCACAACTGCCAAATG 3535 103103
ReverseReverse CTGTCCCTGAACAGCCCAGTACTTACTGTCCCTGAACAGCCCAGTACTTA 3636
MMP10MMP10 NM_002425.3NM_002425.3 ForwardForward CATTCCTTGTGCTGTTGTGTCCATTCCTTGTGCTGTTGTGTC 3737 225225
ReverseReverse TGTCTAGCTTCCCTGTCACCTGTCTAGCTTCCCTGTCACC 3838
House Keeping GeneHouse Keeping Gene GAPDHGAPDH NM_002046.5NM_002046.5 Forward Forward ACCCACTCCTCCACCTTTGAACCCACTCCTCCACCTTTGA 99 101101
Reverse Reverse CTGTTGCTGTAGCCAAATTCGTCTGTTGCTGTAGCCAAATTCGT 1010
그 결과, 골관절염 환자 유래 유도만능줄기세포를 연골펠렛으로 분화 유도한지 7일째, 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 SOX9, ACAN, COL2A1, COL1A1, COL10A1, RUNX2, VEGF, MMP13 및 AQP1 유전자의 발현 정도를 확인한 결과, 환자군에서 유리연골의 대표마커인 COL2A1(collagen type 2)가 유의하게 감소된 것을 확인하였으며, 섬유연골과 세포비대화 마커인 COL1A1, RUNX2, VEGFA 및 AQP1 발현이 유의하게 증가된 것을 확인하였다 (도 3a 및 도 3b). As a result, on the 7th day after differentiation of osteoarthritis patient-derived pluripotent stem cells into cartilage pellets, the expression levels of SOX9, ACAN, COL2A1, COL1A1, COL10A1, RUNX2, VEGF, MMP13 and AQP1 genes in osteoarthritis and normal pellets were confirmed. , it was confirmed that COL2A1 (collagen type 2), a representative marker of free cartilage, was significantly decreased in the patient group, and it was confirmed that the expression of COL1A1, RUNX2, VEGFA and AQP1, which are markers of fibrocartilage and cell hypertrophy, was significantly increased (Fig. 3a). and Figure 3b).
나아가, 연골분화 유도 21일째 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 유전자 발현을 확인한 결과, AQP1 발현이 유의하게 증가하였으며, COL2A1 및 COL10A1 발현이 유의하게 감소한 반면, 다른 바이오마커들의 발현 양상은 사라진 것을 확인하였다 (도 2a 및 도 2b).Furthermore, as a result of checking the gene expression of osteoarthritis pellets and normal pellets on the 21st day of induction of cartilage differentiation, AQP1 expression was significantly increased, and COL2A1 and COL10A1 expressions were significantly decreased, while the expression patterns of other biomarkers disappeared (Fig. 2a and 2b).
[실시예 3][Example 3]
연골분화 초기 단계에서의 사이토카인분비 분석Analysis of cytokine secretion in the early stage of cartilage differentiation
연골분화 유도 21일 이후로는 유의미한 유전자 발현 패턴 변화가 관찰되지 않아, 본 발명에서는 연골비대화가 시작되는 시점을 기준으로 유전자 발현정도를 분석하였다. No significant gene expression pattern change was observed after 21 days of induction of cartilage differentiation. In the present invention, the gene expression level was analyzed based on the start of cartilage hypertrophy.
상기 실시예 2-1과 같은 방법으로 유도만능줄기세포를 연골펠렛으로 분화를 유도하였으며, 분화 유도 7일째, 연골펠렛을 관찰한 결과, 골관절염 펠렛에서 비대화 현상이 나타나는 것을 확인하였다 (도 3a), Differentiation of induced pluripotent stem cells into cartilage pellets was induced in the same manner as in Example 2-1, and as a result of observing cartilage pellets on the 7th day of induction of differentiation, it was confirmed that hypertrophy appeared in osteoarthritis pellets (FIG. 3a),
따라서, 본 발명에서는 연골분화 7일째에, 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 배양배지(conditioned media)로 염증성 사이토카인 분비 양상 분석 및 MMP 어세이(array)를 수행하였다.Therefore, in the present invention, on the 7th day of cartilage differentiation, inflammatory cytokine secretion pattern analysis and MMP assay were performed using conditioned media of osteoarthritis pellets and normal pellets.
염증 사이토카인 어레이(Human Inflammation Antibody Array Membrane; ab134002, Abcam) 및 MMP 어레이 키트(Human MMP Antibody Array - Membrane(10 Targets); ab134004, Abcam)는 모두 Abcam으로부터 구입하였으며, 제품 매뉴얼에 따라 실험을 수행하였다. Inflammation cytokine array (Human Inflammation Antibody Array Membrane; ab134002, Abcam) and MMP array kit (Human MMP Antibody Array - Membrane (10 Targets); ab134004, Abcam) were all purchased from Abcam, and experiments were performed according to the product manual. .
먼저, 특정 항체가 부착된 맴브레인을 각각 트레이에 넣은 다음, 맴브레인을 실온에서 30 분 동안 블로킹(blocking)하였다. 각 그룹의 배양 배지를 맴브레인에 첨가하고 실온에서 2 시간 동안 인큐베이션 하였다. 여러 번 세척 한 후, 맴브레인을 비오틴-접합된 항-사이토카인 항체와 함께 실온에서 2 시간 동안 배양하였다. 세척 후, HRP가 부착된 스트렙트아비딘(streptavidin)을 맴브레인에 첨가하고 실온에서 2 시간 동안 인큐베이션하였다. 맴브레인을 다시 세척하고 이미징(imaging)을 위해 플라스틱 시트에 올려 놓고, 검출 버퍼(Detection buffer) 혼합물을 각 맴브레인에 첨가한 후 2 분 동안 방치하였다. 또 다른 플라스틱 시트를 막의 상부에 놓고 과량의 용액을 제거하고 Fusion SL 이미징 시스템(Viber Lourmat)을 사용하여 신호를 측정 하였다.First, a membrane to which a specific antibody is attached was placed in each tray, and then the membrane was blocked at room temperature for 30 minutes. Culture medium from each group was added to the membranes and incubated for 2 h at room temperature. After washing several times, the membranes were incubated with biotin-conjugated anti-cytokine antibodies at room temperature for 2 hours. After washing, streptavidin to which HRP was attached was added to the membrane and incubated at room temperature for 2 hours. The membrane was washed again and placed on a plastic sheet for imaging, and a detection buffer mixture was added to each membrane and left for 2 minutes. Another plastic sheet was placed on top of the membrane, excess solution was removed, and the signal was measured using a Fusion SL imaging system (Viber Lourmat).
그 결과, [도 4] 의 a, b 에 나타난 바와 같이, 연골분화 7일차 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 배양배지(conditioned media)로 염증성 사이토카인 분비 양상 및 MMP 어세이(array)를 확인하였을 때, 골관절염 환자의 배양배지에서 IL-6, MMP1 및 MMP10 발현이 유의하게 증가된 것을 확인하였다.As a result, as shown in a and b of [Fig. 4], when the inflammatory cytokine secretion pattern and MMP assay were confirmed with the conditioned media of the 7 day osteoarthritis pellet and the normal pellet of cartilage differentiation, It was confirmed that the expression of IL-6, MMP1 and MMP10 was significantly increased in the culture medium of osteoarthritis patients.
[실시예 4][Example 4]
연골분화 초기 단계에서의 유전자 발현 분석Analysis of gene expression in the early stage of chondrogenesis
본 발명에서는 연골분화 초기 단계인, 비대화 현상이 나타나는 연골분화 유도 7일째에 골관절염 펠렛과 정상 펠렛의 유전자 발현을 확인하였으며, 연골분화 단계에 따른 유전자 발현 패턴을 비교하기 위해, 연골분화 유도 21일째에도 유전자 발현정도를 확인하였다. 유전자 발현 분석은 상기 실시예 2-2와 동일한 방법으로 분석하였다.In the present invention, gene expression in osteoarthritis pellets and normal pellets was confirmed on the 7th day of induction of cartilage differentiation in which hypertrophy, which is the initial stage of cartilage differentiation, was confirmed. The gene expression level was confirmed. Gene expression was analyzed in the same manner as in Example 2-2.
도 4 a, b에서 단백질 발현이 증가했던 IL-6, MMP1 및 MMP10 유전자 발현도 정상 펠렛에 비해 골관절염 펠렛에서 증가한 것을 확인하였으며, IL-6 분비를 조절하는 IL-1β 및 TNFα 유전자 발현도 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 다만, 연골분화 유도 21일째에는 MMP1 및 MMP10 유전자 발현 양상이 변화된 것을 확인할 수 있었다 (도 5).It was confirmed that the expression of IL-6, MMP1 and MMP10 genes, which had increased protein expression in FIGS. 4 a and b, also increased in osteoarthritis pellets compared to normal pellets, and IL-1β and TNFα gene expression regulating IL-6 secretion were also significantly increase was confirmed. However, it was confirmed that the MMP1 and MMP10 gene expression patterns were changed on the 21st day of induction of cartilage differentiation (FIG. 5).
[실시예 5][Example 5]
연골분화 초기 단계에서의 유전자 발현 분석Analysis of gene expression in the early stage of chondrogenesis
CP에 IL-1β를 처리한 후 시간 흐름에 따른 유전자 발현 패턴을 확인하고자 하였다. 유전자 발현 분석은 상기 실시예 2-2와 동일한 방법으로 분석하였다.After treating CP with IL-1β, we tried to check the gene expression pattern over time. Gene expression was analyzed in the same manner as in Example 2-2.
그 결과, 도 6에서 나타나는 바와 같이 시간이 흐름에 따라 RUNX2, VEGFA, IL-1β, IL-6, MMP1 및 MMP10 의 발현 수준이 증가했다가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 6 , it was confirmed that the expression levels of RUNX2, VEGFA, IL-1β, IL-6, MMP1 and MMP10 increased and then decreased with time.
본 발명에서는 골관절염 환자 유래 유도만등 줄기세포를 연골세포로 분화하는 과정에서 염증성 사이토카인인 IL-6, MMP1 및 MMP10의 발현 및 세포 비대화 마커인 COL1A1, RUNX2, VEGFA와 ACAN 및 AQP1의 발현이 증가하고, 유리연골 마커인 COL2A1은 발현이 감소하는 것을 확인하였으므로, 이를 이용하여 연골세포 비대화를 포함하는 골관절염, 특히 골관절염 조기 진단이 가능함을 확인하였다. 또한, 연골세포 분화가 진행됨에 따라, 대부분의 바이오마커들의 발현양상이 변화하였으며, IL-6 및 AQP1의 발현은 증가하고, COL2A1, SOX9 및 COL1A1 발현은 감소하는 것을 확인하였으므로, 다양한 바이오마커들의 발현량 변화에 따라 골관절염의 진행 단계에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 나아가 골관절염 진행 단계에 따른 적합한 치료방법에 대한 정보를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.In the present invention, the expression of inflammatory cytokines IL-6, MMP1 and MMP10 and the cell hypertrophy markers COL1A1, RUNX2, VEGFA and ACAN and AQP1 are increased in the process of differentiation of stem cells into chondrocytes, such as induction of osteoarthritis patients. And, since it was confirmed that the expression of COL2A1, a free cartilage marker, was reduced, it was confirmed that early diagnosis of osteoarthritis including chondrocyte hypertrophy, especially osteoarthritis, was possible using this. In addition, as the chondrocyte differentiation progressed, the expression patterns of most biomarkers changed, the expression of IL-6 and AQP1 increased, and the expression of COL2A1, SOX9 and COL1A1 decreased. As it was confirmed that the expression of various biomarkers According to the change in amount, information on the progression stage of osteoarthritis can be provided, and furthermore, information on a suitable treatment method according to the progression stage of osteoarthritis can be provided, so it has industrial applicability.
서열번호 1 은 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 OCT4 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 1 is a forward primer sequence of OCT4 as a pluripotency marker.
서열번호 2 는 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 OCT4 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 2 is a reverse primer sequence of OCT4 as a pluripotency marker.
서열번호 3 은 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 KLF4 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 3 is a forward primer sequence of KLF4 as a pluripotency marker.
서열번호 4 는 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 KLF4 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 4 is a reverse primer sequence of KLF4 as a pluripotency marker.
서열번호 5 는 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 NANOG 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 5 is a forward primer sequence of NANOG as a pluripotency marker.
서열번호 6 은 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 NANOG 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 6 is a reverse primer sequence of NANOG as a pluripotency marker.
서열번호 7 은 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 LIN28 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 7 is a forward primer sequence of LIN28 as a pluripotency marker.
서열번호 8 은 전분화능 마커(Pluripotency Marker) 로서 LIN28 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 8 is a reverse primer sequence of LIN28 as a pluripotency marker.
서열번호 9 는 하우스 키핑 유전자(House Keeping Gene) 로서 GAPDH 의 정방향 프라이머 서열이다.SEQ ID NO: 9 is a forward primer sequence of GAPDH as a house keeping gene.
서열번호 10 은 하우스 키핑 유전자(House Keeping Gene) 로서 GAPDH 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 10 is a reverse primer sequence of GAPDH as a house keeping gene.
서열번호 11 은 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 SOX9 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 11 is a reverse primer sequence of SOX9 as a chondrogenic marker.
서열번호 12 는 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 SOX9 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 12 is a reverse primer sequence of SOX9 as a chondrogenic marker.
서열번호 13 은 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 COL2A1 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 13 is a forward primer sequence of COL2A1 as a chondrogenic marker.
서열번호 14 는 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 COL2A1 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 14 is a reverse primer sequence of COL2A1 as a chondrogenic marker.
서열번호 15 는 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 COL1A1 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 15 is a forward primer sequence of COL1A1 as a chondrogenic marker.
서열번호 16 은 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 COL1A1 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 16 is a reverse primer sequence of COL1A1 as a chondrogenic marker.
서열번호 17 은 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 ACAN 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 17 is a forward primer sequence of ACAN as a chondrogenic marker.
서열번호 18 은 연골마커(Chondrogenic Marker) 로서 ACAN 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 18 is a reverse primer sequence of ACAN as a chondrogenic marker.
서열번호 19 는 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 COL10A1 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 19 is a forward primer sequence of COL10A1 as a hypertrophic marker.
서열번호 20 은 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 COL10A1 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 20 is a reverse primer sequence of COL10A1 as a hypertrophic marker.
서열번호 21 은 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 RUNX2 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 21 is a forward primer sequence of RUNX2 as a hypertrophic marker.
서열번호 22 는 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 RUNX2 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 22 is a reverse primer sequence of RUNX2 as a hypertrophic marker.
서열번호 23 은 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 VEGFA 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 23 is a forward primer sequence of VEGFA as a cell hypertrophy marker (Hypertrophic Marker).
서열번호 24 는 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 VEGFA 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 24 is a reverse primer sequence of VEGFA as a cell hypertrophy marker (Hypertrophic Marker).
서열번호 25 는 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 MMP13 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 25 is a forward primer sequence of MMP13 as a cell hypertrophy marker (Hypertrophic Marker).
서열번호 26 은 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 MMP13 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 26 is a reverse primer sequence of MMP13 as a hypertrophic marker.
서열번호 27 은 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 AQP1 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 27 is a forward primer sequence of AQP1 as a hypertrophic marker.
서열번호 28 은 세포비대화 마커(Hypertrophic Marker) 로서 AQP1 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 28 is a reverse primer sequence of AQP1 as a hypertrophic marker.
서열번호 29 는 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines) 으로서 IL-1β 의 정방향 프라이머 서열이다.SEQ ID NO: 29 is a forward primer sequence of IL-1β as an inflammatory cytokine.
서열번호 30 은 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines) 으로서 IL-1β 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 30 is a reverse primer sequence of IL-1β as an inflammatory cytokine.
서열번호 31 은 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines) 으로서 IL-6 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 31 is a forward primer sequence of IL-6 as an inflammatory cytokine.
서열번호 32 는 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines) 으로서 IL-6 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 32 is a reverse primer sequence of IL-6 as an inflammatory cytokine.
서열번호 33 은 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines) 으로서 TNF-α 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 33 is a forward primer sequence of TNF-α as an inflammatory cytokine.
서열번호 34 는 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines) 으로서 TNF-α 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 34 is a reverse primer sequence of TNF-α as an inflammatory cytokine.
서열번호 35 는 MMPs 로서 MMP1 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 35 is the forward primer sequence of MMP1 as MMPs.
서열번호 36 은 MMPs 로서 MMP1 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 36 is the reverse primer sequence of MMP1 as MMPs.
서열번호 37 은 MMPs 로서 MMP10 의 정방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 37 is the forward primer sequence of MMP10 as MMPs.
서열번호 38 은 MMPs 로서 MMP10 의 역방향 프라이머 서열이다. SEQ ID NO: 38 is the reverse primer sequence of MMP10 as MMPs.

Claims (10)

  1. IL-6에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 골관절염 진단용 조성물.A composition for diagnosing osteoarthritis comprising an agent for measuring mRNA or protein levels for IL-6.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 및 COL2A1로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 바이오마커에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 골관절염 진단용 조성물.The method of claim 1, wherein the composition further comprises an agent for measuring mRNA or protein levels for one or more biomarkers selected from the group consisting of MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 and COL2A1 A composition for diagnosis of osteoarthritis, characterized in that
  3. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 골관절염 조기 진단용 조성물인 것을 특징으로 하는 골관절염 진단용 조성물.The composition for diagnosing osteoarthritis according to claim 1, wherein the composition is a composition for early diagnosis of osteoarthritis.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 연골세포 비대화를 진단하는 것을 특징으로 하는 골관절염 진단용 조성물.The composition for diagnosing osteoarthritis according to claim 1, wherein the composition diagnoses chondrocyte hypertrophy.
  5. 제1항의 골관절염 진단용 조성물을 포함하는 골관절염 진단용 키트.A kit for diagnosing osteoarthritis comprising the composition for diagnosing osteoarthritis of claim 1.
  6. (a) 환자의 생물학적 시료로부터 IL-6 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및 (a) measuring the mRNA or protein expression level of the IL-6 gene from the patient's biological sample; and
    (b) 상기 mRNA 또는 단백질 발현 수준을 대조군 시료와 비교하는 단계를 포함하는 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법.(B) A method for providing information on the diagnosis of osteoarthritis comprising the step of comparing the mRNA or protein expression level with a control sample.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (a) 단계는 MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 및 COL2A1로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 바이오마커에 대한 mRNA 또는 단백질 수준을 추가로 측정하는 것을 특징으로 하는 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법.According to claim 6, wherein the step (a) is MMP1, MMP10, COL1A1, RUNX2, VEGFA, ACAN, AQP1, SOX9 and COL2A1 For further measuring mRNA or protein levels for one or more biomarkers selected from the group consisting of A method for providing information on the diagnosis of osteoarthritis, characterized in that.
  8. 제6항에 있어서, IL-6, RUNX2, VEGFA, MMP1 및 MMP10 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하면 골관절염인 것으로 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법.According to claim 6, IL-6, RUNX2, VEGFA, MMP1 and MMP10 gene mRNA or the expression level of its protein is increased compared to the control group, osteoarthritis diagnosis information, characterized in that the information is provided as osteoarthritis. Method for providing information .
  9. 제6항에 있어서, IL-6, MMP1, MMP10, ACAN, COL1A1, RUNX2, VEGFA 및 AQP1유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하고, COL2A1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 감소하면, 골관절염 조기 단계인 것으로 정보를 제공하는 것을 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법.According to claim 6, IL-6, MMP1, MMP10, ACAN, COL1A1, RUNX2, VEGFA, and the expression level of the mRNA of the AQP1 gene or its protein is increased compared to the control, and the expression level of the COL2A1 gene mRNA or its protein is When it decreases compared to the control group, providing information as an early stage of osteoarthritis is an information providing method for diagnosing osteoarthritis.
  10. 제6항에 있어서, IL-6 및 AQP1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 증가하고, COL2A1, SOX9 및 COL1A1 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 정도가 대조군에 비해 감소하면, 골관절염 중기 또는 말기 단계인 것으로 정보를 제공하는 것을 골관절염 진단에 대한 정보 제공방법.According to claim 6, IL-6 and AQP1 gene mRNA or the expression level of its protein is increased compared to the control, COL2A1, SOX9 and COL1A1, and the expression level of the COL1A1 gene mRNA or its protein is decreased compared to the control, when the expression level is reduced, the middle stage of osteoarthritis Or providing information as being in the terminal stage is a method of providing information on the diagnosis of osteoarthritis.
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