KR102131519B1 - Biomarker for diagnosing of liver cancer metastasis or predicting prognosis of the same and use thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑소좀 내의 miR-720을 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 miRNA는 간암 전이 환자에서 특이적인 발현 양상을 나타내는 바, 간암 전이 진단용 바이오마커로서 사용될 수 있다. 또한, 간암 전이 예후 예측 인자로 사용이 가능하므로 환자의 치료방법의 결정과 예후 예측에 따른 간암의 개인별 맞춤형 치료법(Personalized medicine)에 사용될 수 있다. The present invention relates to a biomarker for the diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis and the use thereof, and more particularly, to a biomarker for the diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis including miR-720 in exosomes and the use thereof.
The miRNA according to the present invention shows a specific expression pattern in patients with metastasis of liver cancer, and thus can be used as a biomarker for diagnosing liver cancer metastasis. In addition, since it can be used as a predictor for the prognosis of metastasis of liver cancer, it can be used for personalized medicine of liver cancer according to the determination of the treatment method and prediction of the prognosis of the patient.
Description
본 발명은 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑소좀 내 miR-720을 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것이다. The present invention relates to a biomarker for the diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis and its use, and more particularly, to a biomarker for the diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis including miR-720 in exosomes and the use thereof.
간세포암 (Hepatocellular carcinoma, HCC)은 해마다 50만명이 사망하는, 세계에서 5번째로 흔한 종양이다. 그 동안 다양한 기법의 치료기술이 임상에 도입되었으나 HCC 환자의 생존률은 여전히 불량하며, 우리나라에서 HCC 발생률은 20년에 걸쳐 개선되지 않았고, 사망율과 거의 동일한 발병률을 지니고 있다. B형 간염 바이러스 또는 C형 간염 바이러스에 감염되어 발병하는 만성 간염, 알코올 및 아플라톡신 B1 (aflatoxin B1)과 같은 발암물질에의 노출은 HCC에 대한 주요 위험 인자로 알려져 있다. Hepatocellular carcinoma (HCC) is the fifth most common tumor in the world, killing 500,000 people each year. In the meantime, treatment techniques of various techniques have been introduced into the clinic, but the survival rate of HCC patients is still poor, and the incidence of HCC in Korea has not improved over the past 20 years and has an incidence rate that is almost the same as the mortality rate. Chronic hepatitis B virus or hepatitis C virus infection and exposure to carcinogens such as alcohol and aflatoxin B1 are known to be major risk factors for HCC.
한편, 간세포암의 진단을 위해 초음파 검사, CT검사, MRI 검사 등의 영상 진단 검사, 혈청 검사(AFP, PIVKA-II), 및 생검 재료의 병리 조직 검사가 이용되고 있다. 혈청 AFP 검사는 환자의 대략 7할 미만에서 높은 값을 나타내지만, 만성간질환 환자에 있어도 경도의 높은 값을 나타내는 것이 자주 인정되어 그 감별이 중요하다. 한편, 조기 간세포암에서는 낮은 값을 나타내는 일도 많다. 또, PIVKA-II(protein induced by vitamin K antagonist-II)의 양성율은 5할 미만으로 낮지만, 간세포암에의 특이성은 높고, 양자의 병용에 의해 진단 정밀도가 상승하는 것이 알려져 있다. 생검 재료의 병리 조직 검사는 간질환의 확정 진단에 있어 중요한 검사이다. 그러나, 병리학적 특징만으로 암 특히 초기의 간세포암과 비암부 조직을 식별하는 일도 때때로 곤란하다. 즉, 미소병변은 재생 결절, 혹은 초기의 고분화형의 간세포암인 경우를 볼 수 있다. 특히 경피적 침생검에 의해 종양성 조직을 채취했을 경우에는, 채취량이 한정되는 일도 있어 보다 확실한 진단 기술이 필요하다.On the other hand, for diagnosis of hepatocellular carcinoma, imaging diagnostic tests such as ultrasound, CT, and MRI tests, serum tests (AFP, PIVKA-II), and pathological biopsy of biopsy materials are used. The serum AFP test shows a high value in approximately less than 70% of the patients, but it is often recognized that the high value of hardness is high even in patients with chronic liver disease, and the discrimination is important. On the other hand, in early hepatocellular carcinoma, it often shows a low value. Moreover, although the positive rate of PIVKA-II (protein induced by byitamin K antagonist-II) is less than 50%, it is known that the specificity to hepatocellular carcinoma is high, and the diagnostic accuracy is increased by the use of both. Pathological biopsy of biopsy material is an important test in the diagnosis of liver disease. However, it is sometimes difficult to identify cancer, particularly early hepatocellular carcinoma and non-cancerous tissue, solely by pathological features. In other words, micro lesions can be seen in regenerative nodules or early highly differentiated hepatocellular carcinoma. In particular, when the tumorous tissue is collected by a percutaneous needle biopsy, the collection amount may be limited, and more reliable diagnostic technology is required.
본 발명은, 엑소좀 내의 miR-720을 포함하는, 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커를 제공한다.The present invention provides a biomarker for the diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis, including miR-720 in exosomes.
또한 본 발명은, 엑소좀 내 miR-720을 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosing or predicting liver cancer metastasis comprising an agent that measures the expression level of a biomarker for predicting or predicting liver cancer metastasis including miR-720 in exosomes.
또한 본 발명은, 상기 조성물을 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for diagnosing liver cancer metastasis or predicting prognosis.
또한 본 발명은, 간암 진단을 위한 정보제공 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for providing information for diagnosing liver cancer.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은, 엑소좀 내 miR-720을 포함하는, 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커(또는 바이오마커 조성물)를 제공한다.The present invention provides a biomarker (or biomarker composition) for diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis, including miR-720 in exosomes.
상기 바이오마커는 간암의 간외 전이를 진단하거나 예후를 예측하는 것일 수 있다.The biomarker may be to diagnose extrahepatic metastasis of liver cancer or predict prognosis.
본 발명의 바이오 마커는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 마커로서의 정확성 및 신뢰도도 탁월하므로 간암의 전이를 진단하거나 예후를 예측하는 용도로 이용될 수 있다.Since the biomarker of the present invention is excellent in accuracy and reliability as a marker for diagnosing liver cancer metastasis or predicting prognosis, it can be used for diagnosing metastasis of liver cancer or predicting prognosis.
또한 본 발명은, 엑소좀 내 miR-720을 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 바이오마커의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for diagnosing or predicting liver cancer metastasis comprising an agent that measures the expression level of a biomarker for predicting or predicting liver cancer metastasis including miR-720 in exosomes.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 본 명세서에서 사용되는 표현 "엑소좀 miRNA의 발현 수준 측정"은 해당 시료 내에서 검출하고자 하는 대상을 검출하는 것을 의미한다.Unless otherwise specified in the present specification, the expression "measurement of the expression level of exosome miRNA" as used herein means detecting an object to be detected in the sample.
본 발명에서는, 그 검출하고자 하는 대상은 시료 내에 존재하는 엑소좀 내 miR-720이다. 즉, 엑소좀 내 miR-720을 검출함으로써 상기 간암 전이 여부를 확인 할 수 있다.In the present invention, the target to be detected is miR-720 in the exosome present in the sample. That is, by detecting miR-720 in the exosome, it can be confirmed whether the liver cancer has metastasized.
엑소좀 miRNA의 검출은 통상적으로는 시료로부터 엑소좀을 추출하여, 추출된 엑소좀내의 miRNA을 검출하는 방법으로 수행할 수 있다. 이러한 엑소좀 miRNA의 검출은 하이브리드화 반응 및 증폭반응에 의해 측정될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 당업계에 공지된 다양한 기술을 이용하여 용이하게 실시될 수 있다.The detection of exosome miRNA can be performed by extracting exosomes from a sample, and detecting miRNAs in the extracted exosomes. The detection of the exosome miRNA can be measured by a hybridization reaction and an amplification reaction, but is not limited thereto and can be easily performed using various techniques known in the art.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 엑소좀 miRNA의 발현 수준은 간암 전이가 의심되는 환자의 생물학적 시료로부터 측정할 수 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the expression level of the exosome miRNA can be measured from a biological sample of a patient suspected of metastasis of liver cancer.
상기 바이오마커의 발현 수준을 측정하는 제제는 상기 바이오마커에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브를 포함할 수 있다.The agent for measuring the expression level of the biomarker may include a primer or probe that specifically binds the biomarker.
프라이머를 이용한 엑소좀 miRNA의 검출은 PCR과 같은 증폭 방법을 사용하여 유전자 서열을 증폭한 다음 당 분야에 공지된 방법으로 유전자의 증폭 여부를 확인함으로써 수행될 수 있다.Detection of exosome miRNA using primers can be performed by amplifying the gene sequence using an amplification method such as PCR and then confirming whether the gene is amplified by a method known in the art.
프라이머는 짧은 자유 3말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 갖는 핵산 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 폴리머레이즈 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재 하에서 DNA 합성이 개시될 수 있다. 본 발명에서는 상기 miRNA에 특이적으로 결합하는 센스 및 안티센스 프라이머를 이용하여 PCR 증폭을 실시하여 발현 수준을 확인함으로써 간암 발병 여부를 진단할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있다.The primer is a nucleic acid sequence having a short free 3'hydroxyl group, capable of forming complementary templates and base pairs, and a short nucleic acid sequence serving as a starting point for template strand copying. Means Primers can be initiated by DNA synthesis in the presence of a reagent for polymerization (ie, DNA polymerase or reverse transcriptase) at a suitable buffer and temperature and four different nucleoside triphosphates. In the present invention, it is possible to diagnose the onset of liver cancer by performing PCR amplification using sense and antisense primers that specifically bind to the miRNA to confirm the expression level. PCR conditions, sense and antisense primer lengths can be modified based on those known in the art.
프로브는 짧게는 수개의 염기 내지 길게는 수십 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링되어 있다. 프로브는 올리고뉴클로타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 본 발명에서는 상기 miRNA와 상보적인 프로브를 이용하여 혼성화를 실시하여 발현 수준을 확인함으로써 간암 전이 여부를 진단할 수 있다. 적당한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당업계에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있다.The probe means a nucleic acid fragment such as RNA or DNA corresponding to several bases to tens of bases in short, and is labeled. The probe may be produced in the form of an oligonucleotide probe, a single stranded DNA probe, a double stranded DNA probe, or an RNA probe. In the present invention, it is possible to diagnose liver cancer metastasis by performing hybridization using a probe complementary to the miRNA to confirm the expression level. The appropriate probe selection and hybridization conditions can be modified based on those known in the art.
이러한 프라이머 또는 프로브는 공지된 서열을 바탕으로 당업자가 적절히 디자인할 수 있다.Such primers or probes can be appropriately designed by those skilled in the art based on known sequences.
예컨대, 프라이머 또는 프로브는 포스포르아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산 서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.For example, primers or probes can be chemically synthesized using phosphoramidite solid support methods, or other well-known methods. Such nucleic acid sequences can also be modified using many means known in the art. Non-limiting examples of such modifications include methylation, encapsulation, substitution with one or more homologs of natural nucleotides, and modifications between nucleotides, such as uncharged linkages (eg methyl phosphonate, phosphotriester, phosphoro Amidates, carbamates, etc.) or modifications to charged linkages (eg phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.).
상기 miRNA의 발현 수준은 바이오 키트 분야에서 통상 사용되는 방법에 따라 측정될 수 있는데, 예컨대 역전사효소 중합효소반응(RT-PCR), 경쟁적 역전사효소 중합효소반응(Competitive RT-PCR), 실시간 역전사효소 중합효소반응(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting) 또는 유전자 칩 등이 포함되며 이들로 제한되는 것은 아니다. The expression level of the miRNA can be measured according to a method commonly used in the field of bio kits, such as reverse transcriptase polymerase reaction (RT-PCR), competitive reverse transcriptase polymerase reaction (Competitive RT-PCR), real-time reverse transcriptase polymerization. Enzyme reaction (Real-time RT-PCR), RNase protection assay (RPA; RNase protection assay), Northern blotting (Northern blotting) or genetic chip, and the like, but are not limited thereto.
또한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 조성물을 포함하는 간암 전이 진단 또는 예후 예측용 키트를 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a kit for diagnosing or predicting prognosis of liver cancer comprising the composition.
상기 키트에는 상기 엑소좀 miRNA의 발현 수준을 측정하는 제제뿐만 아니라, 간암의 전이 진단 또는 예후 예측용 키트로 사용되기에 적합하도록 사용되는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 도구, 시약 등이 포함될 수 있다.The kit may include an agent for measuring the expression level of the exosome miRNA, as well as tools, reagents, and the like commonly used in the art to be suitable for use as a kit for diagnosing or predicting the metastasis of liver cancer.
상기 도구 또는 시약의 일 예로, 적합한 담체, 검출 가능한 신호를 생성할 수 있는 표지 물질, 발색단(chromophores), 용해제, 세정제, 완충제, 안정화제 등이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 표지물질이 효소인 경우에는 효소 활성을 측정할 수 있는 기질 및 반응 정지제를 포함할 수 있다. 담체는 가용성 담체, 불용성 담체가 있고, 가용성 담체의 일 예로 당 분야에서 공지된 생리학적으로 허용되는 완충액, 예를 들어 PBS가 있고, 불용성 담체의 일 예로 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 불소 수지, 가교 덱스트란, 폴리사카라이드, 라텍스에 금속을 도금한 자성 미립자와 같은 고분자, 기타 종이, 유리, 금속, 아가로오스 및 이들의 조합일 수 있다.Examples of such tools or reagents include, but are not limited to, suitable carriers, labeling substances capable of generating a detectable signal, chromophores, solubilizers, detergents, buffers, stabilizers, and the like. When the labeling substance is an enzyme, a substrate capable of measuring enzyme activity and a reaction stopper may be included. The carrier is a soluble carrier, an insoluble carrier, and examples of the soluble carrier include physiologically acceptable buffers known in the art, for example, PBS, and examples of the insoluble carrier are polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester, poly Polymers such as acrylonitrile, fluorine resin, crosslinked dextran, polysaccharide, magnetic fine particles plated with metal in latex, other paper, glass, metal, agarose, and combinations thereof.
예컨대 본 발명의 진단 키트는 RT-PCR을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. RT-PCR 키트는 마커 miRNA에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제 및 역전사효소와 같은 효소, DNase, RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다.For example, the diagnostic kit of the present invention may be a kit including essential elements necessary for performing RT-PCR. RT-PCR kits include test tubes or other suitable containers, reaction buffers (pH and magnesium concentrations vary), deoxynucleotides (dNTPs), Taq-polymerases and reverse transcriptases, in addition to each primer pair specific for the marker miRNA. The same enzyme, DNase, RNAse inhibitor, DEPC-water (DEPC-water), may include sterile water.
또한, 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은, 다음 단계를 포함하는, 간암 전이 진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공 방법을 제공한다: 대상의 생물학적 시료로부터 엑소좀을 분리하는 단계(단계 a); 및 상기 엑소좀 내의 miR-720의 발현 수준을 비교대조군 시료의 해당 엑소좀 miRNA의 발현 수준과 비교하는 단계(단계 b).In addition, according to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for providing information for diagnosis or prognosis of liver cancer metastasis, comprising the following steps: isolating exosomes from a biological sample of a subject (step a ); And comparing the expression level of miR-720 in the exosome with the expression level of the corresponding exosome miRNA in the control sample (step b).
상기 단계 b에서 엑소좀 내 miR-720의 발현 수준이 비교대조군에 비하여 저발현인 경우, 상기 대상은 간암 전이인 것으로 판정할 수 있다.In step b, when the expression level of miR-720 in the exosome is lower than that of the control group, the subject may be determined to be metastasis of liver cancer.
본 명세서에서 상기 엑소좀 miRNA의 발현 수준을 언급하면서 사용되는 용어 "저발현"은 바이오 마커가 비정상 프로세스, 질환 혹은 개체 내 기타 병태를 나타내거나 이의 징후인 경우, 건강하거나 정상인 개체 또는 비교 대상인 개체로부터 획득된 생물학적 시료에서 검출되는 바이오 마커의 값 혹은 수준 범위 보다 낮은 생물학적 시료 내의 바이오 마커의 값 혹은 수준을 지칭한다.The term "low expression" used in referring to the expression level of the exosome miRNA herein refers to a healthy or normal individual or a subject to be compared when the biomarker indicates or is an abnormal process, disease or other condition in the individual. It refers to the value or level of the biomarker in the biological sample that is lower than the range or value of the biomarker detected in the obtained biological sample.
본 명세서에서 사용되는 용어 "생물학적 시료"란 본 발명의 바이오 마커의 발현이 검출될 수 있는 개체로부터 얻어지는 모든 시료를 의미한다.The term "biological sample" as used herein refers to any sample obtained from an individual whose expression of the biomarker of the present invention can be detected.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 생물학적 시료는 혈액, 혈청, 타액(saliva), 생검(biopsy), 혈액, 피부 조직, 액체 배양물, 분변 및 소변으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 특별히 이에 제한되지 않으나 바람직하게는 혈청일 수 있고, 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 처리하여 준비될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the biological sample may be selected from the group consisting of blood, serum, saliva, biopsy, blood, skin tissue, liquid culture, feces and urine, in particular Although not limited, it may be preferably serum, and may be prepared by treatment using a method commonly used in the art.
본 발명에 따른 miRNA는 간암 전이 환자에서 특이적인 발현 양상을 나타내는 바, 간암 전이 진단용 바이오마커로서 사용될 수 있다. 또한, 간암 전이 예후 예측 인자로 사용이 가능하므로 환자의 치료방법의 결정과 예후 예측에 따른 간암의 개인별 맞춤형 치료법 (Personalized medicine)에 사용될 수 있다. 아울러, 본 발명은, 엑소좀 내의 miR-720의 발현량을 이용하여 간암의 전이를 진단하거나 예후를 예측함으로써, 동일병기의 간암 환자에서도 개개인에 개별화된 치료법 선택을 가능하게 하여 환자들의 삶의 질 향상과 전체 생존률의 증가를 통한 국민 건강보건 향상에 이바지하고, 나아가 바이오마커-기반의 간암 표준 치료 지침 개발에 기여할 수 있다.The miRNA according to the present invention shows a specific expression pattern in patients with metastasis of liver cancer, and thus can be used as a biomarker for diagnosing liver cancer metastasis. In addition, since it can be used as a predictor of the prognosis of metastasis of liver cancer, it can be used for personalized medicine of liver cancer according to the determination of the treatment method of the patient and the prediction of the prognosis. In addition, the present invention, by diagnosing metastasis or predicting the prognosis of liver cancer using the expression level of miR-720 in exosomes, it is possible to select individualized treatment methods for individuals with liver cancer in the same stage, thereby improving the quality of life of patients. It can contribute to the improvement of national health and health through improvement and increase in overall survival, and further contribute to the development of biomarker-based liver cancer standard treatment guidelines.
도 1은 혈청에서 엑소좀을 분리하는 과정을 개략적으로 나타내는 것이다.
도 2는 엑소좀 내의 RNA (exosomal RNA)를 분리하는 과정을 개략적으로 나타내는 것이다.
도 3은 혈청(serum) 내에서 분리한 엑소좀(exosome)을 TEM으로 확인한 이미지를 나타내는 것이다.
도 4는 엑소좀 내의 (exosomal) 특이적(specific) 마커들을 웨스턴 블랏(western blot)을 이용하여 확인한 것이다.
도 5는 혈청 내에 존재하는 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720) 발현량을 분석한 결과를 나타내는 것이다.
도 6은 같은 환자 내에서, 전이(meta) 유무에 따른 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720) 발현량을 분석한 결과를 나타내는 것이다.1 schematically shows the process of separating exosomes from serum.
Figure 2 schematically shows the process of isolating RNA (exosomal RNA) in exosomes.
Figure 3 shows the image confirmed by TEM exosomes (exosomes) separated in the serum (serum).
Figure 4 confirms the (exosomal) specific (specific) markers in the exosomes using a western blot (western blot).
Figure 5 shows the results of analyzing the expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes present in serum.
Figure 6 shows the results of analyzing the expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes according to the presence or absence of metastasis in the same patient.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예를 통하여 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예에 의해 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. The objects, features, and advantages of the present invention will be readily understood through the following examples. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.
<실시예> <Example>
실험내용 및 방법Experiment content and method
I. 엑소좀(exosome) 확인I. Confirmation of exosomes
1. 혈액 분리 1. Blood separation
환자의 혈액을 2000RPM, 25℃, 20min 동안 원심분리하여 혈청(serum)을 분리하였다. 분리한 혈청(serum)을 440ul씩 전용 튜브에 포장하여 -80℃에서 보관하였다.Serum was separated by centrifuging the patient's blood at 2000 RPM, 25° C. for 20 min. The separated serum was packaged in a dedicated tube at 440 ul and stored at -80°C.
2. 엑소좀(exosome) 분리2. Separation of exosomes
분리한 혈청(serum)에서 exoquick을 이용하여 엑소좀 펠릿(exosome pellet)을 분리한 뒤(도1), 1 X PBS(phosphate buffered saline)에 재현탁(resuspension)하였다.After exosome pellets were separated from the separated serum using exoquick (FIG. 1), resuspension was performed in 1 X phosphate buffered saline (PBS).
3. 1) TEM(Transmission electron microscope) 분석3. 1) Transmission electron microscope (TEM) analysis
1X PBS에 재현탁(resuspension)한 엑소좀(exosome)을 필터링(filtering) 한 후 TEM을 측정하였다. After filtering the exosomes resuspensioned in 1X PBS, the TEM was measured.
3. 2) 웨스턴 블랏(Western blot)3. 2) Western blot
RIPA 버퍼로 세포를 용해시킨 후, 10000RPM, 4℃, 10 분 동안 원심분리을 하여 debris를 제거한 다음, 단백질을 정량하였다. SDS-PAGE 겔(gel)에 샘플을 로딩(loading) 한 후 90V 1시간 30 분 동안 전기영동시킨 후 폴리비닐리덴 디플루오라이드 멤브레인(Polyvinylidene difluoride membrane, Amersham, Buckinghamshire, UK)으로 이동시켰다(110V 2h). 멤브레인을 트리스-완충의 생리식염수(tris-buffered saline)와 트윈(tween) 20 용액(TBS-T)을 이용하여 10분 동안 3회 반복하여 세척한 후 10% 스킴 밀크(skim milk)를 이용하여 1시간 동안 차단(blocking)하였다. 이후 1차 항체(1st Antibody)를 붙인 뒤, 4℃에서 오버나이트 인큐베이션(overnight incubation)하고 24시간 뒤, 세척하였다. 이후 2 시간 동안 2차 항체(2nd antibody)를 붙인 다음, 세척하고 ECL 용액(solution)으로 검출(detection)하였다.After lysing the cells with RIPA buffer, debris were removed by centrifugation at 10000 RPM, 4° C. for 10 minutes, and then protein was quantified. After loading the sample on the SDS-PAGE gel, electrophoresis was performed for 90 hours and 1 hour and 30 minutes, followed by transfer to a polyvinylidene difluoride membrane (Amersham, Buckinghamshire, UK) (110 V 2h) ). The membrane was washed three times for 10 minutes using Tris-buffered saline and Tween 20 solution (TBS-T), and then washed with 10% skim milk. Blocked for 1 hour. Then, after attaching the primary antibody (1st Antibody), it was overnight incubated at 4° C. and washed 24 hours later. After tagged secondary antibodies (2 nd antibody) for 2 hours, then washed and were detected (detection) with ECL solution (solution).
Ⅱ. 엑소좀 내의 miRNA (exosomal miRNA) 발현량 확인Ⅱ. Confirmation of the amount of miRNA (exosomal miRNA) expression in exosomes
1. 혈액 분리 및 엑소좀 내의 RNA (exosomal RNA) 분리1. Blood separation and RNA (exosomal RNA) isolation in exosomes
환자의 혈액을 2000RPM, 25℃, 20분 동안 원심분리 혈청(serum)을 분리한 후 440ul씩 전용 튜브에 포장하여 -80℃에서 보관하였다. 이후 엑소좀 내의 RNA (exosomal RNA)를 분리하였다. 분리 과정은 도 2에 나타내었다.The blood of the patient was centrifuged for 20 minutes at 2000RPM, 25°C, and serum was separated and packaged in a dedicated tube at 440 ul and stored at -80°C. Thereafter, RNA (exosomal RNA) in exosomes was isolated. The separation process is shown in FIG. 2.
2. cDNA 합성2. cDNA synthesis
Exoquick을 이용하여 엑소좀(exosome) RNA를 추출하고 Taqman reverse transcription kit을 사용하여, cDNA를 얻는다. 증폭하고자 하는 서열 (hsa-miR-720; 5'-UCUCGCUGGGGCCUCCA-3')에 상보적인 서열을 가진 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하였다. 이 때 필요한 프라이머(primer)는 Applied Biosystems에서 구입하여 사용하였다. master mix(100mM dNTP, Multiscribe Reverse Transcriptase(50U/ul), 10X Reverse transcription buffer, RNase inhibitor(20U/ul)를 7ul을 넣고, 혼합물에 5X RT primer 3ul와 RNA sample 5ul을 넣고, PCR을 진행하였다(표 1). PCR의 조건은 16℃ 30분, 42℃ 30분, 85℃ 5분으로 설정하였다(표 2). Exoquick is used to extract exosome RNA, and Taqman reverse transcription kit is used to obtain cDNA. PCR was performed using primers with sequences complementary to the sequence to be amplified (hsa-miR-720; 5'-UCUCGCUGGGGCCUCCA-3'). The necessary primers were purchased from Applied Biosystems and used. Master mix (100mM dNTP, Multiscribe Reverse Transcriptase (50U/ul), 10X Reverse transcription buffer, RNase inhibitor (20U/ul)) was added to 7ul, 5X RT primer 3ul and RNA sample 5ul were added to the mixture, and PCR was performed ( Table 1) PCR conditions were set to 16°C 30 minutes, 42°C 30 minutes, and 85°C 5 minutes (Table 2).
[표 1] [Table 1]
[표 2] [Table 2]
3. 정량적 역전사 중합효소 연쇄 반응(Quantitative Reverse-Transcription polymerase chain reaction) 3. Quantitative Reverse-Transcription polymerase chain reaction
역전사를 통해 얻은 cDNA를 주형으로 Taqman universal PCR Master mix(2X) 5ul에 Taqman gene expression assay(20X)인 hsa-miR-720 프로브(probe) 0.5ul, 반응시킨 cDNA 반응물, 뉴클레아제 프리 워터(Nuclease free water)로 총 10ul 용량을 맞춘 뒤, 384 well에 분주하여 qRT-PCR을 시행하였다(표3). qRT-PCR 조건은 50℃ 2분, 95℃ 10분, 40 사이클 (95℃ 15초, 60℃ 1분)로 설정하였다(표 4).As a template, 0.5 ul of the hsa-miR-720 probe, a Taqman gene expression assay (20X), was reacted with 5 ul of the Taqman universal PCR Master mix (2X) using cDNA obtained through reverse transcription as a template, reacted cDNA reactant, and nuclease free water After adjusting the total 10ul capacity with free water), qRT-PCR was performed by dispensing into 384 wells (Table 3). The qRT-PCR conditions were set at 50°
[표 3] [Table 3]
[표 4] [Table 4]
실험결과Experiment result
1. TEM 이미지 분석1. TEM image analysis
혈청(serum) 내에 존재하는 엑소좀(exosome)을 확인하기 위하여, exoquick을 이용하여 엑소좀을 분리한 뒤, TEM을 이용하여, 엑소좀이 맞는지 육안으로 확인하였다(도 3). To confirm the exosomes present in the serum, the exosomes were separated using exoquick, and then visually confirmed whether the exosomes were correct using TEM (FIG. 3).
2. 웨스턴 블랏 분석 결과2. Western blot analysis result
웨스턴 블랏(western blot)을 이용하여 엑소좀 내에 있는 다양한 특이적(specific) 마커들을 확인함으로써 엑소좀임을 증명하였다(도 4).It was proved that it was an exosome by confirming various specific markers in the exosome using a western blot (FIG. 4).
3. 혈청(serum) 내에 존재하는 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720 발현량) 분석 결과3. Results of miR-720 (exosomal miR-720 expression level) analysis in exosomes present in serum
전이(metastasis) 여부에 따른, 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)의 발현량을 확인하였다. 전이(metastasis)가 있는 그룹(HCC with mets(+))에서 전이(metastasis)가 없는 그룹(HCC without mets)에 비해 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)의 발현량이 감소되는 것으로 확인되었는 바, 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)이 간암의 전이(metastasis)와 관련성이 있는 것을 알 수 있다(도 5) According to the presence or absence of metastasis, the expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes was confirmed. It was confirmed that the expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes was reduced in the group with metastasis (HCC with mets(+)) compared to the group without metastasis (HCC without mets). Bar, it can be seen that exosome miR-720 (exosomal miR-720) is related to metastasis of liver cancer (FIG. 5).
4. 같은 환자 내에서 전이(meta) 유무에 따른 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)의 발현량 분석4. Analysis of the expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes according to the presence or absence of metastasis in the same patient
엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)과 전이(metastasis)와의 관련성을 좀 더 확인하고자 같은 환자 내에서 전이(metastasis) 유무에 따른엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)의 발현량을 확인하였다. 그 결과 전이(metastasis)가 있는 그룹에서 엑소좀 내의 miR-720(exosomal miR-720)의 발현량이 감소되는 것을 확인하였다(도 6).Expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes with or without metastasis in the same patient to further confirm the relationship between miR-720 (exosomal miR-720) and metastasis in exosomes Was confirmed. As a result, it was confirmed that the expression level of miR-720 (exosomal miR-720) in exosomes was decreased in the group with metastasis (FIG. 6 ).
Claims (8)
A composition for diagnosing liver cancer metastasis comprising an agent that measures the expression level of a biomarker for diagnosing liver cancer metastasis including miR-720 in exosomes.
상기 바이오마커의 발현 수준을 측정하는 제제는 상기 바이오마커에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 간암 전이 진단용 조성물.
The method according to claim 3,
The composition for measuring liver cancer metastasis is characterized in that the agent for measuring the expression level of the biomarker comprises a primer or probe that specifically binds to the biomarker.
A kit for diagnosing liver cancer metastasis comprising the composition of claim 3 or 4.
대상의 생물학적 시료로부터 엑소좀을 분리하는 단계(단계 a); 및
상기 엑소좀 내의 miR-720의 발현 수준을 비교대조군 시료의 해당 엑소좀 miRNA의 발현 수준과 비교하는 단계(단계 b).
A method of providing information for diagnosing liver cancer metastasis, including the following steps:
Isolating exosomes from the biological sample of the subject (step a); And
Comparing the expression level of miR-720 in the exosome with the expression level of the corresponding exosome miRNA in the control sample (step b).
상기 단계 b에서 엑소좀 내 miR-720의 발현 수준이 비교대조군에 비하여 저발현인 경우, 상기 대상은 간암 전이인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 6,
In step b, if the expression level of miR-720 in the exosome is lower than that of the control group, the method is characterized in that the subject is determined to be liver cancer metastasis.
상기 생물학적 시료는 혈액, 혈청, 타액(saliva), 생검(biopsy), 피부 조직, 액체 배양물, 분변 및 소변으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 6,
The biological sample is selected from the group consisting of blood, serum, saliva, biopsy, skin tissue, liquid culture, feces and urine.
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