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KR102691358B1 - Biomarker composition for diagnosing susceptibility to nephrotoxicity and diagnosing method using thereof - Google Patents

Biomarker composition for diagnosing susceptibility to nephrotoxicity and diagnosing method using thereof Download PDF

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KR102691358B1
KR102691358B1 KR1020210179694A KR20210179694A KR102691358B1 KR 102691358 B1 KR102691358 B1 KR 102691358B1 KR 1020210179694 A KR1020210179694 A KR 1020210179694A KR 20210179694 A KR20210179694 A KR 20210179694A KR 102691358 B1 KR102691358 B1 KR 102691358B1
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KR
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nephrotoxicity
akr1c1
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susceptibility
cisplatin
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황다빈
김창욱
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가톨릭대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 약물로 인해 유도되는 신장독성에 대한 민감성을 진단하기 위한 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 신장독성 민감성 예측 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1)를 유효성분으로 함유하는 신장독성 민감성 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.
시스플라틴과 같은 약물에 의해 신장독성이 유발된 개체의 약물 투여 전 간 조직에서 AKR1C1의 발현 수준이 대조군에 비해 감소되어 있음을 확인함에 따라, 상기 AKR1C1을 시스플라틴 투여 전 신장 조직에서 개체의 시스플라틴에 의한 신장독성 민감성을 미리 예측하기 위한 신장독성 민감성 진단용 바이오마커로 제공될 수 있고, 이를 이용하여 약물 투여로 인해 유도될 수 있는 신장독성을 약물 투여 전에 미리 효과적으로 예측할 수 있다.
The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing susceptibility to nephrotoxicity induced by drugs and a method for predicting nephrotoxicity susceptibility using the same. More specifically, AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1) is used as an active ingredient. Provided is a diagnostic biomarker composition containing nephrotoxicity sensitivity.
As it was confirmed that the expression level of AKR1C1 was reduced in the liver tissue of subjects whose nephrotoxicity was induced by drugs such as cisplatin before drug administration compared to the control group, the expression level of AKR1C1 was found to be reduced in the kidney tissues of subjects before cisplatin administration. It can be provided as a diagnostic biomarker for nephrotoxicity susceptibility to predict toxicity susceptibility in advance, and using this, nephrotoxicity that may be induced by drug administration can be effectively predicted in advance before drug administration.

Description

신장독성 민감성 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 예측 방법{BIOMARKER COMPOSITION FOR DIAGNOSING SUSCEPTIBILITY TO NEPHROTOXICITY AND DIAGNOSING METHOD USING THEREOF}Biomarker composition for diagnosing nephrotoxicity sensitivity and prediction method using the same {BIOMARKER COMPOSITION FOR DIAGNOSING SUSCEPTIBILITY TO NEPHROTOXICITY AND DIAGNOSING METHOD USING THEREOF}

본 발명은 약물로 인해 유도되는 신장독성에 대한 민감성을 진단하기 위한 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 신장독성 민감성 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing susceptibility to nephrotoxicity induced by drugs and a method for predicting nephrotoxicity susceptibility using the same.

신장은 외인성 독성 물질과 그로 인한 독성 대사체를 흡수-무독화-배설 과정을 통해 체외로 배출시킴으로써 체내의 항상성을 유지하는 데 기여하는 매우 중요한 기관이다. 따라서 신장은 항상 독성 물질에 노출되어 있으므로 약물이나 산화적 스트레스 등에 의한 독성이 발생하기 쉽다(Ichimura et al., 2008; Rached et al., 2008; Sieber et al., 2009; Ferguson et al., 2008). 신장 독성은 신약 개발과정에서 주요한 bottleneck이 되는데 비임상 독성 시험에서 실험동물의 organ toxicity의 약 20% 이상을 차지하고 있다(Kohli et al., 2000; Naughton et al., 2008; Nagai and Takano, 2010). 신장은 약한 손상 시에는 정상적으로 기능을 하기 때문에 상당한 손상을 받기 전에는 기능적인 변화를 관찰하기 어렵다. 현재의 신장 기능의 임상 독성학적 평가는 blood urea nitrogen (BUN)이나 serum creatinine(sCr)의 측정으로 이루어지고 있는 데 이러한 방법은 민감도가 낮아 신장 상피 세포의 70~80%가 손상되어야 검출이 되는 단점을 갖고 있다(Rached et al., 2008; Kirtane et al., 2005). 또한 손상된 신장 세포로부터 뇨로 방출되는 효소들(γ-glutamyl transferase(γ-GT), N-acetyl-β-D-glucosaminidase(NAG))은 뇨에서 안정하게 존재하지 못하고 빨리 분해된다(Ferguson et al., 2008; Han et al., 2008). 기존의 사용되어 온 혈액 또는 뇨 내에 존재하는 단백질을 활용하는 지표 물질들을 활용한 신장 독성 진단은 조기에 진단하기 어려우므로 보다 민감하고 정확한 신장 독성에 대한 바이오마커의 발굴이 요구되고 있다(Aicher et al., 1998,; Devarajan et al., 2008). 현재 신장독성을 확인하기 위한 여러가지 방법이 개발되고 있다. 특히 유전자의 발현 여부를 중심으로 신장독성 여부를 판단하려는 시도가 있었다.The kidney is a very important organ that contributes to maintaining body homeostasis by excreting exogenous toxic substances and their resulting toxic metabolites out of the body through the process of absorption, detoxification, and excretion. Therefore, the kidneys are always exposed to toxic substances and are prone to toxicity due to drugs or oxidative stress (Ichimura et al., 2008; Rached et al., 2008; Sieber et al., 2009; Ferguson et al., 2008 ). Kidney toxicity is a major bottleneck in the new drug development process, accounting for more than 20% of organ toxicity in experimental animals in non-clinical toxicity tests (Kohli et al., 2000; Naughton et al., 2008; Nagai and Takano, 2010). . Because the kidneys function normally when mildly damaged, it is difficult to observe functional changes before significant damage occurs. Currently, clinical toxicological evaluation of kidney function is conducted by measuring blood urea nitrogen (BUN) or serum creatinine (sCr), but these methods have low sensitivity and require 70-80% of renal epithelial cells to be damaged for detection. (Rached et al., 2008; Kirtane et al., 2005). Additionally, enzymes released into urine from damaged kidney cells (γ-glutamyl transferase (γ-GT), N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG)) do not exist stably in urine and are quickly decomposed (Ferguson et al. , 2008; Han et al., 2008). Diagnosis of nephrotoxicity using existing indicator substances that utilize proteins present in blood or urine is difficult to diagnose at an early stage, so discovery of more sensitive and accurate biomarkers for nephrotoxicity is required (Aicher et al ., 1998,; Devarajan et al., 2008). Currently, several methods are being developed to confirm nephrotoxicity. In particular, attempts were made to determine whether nephrotoxicity was present, focusing on the expression of genes.

한편, 새로운 신장독성 약물로 보고된 시스플라틴(Cisplatin)은 주로 고환암, 방광암, 난소암, 전립선암 등의 치료에 사용되는 1 세대 항암제로써 암세포와 일반세포 모두에 독성을 나타내는 것으로 보고되었다. 이러한 시스플라틴은 간에서 CYP2E1에 의해 대사가 이루어지면서 나오는 슈퍼옥사이드(superoxide) 같은 산화적 스트레스로 인해 DNA를 손상시키고, 미토콘드리아의 전자전달효소 1번 및 4번을 방해하여 ATP 생성을 저해한다. 또한, 미토콘드리아 막 전위의 감소로 칼슘이온의 섭취를 감소시키며, 항산화 기능의 이상을 초래해 독성을 유발한다. Meanwhile, Cisplatin, which has been reported as a new nephrotoxic drug, is a first-generation anticancer drug mainly used to treat testicular cancer, bladder cancer, ovarian cancer, and prostate cancer, and has been reported to be toxic to both cancer cells and normal cells. Cisplatin damages DNA due to oxidative stress such as superoxide, which is produced when metabolized by CYP2E1 in the liver, and inhibits ATP production by interfering with mitochondrial electron transfer enzymes #1 and #4. In addition, a decrease in the mitochondrial membrane potential reduces the intake of calcium ions and causes an abnormality in antioxidant function, causing toxicity.

더불어, 시스플라틴은 직접적으로는 DNA의 intra, interstrand의 구아닌(Guanine)에 붙어서 전사를 방해하여 세포자살을 유도하므로, 시스플라틴 약물 복용 전 약물에 대한 민감성을 나타낼 수 있는지 미리 예측할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.In addition, since cisplatin directly binds to guanine in the intra and interstrands of DNA and interferes with transcription, thereby inducing apoptosis, research is needed on methods to predict in advance whether one may exhibit drug sensitivity before taking cisplatin.

대한민국 등록특허 제10-1498481호 (2014.03.27 공개)Republic of Korea Patent No. 10-1498481 (published on March 27, 2014)

본 발명의 목적은 개체의 약물에 대한 신장독성 민감도를 예측할 수 있는 바이오마커 조성물을 제공하며, 이를 이용하여 약물 투여로 인해 유도될 수 있는 신장독성을 약물 투여 전에 미리 예측함으로써, 약물 투여에 따른 신장독성을 사전에 예방하기 위한 방법을 제공하고자 한다.The purpose of the present invention is to provide a biomarker composition that can predict an individual's sensitivity to nephrotoxicity to a drug, and by using this to predict nephrotoxicity that may be induced by drug administration before drug administration, We aim to provide a method to prevent toxicity in advance.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1)을 유효성분으로 함유하는 신장독성 민감성 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a diagnostic biomarker composition for nephrotoxicity sensitivity containing AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1) as an active ingredient.

본 발명은 AKR1C1의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제를 유효성분으로 포함하는 신장독성 민감성 진단용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for diagnosing nephrotoxicity sensitivity, which includes as an active ingredient an agent capable of measuring the expression level of AKR1C1.

또한, 본 발명은 약물 투여 전 개체로부터 분리된 생물학적 시료를 수집하는 단계; 상기 수집된 시료 내 AKR1C1의 발현 수준을 확인하는 단계; 및 상기 AKR1C1 발현 수준을 대조군과 비교하여 감소 수준을 확인하는 단계;를 포함하는 신장독성 민감성 예측 방법을 제공한다.In addition, the present invention includes the steps of collecting biological samples isolated from an individual before drug administration; Confirming the expression level of AKR1C1 in the collected samples; And it provides a method for predicting nephrotoxicity susceptibility including; comparing the AKR1C1 expression level with the control group to confirm the level of decrease.

본 발명에 따르면, 시스플라틴과 같은 약물에 의해 신장독성이 유발된 개체의 약물 투여 전 신장 조직에서 AKR1C1의 발현 수준이 대조군에 비해 감소되어 있음을 확인함에 따라, 상기 AKR1C1을 시스플라틴 투여 전 신장 조직에서 개체의 시스플라틴에 의한 신장독성 민감성을 미리 예측하기 위한 신장독성 민감성 진단용 바이오마커로 제공될 수 있다.According to the present invention, as it was confirmed that the expression level of AKR1C1 in the kidney tissue of subjects whose nephrotoxicity was induced by drugs such as cisplatin before drug administration was reduced compared to the control group, AKR1C1 was expressed in the kidney tissues of subjects before the administration of cisplatin. It can be provided as a diagnostic biomarker for nephrotoxicity susceptibility to predict in advance the susceptibility to nephrotoxicity caused by cisplatin.

상기 바이오마커 조성물을 사용하여, 약물 투여로 인해 유도될 수 있는 신장독성을 약물 투여 전에 미리 효과적으로 예측할 수 있다. Using the biomarker composition, nephrotoxicity that may be induced by drug administration can be effectively predicted in advance before drug administration.

도 1은 본 발명의 Akr1c1 mRNA의 발현량을 비교한 결과를 나타낸다.Figure 1 shows the results of comparing the expression levels of Akr1c1 mRNA of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 발명자들은 개체마다 선천적으로 발현차이를 나타내는 신장 조직의 유전자 중 약물에 의해 유발되는 신장독성의 민감도와 관련이 높은 유전자가 있을 것으로 예상하고, 시스플라틴 투여 후 신장독성이 나타난 실험동물과 시스플라틴 투여 후에도 신장독성이 둔감하게 나타난 실험동물의 약물 투여 전 간 조직에서 유전자 발현 패턴을 확인한 결과, 신장독성이 나타난 개체의 시스플라틴 투여 전 신장 조직에서 Akr1c1의 발현 수준이 신장독성이 둔감하게 나타난 개체의 발현 수준보다 낮은 것을 확인함에 따라, 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention expected that among the genes in kidney tissue that show innate expression differences in each individual, there would be genes highly related to the sensitivity to nephrotoxicity caused by drugs, and tested experimental animals that showed nephrotoxicity after cisplatin administration and cisplatin administration. As a result of confirming the gene expression pattern in the liver tissue before drug administration in experimental animals that showed insensitive nephrotoxicity even after treatment, the expression level of Akr1c1 in the kidney tissue before cisplatin administration in subjects that showed nephrotoxicity was the expression level in subjects that showed insensitive nephrotoxicity. As it was confirmed that it was lower, the present invention was completed.

본 발명은 AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1)를 유효성분으로 함유하는 신장독성 민감성 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.The present invention provides a biomarker composition for diagnosing nephrotoxicity sensitivity containing AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1) as an active ingredient.

본 명세서에서, "AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1; NM_001033697.1)"는 염색체 10p14-15region에 존재하며 aldehyde ketone reductase superfamily에 속해있다. AKR family는 aldehyde와 ketone을 알코올로 전환하는 촉매역할을 한다. 또한, AKR1C1은 암치료에 대해서 약물의 내성을 증가시키고 항산화 작용에도 관여한다.In this specification, “AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1; NM_001033697.1)” exists in chromosome 10p14-15 region and belongs to the aldehyde ketone reductase superfamily. The AKR family acts as a catalyst to convert aldehydes and ketones into alcohols. In addition, AKR1C1 increases drug resistance for cancer treatment and is also involved in antioxidant activity.

상기 AKR1C1은 약물 투여 전, 신장 조직에서 그 발현 수준을 확인하는 것일 수 있다.The expression level of AKR1C1 may be checked in kidney tissue before drug administration.

상기 신장독성은 약물에 의해 유도되는 것일 수 있고, 바람직하게는 시스플라틴(cisplatin)에 의해 유도되는 것일 수 있다.The nephrotoxicity may be induced by a drug, and preferably may be induced by cisplatin.

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

본 발명은 AKR1C1의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제를 유효성분으로 포함하는 신장독성 민감성 진단용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for diagnosing nephrotoxicity sensitivity, which includes as an active ingredient an agent capable of measuring the expression level of AKR1C1.

상기 AKR1C1의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제는 상기 AKR1C1 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브, 상기 AKR1C1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체, 펩타이드, 앱타머 또는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Agents capable of measuring the expression level of AKR1C1 may be primers or probes that specifically bind to the AKR1C1 gene, antibodies, peptides, aptamers, or compounds that specifically bind to the AKR1C1 protein, but are limited thereto. no.

본 명세서에서, "프라이머(primer)"는 짧은 자유 3말단 수산화기(free 3' hydroxl group)를 가지는 핵산 서열로, 상보적인 주형과 염기쌍을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 시점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA polymerase 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오타이드 트리포스페이트(nucleotide triphosphate)의 존재 하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. As used herein, a "primer" is a nucleic acid sequence with a short free 3' hydroxyl group, which is capable of forming base pairs with a complementary template and serves as a starting point for copying the template strand. refers to a short nucleic acid sequence. Primers can initiate DNA synthesis in the presence of four different nucleotide triphosphates and reagents for polymerization (i.e., DNA polymerase or reverse transcriptase) in an appropriate buffer solution and temperature.

상기 프라이머는 상기 유전자에 특이적인 프라이머로, 통상적으로 7 내지 50개의 뉴클레오타이드 서열을 가진 센스 및 안티센스 핵산일 수 있고, DNA 합성의 개시점으로 작용하는 프라이머의 기본 성질을 변화시키지 않는 한, 추가의 특징을 혼입할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당해 기술 분야에 공지된 기술에 따라 적절히 선택될 수 있다.The primer is a primer specific for the gene and can be either sense or antisense nucleic acid, typically having a 7 to 50 nucleotide sequence, and as long as it does not change the basic nature of the primer that serves as the starting point for DNA synthesis, additional features can be mixed. PCR conditions and lengths of sense and antisense primers can be appropriately selected according to techniques known in the art.

본 명세서에서, "프로브(probe)"는 mRNA와 특이적으로 결합을 이룰 수 있는, 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며, 라벨링 되어있어서 특정 mRNA의 존재 유무, 발현량을 확인할 수 있다. 프로브는 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single strand DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double strand DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 형성될 수 있다. 적절한 프로브 및 혼성화 조건은 당해 기술 분야에 공지된 기술에 따라 적절히 선택될 수 있다.As used herein, “probe” refers to a nucleic acid fragment such as RNA or DNA that can specifically bind to mRNA, ranging from a few bases to hundreds of bases in length, and is labeled so that it can bind to a specific mRNA. You can check the presence or absence of and expression level. Probes may be formed in the form of oligonucleotide probes, single strand DNA probes, double strand DNA probes, RNA probes, etc. Appropriate probes and hybridization conditions can be appropriately selected according to techniques known in the art.

본 명세서에서, "항체(antibody)"는 당해 기술 분야에 공지된 용어로서, 항원성 부위에 대하여 지시되는 특이적인 면역글로불린을 의미한다. 본 발명에서의 항체는 상기 단백질에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 당해 기술분야의 통상적인 방법에 따라 항체를 제조할 수 있다. 상기 항체의 형태는 폴리클로날(polyclonal) 항체 또는 모노클로날(monoclonal) 항체를 포함하며, 모든 면역글로불린 항체가 포함될 수 있다. 상기 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 갖는 완전한 형태를 의미한다. 또한, 상기 항체는 인간화 항체 등의 특수 항체도 포함될 수 있다.As used herein, “antibody” is a term known in the art and refers to a specific immunoglobulin directed against an antigenic site. In the present invention, the antibody refers to an antibody that specifically binds to the protein, and the antibody can be prepared according to conventional methods in the art. The types of antibodies include polyclonal antibodies or monoclonal antibodies, and may include all immunoglobulin antibodies. The antibody is meant to be intact, having two full-length light chains and two full-length heavy chains. Additionally, the antibodies may also include special antibodies such as humanized antibodies.

본 명세서에서 "펩타이드(peptide)"는 표적 물질에 대한 결합력이 높은 장점이 있고, 열/화학 처리 시에도 변성이 일어나지 않는다. 또한 분자 크기가 작기 때문에 다른 단백질에 붙여서 융합 단백질로의 이용이 가능하다. 구체적으로 고분자 단백질 체인에 붙여서 이용이 가능하므로 진단 키트 및 약물 전달 물질로 이용될 수 있다.As used herein, “peptide” has the advantage of high binding affinity to the target substance and does not undergo denaturation even during heat/chemical treatment. Additionally, because the molecule size is small, it can be used as a fusion protein by attaching it to another protein. Specifically, it can be used by attaching it to a polymer protein chain, so it can be used as a diagnostic kit and drug delivery material.

본 명세서에서 "앱타머(aptamer)"는 그 자체로 안정된 삼차 구조를 가지면서 표적 분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 특별한 종류의 단일가닥 핵산 (DNA, RNA, 또는 변형 핵산)으로 구성된 폴리뉴클레오티드(polynucleotide)의 일종을 의미한다. 상술한 바와 같이, 앱타머는 항체와 동일하게 항원성 물질에 특이적으로 결합할 수 있으면서도, 단백질보다 안정성이 높고, 구조가 간단하며, 합성이 용이한 폴리뉴클레오티드로 구성되어 있어, 항체를 대체하여 사용될 수 있다.As used herein, “aptamer” refers to a special type of single-stranded nucleic acid (DNA, RNA, or modified nucleic acid) that has a stable tertiary structure and is capable of binding to a target molecule with high affinity and specificity. It refers to a type of polynucleotide composed of . As described above, aptamers can specifically bind to antigenic substances in the same way as antibodies, but are composed of polynucleotides that are more stable than proteins, have a simpler structure, and are easier to synthesize, so they can be used as a replacement for antibodies. You can.

상기 키트는 프라이머 키트, DNA 칩 키트, 단백질 칩 키트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 키트는 신장독성 민감성 진단을 위한, 선택적으로 마커를 인지하는 항체뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액, 또는 장치를 더 포함할 수 있다. The kit may be a primer kit, DNA chip kit, or protein chip kit, but is not limited thereto. The kit may further include an antibody that selectively recognizes a marker for diagnosing nephrotoxicity susceptibility, as well as one or more other component compositions, solutions, or devices suitable for the analysis method.

바람직하게는, 약물 투여 전 개체의 간 조직에서 발현 수준 변화가 나타난 AKR1C1 유전자 서열의 전부, 이의 일부를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 또는 그의 상보가닥 분자가 집적된, 시스플라틴으로 인해 유도되는 신장독성 예측용 마이크로어레이 칩이 제공될 수 있다. 상기 마이크로어레이 칩은 약물 투여 전 간 조직에서 AKR1C1 유전자의 발현을 비교함으로써, 시스플라틴 투여로 인해 유도될 수 있는 신장독성을 보다 유의 있고 정확하게 비교분석할 수 있다.Preferably, a microarray for predicting nephrotoxicity induced by cisplatin that integrates oligonucleotides or complementary strand molecules containing all or part of the AKR1C1 gene sequence that showed a change in expression level in the liver tissue of the subject before drug administration. Chips may be provided. The microarray chip compares the expression of the AKR1C1 gene in liver tissue before drug administration, enabling more meaningful and accurate comparison and analysis of nephrotoxicity that may be induced by cisplatin administration.

본 발명은 약물 투여 전 개체로부터 분리된 생물학적 시료를 수집하는 단계; 상기 수집된 시료 내 AKR1C1의 발현 수준을 확인하는 단계; 및 상기 AKR1C1 발현 수준을 대조군과 비교하여 감소 수준을 확인하는 단계;를 포함하는 신장독성 민감성 예측 방법을 제공한다.The present invention includes the steps of collecting biological samples isolated from an individual before drug administration; Confirming the expression level of AKR1C1 in the collected samples; And it provides a method for predicting nephrotoxicity susceptibility including; comparing the AKR1C1 expression level with the control group to confirm the level of decrease.

상기 개체는 신장독성이 발생할 수 있는 동물이라면 그 종류를 한정하지 않으나, 구체적으로 포유동물일 수 있고, 예를 들어 인간(Homo sapiens)일 수 있다.The type of the subject is not limited as long as it is an animal that can cause nephrotoxicity, but may specifically be a mammal, for example, a human (Homo sapiens).

상기 생물학적 시료는 약물 투여 전 개체 또는 대조군으로부터 분리된 것으로, 상기 단백질 또는 이의 유전자의 발현수준이 정상 대조군과 차이나는 뇨, 혈액, 세포 및 조직으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 간 조직일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The biological sample is isolated from an individual or control group before drug administration, and may be selected from the group consisting of urine, blood, cells, and tissues in which the expression level of the protein or gene thereof is different from that of the normal control group, and more preferably, liver. It may be an organization, but is not limited thereto.

상기 유전자의 발현수준은 차세대 염기서열 분석(Next generation sequencing; NGS), 중합효소연쇄반응(PCR), 역전사 중합효소연쇄반응(RT-PCR), 실시간 중합효소연쇄반응(Real-time PCR), RNase 보호 분석법(RNase protection assay; RPA), 마이크로어레이(microarray), 및 노던 블롯팅(northern blotting)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방법을 통해 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The expression level of the gene was determined by next generation sequencing (NGS), polymerase chain reaction (PCR), reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), real-time polymerase chain reaction (Real-time PCR), and RNase. It may be measured using one or more methods selected from the group consisting of RNase protection assay (RPA), microarray, and northern blotting, but is not limited thereto.

또한, 상기 단백질의 발현 또는 활성 수준은 웨스턴 블랏(western blot), 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay; ELISA), 방사선면역분석(radioimmunoassay; RIA), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케트(rocket) 면역 전기영동, 조직면역염색, 면역침전 분석법(immunoprecipitation assay), 보체고정분석법(complement fixation assay) 및 유세포 분석법(FACS)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방법을 통해 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the expression or activity level of the protein can be measured using Western blot, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, or octerony. (Ouchterlony) One or more methods selected from the group consisting of immunodiffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assay, complement fixation assay, and flow cytometry (FACS). It can be measured through, but is not limited to.

상기 AKR1C1 발현 수준이 대조군의 발현 수준보다 낮을 경우, 약물에 의한 신장독성 민감도가 높은 것으로 예측할 수 있다.If the expression level of AKR1C1 is lower than that of the control group, it can be predicted that the sensitivity to nephrotoxicity due to the drug is high.

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

<실시예 1> 신장독성 민감도 예측을 위한 바이오마커 확인<Example 1> Identification of biomarkers for predicting nephrotoxicity sensitivity

SD rats (7주령) 수컷 10수, 암컷 10수를 4개의 그룹으로 나누었고, 수컷 대조군 (male control; 이하, M-Con이라함), 암컷 대조군 (female control; 이하, F-Con이라함), 수컷 시스플라틴 처리군 (male cisplatin; 이하, M-CIS이라함) 및 암컷 시스플라틴 처리군 (female cisplatin; 이하, F-CIS이라함)으로 각 그룹당 5수로 무작위로 나누었다. 시스플라틴 처리군들에는 25 mg/kg 농도로 생리식염수에 시스플라틴을 녹여서 복강 단회 투여하였고, 대조군들에는 생리식염수를 투여하였다. 투여 48시간 후에 부검하여 혈청 분석 (BUN, Creatinine)과 조직병리학적 분석을 통해 수컷에서 암컷보다 시스플라틴 투여에 의해 신장독성이 더 심하게 나타나는 것을 확인하였다. 그 후, 신장 조직에서 RNA를 뽑고 RNA seq (Illumina Novaseq6000)를 수행하여 4개의 군에서 유전자 발현 패턴을 비교 분석하였다. (Fold change 2 이상, p value 0.05 이하).SD rats (7 weeks old), 10 males and 10 females, were divided into 4 groups: male control (male control; hereinafter referred to as M-Con), female control (hereinafter referred to as F-Con), Each group was randomly divided into a male cisplatin treated group (male cisplatin; hereinafter referred to as M-CIS) and a female cisplatin treated group (female cisplatin; hereinafter referred to as F-CIS). Cisplatin was dissolved in physiological saline at a concentration of 25 mg/kg and administered intraperitoneally as a single dose to the cisplatin treatment group, and physiological saline was administered to the control group. An autopsy was performed 48 hours after administration, and through serum analysis (BUN, Creatinine) and histopathological analysis, it was confirmed that nephrotoxicity was more severe in males than in females due to cisplatin administration. Afterwards, RNA was extracted from kidney tissue and RNA seq (Illumina Novaseq6000) was performed to compare and analyze gene expression patterns in the four groups. (Fold change 2 or more, p value 0.05 or less).

그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, M-con군에 비해 F-Con군에서 AKR1C1 mRNA의 발현량이 약 2.02배 높았다. 시스플라틴 투여 군에서 AKR1C1 mRNA의 발현이 두 성별 모두 감소하였다. 그러면서도 M-CIS군에 비해 F-CIS군에서 AKR1C1 mRNA의 발현량이 약 2.39배 높았다. 수컷에 비해 암컷에서 AKR1C1 mRNA의 발현이 높은 경향성이 시스플라틴 투여에 의해서도 유지되었다. 결과적으로 시스플라틴 투여군 및 대조군에서 AKR1C1 mRNA의 발현양상이 암컷에서 더 높은 것은 시스플라틴 유발 신장 독성 완화의 원인이 될 수 있다고 판단할 수 있었다. As a result, as shown in Figure 1, the expression level of AKR1C1 mRNA was about 2.02 times higher in the F-Con group than in the M-con group. In the cisplatin treatment group, the expression of AKR1C1 mRNA decreased in both genders. However, the expression level of AKR1C1 mRNA was approximately 2.39 times higher in the F-CIS group than in the M-CIS group. The tendency for higher AKR1C1 mRNA expression in females compared to males was maintained even by cisplatin administration. As a result, it was determined that the higher expression pattern of AKR1C1 mRNA in females in the cisplatin administration group and control group may be the cause of alleviation of cisplatin-induced nephrotoxicity.

이상으로 본 발명 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 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.As the specific parts of the present invention have been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that these specific techniques are merely preferred embodiments and do not limit the scope of the present invention. do. That is, the actual scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1)을 유효성분으로 함유하는, 시스플라틴(cisplatin)에 의해 유도된 신장독성 민감성 진단용 바이오마커 조성물.A biomarker composition for diagnosing susceptibility to nephrotoxicity induced by cisplatin, containing AKR1C1 (Aldo-Keto Reductase Family 1 Member C1) as an active ingredient. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 AKR1C1은,
약물 투여 전, 신장 조직에서 발현 수준을 확인하는 것을 특징으로 하는 바이오마커 조성물.
According to claim 1,
The AKR1C1 is,
A biomarker composition characterized in that the expression level is confirmed in kidney tissue before drug administration.
AKR1C1의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제를 유효성분으로 포함하는, 시스플라틴(cisplatin)에 의해 유도된 신장독성 민감성 진단용 키트.A kit for diagnosing susceptibility to nephrotoxicity induced by cisplatin, comprising as an active ingredient an agent capable of measuring the expression level of AKR1C1. 제 5 항에 있어서,
상기 AKR1C1의 발현 수준을 측정할 수 있는 제제는,
상기 AKR1C1 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브, 상기 AKR1C1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체, 펩타이드, 앱타머 또는 화합물인 것을 특징으로 하는 신장독성 민감성 진단용 키트.
According to claim 5,
An agent capable of measuring the expression level of AKR1C1,
A kit for diagnosing nephrotoxicity sensitivity, comprising a primer or probe that specifically binds to the AKR1C1 gene, an antibody, peptide, aptamer, or compound that specifically binds to the AKR1C1 protein.
약물 투여 전 개체로부터 분리된 생물학적 시료를 수집하는 단계;
상기 수집된 시료 내 AKR1C1의 발현 수준을 확인하는 단계; 및
상기 AKR1C1 발현 수준을 대조군과 비교하여 감소 수준을 확인하는 단계;를 포함하는, 시스플라틴(cisplatin)에 의해 유도된 신장독성 민감성 예측 방법.
Collecting biological samples isolated from the subject before drug administration;
Confirming the expression level of AKR1C1 in the collected samples; and
A method for predicting susceptibility to nephrotoxicity induced by cisplatin, including the step of confirming the level of reduction by comparing the AKR1C1 expression level with the control group.
삭제delete 삭제delete
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