KR20250052523A - Use of cxcr-4 in diagnosis, prevention or treatment of recurrent brain tumors - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재발성 뇌 종양 진단, 예방 또는 치료에서의 CXCR-4의 용도에 관한 것으로, CXCR4 길항제를 사용하면 수술적 절제 후 절제강(RC)으로 이동하는 희소돌기아교세포-전구세포(OPC) 계통의 수가 감소하고 종양 재발 및 사망률이 감소하는 바, CXCL12/CXCR4 경로를 차단함으로써 교모세포종(GBM)의 재발을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to the use of CXCR-4 in the diagnosis, prevention or treatment of recurrent brain tumors. Since the use of a CXCR4 antagonist reduces the number of oligodendrocyte-progenitor cell (OPC) lineages migrating into the resection cavity (RC) after surgical resection, and reduces tumor recurrence and mortality, it is expected that the recurrence of glioblastoma (GBM) can be prevented by blocking the CXCL12/CXCR4 pathway.
Description
본 발명은 재발성 뇌 종양 진단, 예방 또는 치료에서의 CXCR-4의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CXCR-4 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 재발성 뇌 종양 예방 또는 치료용 약학적 조성물, CXCR-4의 발현 또는 활성 수준을 측정하는 제제를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측용 조성물, 및 CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준을 측정하는 단계를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.The present invention relates to the use of CXCR-4 in the diagnosis, prevention or treatment of recurrent brain tumors, and more particularly, to a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of recurrent brain tumors comprising a CXCR-4 inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof, a composition for the diagnosis or prognosis of brain tumors comprising an agent for measuring the expression or activity level of CXCR-4, and a method for providing information for the diagnosis or prognosis of brain tumors comprising a step of measuring the mRNA expression of a CXCR-4 gene or the protein activity level thereof.
암은 전세계적으로 가장 보편적인 사망원인 중의 하나이다. 약 1천만건의 새로운 케이스가 매년 발생하며, 전체 사망원인의 약 12%를 차지하여 세번째로 많은 사망원인으로 보고되고 있다. 다양한 암 중에서 특히 뇌 종양은 연령에 관계없이 발생되며, 소아에 발생 빈도가 다른 암에 비하여 높은 특징이 있다. 뇌 종양은 뇌조직과 뇌를 싸고 있는 뇌막에서 발생되는 원발성 뇌 종양과 두개골이나 신체의 다른 부위에서 발생된 암으로부터 전이된 이차성 뇌 종양을 통칭하는 것이다. 이와 같은 뇌 종양은 다른 장기에서 발생하는 암과 구분되는 점이 많다. 우선 폐, 위, 유방 등에 생기는 암은 장기별로 한 두 종류에 국한되고, 그 성질이 동일, 유사한 편이다. 그러나 뇌에는 매우 다양한 종류의 암이 발생한다. 예를 들면 다형 교모세포종(glioblastoma multiforme, GBM), 신경교종(Glioma), 악성 신경교종, 임파선종, 배아세포종, 전이성 종양 등 다양하다.Cancer is one of the most common causes of death worldwide. Approximately 10 million new cases occur each year, accounting for approximately 12% of all deaths, making it the third most common cause of death. Among various cancers, brain tumors in particular occur regardless of age, and have a higher incidence in children than other cancers. Brain tumors are a general term for primary brain tumors that occur in brain tissue and the meninges surrounding the brain, and secondary brain tumors that metastasize from cancers that occur in the skull or other parts of the body. These brain tumors are different from cancers that occur in other organs in many ways. First, cancers that occur in the lungs, stomach, and breasts are limited to one or two types per organ, and their characteristics are similar and similar. However, a wide variety of cancers occur in the brain. For example, glioblastoma multiforme (GBM), glioma, malignant glioma, lymphadenoma, germ cell tumor, metastatic tumors, etc.
상기 신경교종(Glioma)은 원발성 뇌 종양(Primary brain tumor)의 60%를 차지하는 종양으로서, 발생 빈도가 높고 치료가 어려워, 현재까지도 방사선 치료 외엔 특별한 치료법이 없는 악성 종양에 해당한다. The above glioma is a tumor that accounts for 60% of primary brain tumors. It is a malignant tumor with a high incidence and difficult treatment, and there is currently no special treatment other than radiation therapy.
신경교종 중에서 가장 악성으로 분류되고 있는 교모세포종(Glioblastoma)의 경우, 다른 암과 비교하였을 때 방사선 및 항암제 치료에 대한 저항성이 매우 높아 일단 진단되면 생존기간이 1년에 불과하므로, 각 환자의 발생 기원과 과정에 대한 적절한 진단 및 이해가 중요하다. 특히, 뇌에 발생되는 교모세포종은 성인 악성 뇌 종양 중에서 가장 높은 빈도로 발생되는 종양이며, 최선의 치료로도 중앙 생존기간이 12~18개월로 완치율이 극히 낮다.In the case of glioblastoma, which is classified as the most malignant among gliomas, the resistance to radiation and chemotherapy is very high compared to other cancers, so once diagnosed, the survival period is only 1 year, so proper diagnosis and understanding of the origin and process of each patient's occurrence are important. In particular, glioblastoma that occurs in the brain is the most frequently occurring tumor among adult malignant brain tumors, and even with the best treatment, the median survival period is 12 to 18 months, so the cure rate is extremely low.
다형 교모세포종(glioblastoma multiforme, GBM)은 주로 원발성 종양의 수술적 절제 후 절제강(resection cavity, RC) 근처에서 국소적으로 재발하여 치사율이 높다. 암 유발 돌연변이를 품고 있는 뇌실하 영역(subventricular zone, SVZ)의 신경줄기세포(Neural stem cells, NSCs)가 최근 인간 GBM의 기원 세포로 보고되었다.Glioblastoma multiforme (GBM) is a highly lethal tumor that mainly relapses locally near the resection cavity (RC) after surgical resection of the primary tumor. Neural stem cells (NSCs) in the subventricular zone (SVZ) harboring oncogenic mutations have recently been reported as the source cells of human GBM.
교모세포종은 가장 공격적인 미만성 신경교종(diffuse glioma)으로 모든 신경교종의 54%, 모든 원발성 뇌 종양의 16%를 차지한다. GBM 환자는 예후가 좋지 않으며 진단 후 평균 생존 기간은 거의 14-20 개월이다. GBM에 대한 현재의 치료 표준에는 수술적 제거와 동시 방사선 요법 및 테모졸로마이드가 포함된다. 그러나 이러한 환자들은 기존 치료와 수술적 절제로도 재발률이 100%에 가깝다. 적극적으로 치료받은 환자의 약 80%에서 질병 진행/재발은 절제강(RC) 내에서 발생한다. 종양 자체를 치료하려는 지속적인 노력 끝에 GBM의 기원이 차세대 표적으로 떠올랐다. Glioblastoma is the most aggressive diffuse glioma, accounting for 54% of all gliomas and 16% of all primary brain tumors. Patients with GBM have a poor prognosis, with a median survival of approximately 14–20 months after diagnosis. The current standard of care for GBM includes surgical resection with concurrent radiotherapy and temozolomide. However, these patients have a nearly 100% recurrence rate even with conventional treatment and surgical resection. In approximately 80% of aggressively treated patients, disease progression/recurrence occurs within the resection cavity (RC). After continued efforts to treat the tumor itself, the origin of GBM has emerged as a next-generation target.
뇌 종양의 치료에는 수술적 처치 이외에 방사선 치료 및 화학 약물 치료가 함께 수행되고 있으나, 상기 치료는 내성 변이의 발생, 종양줄기세포에 의한 재발 등의 원인으로 인하여 완벽한 치료법이 없다. 따라서, 발생 기원에 대한 초기 진단과 이해 및 그에 기반한 새로운 치료법 개발이 요구되고 있는 실정이다.In addition to surgical treatment, radiation therapy and chemotherapy are also performed for the treatment of brain tumors, but there is no perfect cure due to the occurrence of resistant mutations and recurrence by tumor stem cells. Therefore, early diagnosis and understanding of the origin of occurrence and development of new treatment methods based on such are required.
본 발명자들은 재발성 뇌 종양, 특히 교모세포종(GBM)에 대한 예방 또는 치료방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들이 확립한 마우스 모델-뇌실하 영역(SVZ)의 신경줄기세포(NSC)에 암 유발 돌연변이를 도입-을 이용하여 SVZ의 암 유발 돌연변이를 품고 있는 잔여 NSC가 GBM의 수술적 절제 후 국소 재발을 유발할 수 있으며, CXCR-4의 차단은 종양 재발의 주요 경로인 희소돌기아교세포-전구세포(OPC) 분화를 방지할 수 있음을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made extensive research efforts to develop a method for preventing or treating recurrent brain tumors, particularly glioblastoma (GBM). As a result, by using a mouse model established by the present inventors - introducing oncogenic mutations into neural stem cells (NSCs) of the subventricular zone (SVZ) - we have discovered that residual NSCs harboring oncogenic mutations in the SVZ can induce local recurrence after surgical resection of GBM, and that blockade of CXCR-4 can prevent differentiation into oligodendrocyte-progenitor cells (OPCs), a major pathway for tumor recurrence, thereby completing the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 CXCR-4(C-X-C chemokine receptor type 4) 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 재발성 뇌 종양 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating recurrent brain tumors, comprising a CXCR-4 (C-X-C chemokine receptor type 4) activity inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
본 발명의 다른 목적은 CXCR-4의 발현 또는 활성 수준을 측정하는 제제를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, comprising a preparation measuring the expression or activity level of CXCR-4.
본 발명의 또 다른 목적은 생물학적 시료로부터 CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for providing information for diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, comprising the step of measuring the mRNA expression level of a CXCR-4 gene or its protein activity level from a biological sample.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
본 발명자들은 재발성 뇌 종양, 특히 교모세포종(GBM)에 대한 예방 또는 치료방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들이 확립한 마우스 모델-뇌실하 영역(SVZ)의 신경줄기세포(NSC)에 암 유발 돌연변이를 도입-을 이용하여 SVZ의 암 유발 돌연변이를 품고 있는 잔여 NSC가 GBM의 수술적 절제 후 국소 재발을 유발할 수 있으며, CXCR-4의 차단은 종양 재발의 주요 경로인 희소돌기아교세포-전구세포(OPC) 분화를 방지할 수 있음을 규명하였다.The present inventors have made extensive research efforts to develop a method for preventing or treating recurrent brain tumors, especially glioblastoma (GBM). As a result, using a mouse model established by the present inventors - introducing oncogenic mutations into neural stem cells (NSCs) in the subventricular zone (SVZ) - we have revealed that residual NSCs harboring oncogenic mutations in the SVZ can induce local recurrence after surgical resection of GBM, and that blockade of CXCR-4 can prevent differentiation into oligodendrocyte-progenitor cells (OPCs), a major pathway for tumor recurrence.
본 발명은 CXCR-4 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 재발성 뇌 종양 예방 또는 치료용 약학적 조성물, CXCR-4의 발현 또는 활성 수준을 측정하는 제제를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측용 조성물, 및 CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준을 측정하는 단계를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating recurrent brain tumors, comprising a CXCR-4 inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof, a composition for diagnosing or predicting the prognosis of brain tumors, comprising an agent for measuring the expression or activity level of CXCR-4, and a method for providing information for diagnosing or predicting the prognosis of brain tumors, comprising a step of measuring the mRNA expression of a CXCR-4 gene or the protein activity level thereof.
이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 양태는 CXCR-4(C-X-C chemokine receptor type 4) 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 재발성 뇌 종양 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating recurrent brain tumor, comprising a CXCR-4 (C-X-C chemokine receptor type 4) activity inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
본 발명에서, "CXCR-4"는 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어져 있고, 구체적인 정보는 NCBI Reference Sequence ID인 NG_011587.1에서 확인할 수 있다.In the present invention, "CXCR-4" consists of a base sequence represented by sequence number 1, and specific information can be found in NCBI Reference Sequence ID NG_011587.1.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 CXCR-4 억제제는 하기 화학식 1로 표시되는 플레릭사포(Plerixafor)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the CXCR-4 inhibitor may be Plerixafor represented by the following chemical formula 1.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
플레릭사포(Plerixafor)(AMD3100)는 화학명(IUPAC명)이 1,1'-(1,4-phenylenebismethylene)bis(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)(CAS No. 110078-46-1)으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이다. 상기 플레릭사포는 당업자가 공지의 합성방법에 의하여 용이하게 화학적으로 합성하여 제조하여 사용할 수 있다. 또는 상업적으로 제조된 상품을 구입하여 사용할 수 있다.Plerixafor (AMD3100) is a compound represented by the chemical formula 1 and has the chemical name (IUPAC name) of 1,1'-(1,4-phenylenebismethylene)bis(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)(CAS No. 110078-46-1). The Plerixafor can be easily chemically synthesized and manufactured by a person skilled in the art using a known synthetic method, and used. Alternatively, a commercially manufactured product can be purchased and used.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CXCR4 길항제인 AMD3100이 마우스에서 NSC로부터 OPC 계통으로의 분화를 억제하고 RC로 이동하는 OPC 계통의 수를 감소시킨다는 것을 확인하였는 바, CXCR-4 활성억제제를 사용함으로써 재발성 뇌 종양 예방 또는 치료가 가능하다.According to one embodiment of the present invention, it was confirmed that AMD3100, a CXCR4 antagonist, inhibits differentiation from NSCs into OPC lineages in mice and reduces the number of OPC lineages migrating to RCs, and thus prevention or treatment of recurrent brain tumors is possible by using a CXCR-4 activity inhibitor.
본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 뿐 아니라 이로부터 제조될 수 있는, 동일한 효능을 나타내는 용매화물, 수화물, 에스테르 및 입체 이성질체도 모두 본 발명의 범주 내로 포함할 수 있다.The present invention encompasses not only the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, but also solvates, hydrates, esters and stereoisomers produced therefrom, all of which exhibit the same efficacy, within the scope of the present invention.
본 발명에서, "약학적으로 허용가능한 염"은 투여되는 유기체에 심각한 자극을 유발하지 않고 화합물의 생물학적 활성 및 물성을 손상시키지 않는 임의의 무기산 또는 유기산 또는 염기와 형성된 염을 의미한다. 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산부가염과 같이, 당업계에서 통상적으로 사용되는 염을 제한 없이 사용할 수 있다.In the present invention, the term "pharmaceutically acceptable salt" means a salt formed with any inorganic acid or organic acid or base that does not cause serious irritation to the organism to which it is administered and does not impair the biological activity and physical properties of the compound. As the salt, any salt commonly used in the art, such as an acid addition salt formed with a pharmaceutically acceptable free acid, can be used without limitation.
산부가염은 통상의 방법, 예를 들어 화합물을 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다. 동 몰량의 화합물 및 물 중의 산 또는 알코올(예, 글리콜 모노메틸에테르)을 가열하고, 이어서 상기 혼합물을 증발시켜 건조시키거나, 또는 석출된 염을 흡인 여과시킬 수 있다.Acid addition salts can be prepared by conventional methods, for example, by dissolving the compound in an excess of an aqueous acid solution and precipitating the salt using a water-miscible organic solvent, such as methanol, ethanol, acetone or acetonitrile. Equimolar amounts of the compound and an acid or alcohol (e.g., glycol monomethyl ether) in water can be heated and the mixture can then be evaporated to dryness, or the precipitated salt can be filtered off with suction.
이때, 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 메탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 벤젠술폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 말레인산(maleic acid), 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산(fumaric acid), 만데르산, 프로피온산(propionic acid), 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 글리콜산(glycollic acid), 글루콘산(gluconic acid), 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산(glutaric acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 요오드화수소산(hydroiodic acid) 등을 사용할 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.At this time, organic acids and inorganic acids can be used as the free acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and tartaric acid can be used, and organic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, maleic acid, succinic acid, oxalic acid, benzoic acid, tartaric acid, fumaric acid, mandelic acid, propionic acid, citric acid, lactic acid, glycolic acid, gluconic acid, galacturonic acid, glutamic acid, glutaric acid, glucuronic acid, aspartic acid, ascorbic acid, carbonic acid, vanillic acid, and hydroiodic acid can be used, but are not limited thereto.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 제조할 수 있다. 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들어 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해시키고, 비용해 화합물 염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻을 수 있다. 이때, 금속염으로는 특히 나트륨, 칼륨, 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하나 이들에 제한되는 것은 아니다. 또한 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은염(예, 질산은)과 반응시켜 얻을 수 있다.In addition, a pharmaceutically acceptable metal salt can be prepared using a base. An alkali metal salt or an alkaline earth metal salt can be obtained, for example, by dissolving a compound in an excess alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide solution, filtering out the undissolved compound salt, and then evaporating and drying the filtrate. At this time, sodium, potassium, or calcium salts are particularly suitable for preparing the metal salt, but are not limited thereto. In addition, a corresponding silver salt can be obtained by reacting an alkali metal or alkaline earth metal salt with a suitable silver salt (e.g., silver nitrate).
본 발명에서 "예방"은 본 발명의 조성물의 투여로 재발성 뇌 종양의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 포함하며, "치료"는 본 발명의 조성물에 의해 재발성 뇌 종양에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 포함한다.In the present invention, “prevention” includes all acts of inhibiting or delaying the onset of a recurrent brain tumor by administering the composition of the present invention, and “treatment” includes all acts of improving or beneficially changing the symptoms of a recurrent brain tumor by the composition of the present invention.
본 발명에서, "뇌 종양(brain tumor)"은 뇌 및 중추신경계에서 발생되는 종양으로서 "뇌 암(brain cancer)"과 혼용하여 사용될 수 있으며, 뇌 종양의 가장 대표적인 질환이며 빈도가 높은 "신경교종(glioma)"과 혼용하여 사용될 수 있다. 뇌 종양은 세포타입, 형태학(morphology), 세포유전학(cytogenetics), 분자유전학(molecular genetics), 면역표지자(immunologic markers), 또는 이들의 조합에 의해 분류될 수 있으며, 세계보건기구에 의한 뇌 종양의 분류는 종양의 조직학적 특징에 근거한 악성의 스케일에 따라 중추신경계 종양을 분류한다.In the present invention, "brain tumor" is a tumor that occurs in the brain and central nervous system, and may be used interchangeably with "brain cancer", and may be used interchangeably with "glioma", which is the most representative brain tumor and has a high incidence. Brain tumors can be classified by cell type, morphology, cytogenetics, molecular genetics, immunologic markers, or a combination thereof, and the classification of brain tumors by the World Health Organization classifies central nervous system tumors according to the scale of malignancy based on the histological characteristics of the tumor.
구체적으로, 상기 뇌 종양은 교모세포종(glioblastomas), 다형 교모세포종(glioblastoma multiforme), 신경교육종(gliosarcoma), 역형성 성상세포종(anaplastic astrocytomas), 희소돌기아교세포종(oligodendrogliomas), 상의세포종(ependymomas), 저등급 성상세포종(low-grade astrocytomas), 수모세포종(medulloblastomas), 성상세포종 종양(astrocytic tumors), 모양세포성 성상세포종(Pilocytic astrocytoma), 미만성 성상세포종(diffuse astrocytomas), 다형성 황색성상세포종(pleomorphic xanthoastrocytomas), 상의하 거대세포 성상세포종(subependymal giant cell astrocytomas), 역형성 희소돌기아교세포종(anaplastic oligodendrogliomas), 희소돌기성상세포종(oligoastrocytomas), 역형성 희소돌기성상세포종(anaplastic oligoastrocytomas), 점액성 유두상 상의세포종(myxopapillary ependymomas), 상의하세포종(subependymomas), 뇌실상의세포종(ependymomas), 역형성 뇌실상의세포종(anaplastic ependymomas), 아스트로블라스토마(astroblastomas), 제3뇌실의 척삭모양 신경교종(chordoid gliomas of the third ventricle), 대뇌 신경교종증(gliomatosis cerebris), 글랜글리오사이토마스(glangliocytomas), 결합조직생성 유아 성상세포종(desmoplastic infantile astrocytomas), 결합조직생성 유아신경절교종(desmoplastic infantile gangliogliomas), 태생기발육부전 신경상피종(dysembryoplastic neuroepithelial tumors), 상의모세포종(ependymoblastomas), 천막위 원시신경외배엽성 종양(supratentorial primitive neuroectodermal tumors), 맥락막총 유두종(choroids plexus papilloma), 중등도 분화형의 솔방울샘 실질 종양(pineal parenchymal tumors of intermediate differentiation), 혈관주위세포종(hemangiopericytomas), 안장영역의 종양(tumors of the sellar region), 두개인두종(craniopharyngioma), 혈관모세포종(capillary hemangioblastoma), 및/또는 일차성 중추신경계 임파종(primary CNS lymphoma)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, the brain tumors include glioblastomas, glioblastoma multiforme, gliosarcoma, anaplastic astrocytomas, oligodendrogliomas, ependymomas, low-grade astrocytomas, medulloblastomas, astrocytic tumors, pilocytic astrocytoma, diffuse astrocytomas, pleomorphic xanthoastrocytomas, subependymal giant cell astrocytomas, anaplastic oligodendrogliomas, oligoastrocytomas, Anaplastic oligoastrocytomas, myxopapillary ependymomas, subependymomas, ependymomas, anaplastic ependymomas, astroblastomas, chordoid gliomas of the third ventricle, gliomatosis cerebris, glangliocytomas, desmoplastic infantile astrocytomas, desmoplastic infantile gangliogliomas, dysembryoplastic neuroepithelial tumors, ependymoblastomas, supratentorial primitive neuroectodermal These tumors may include, but are not limited to, supratentorial primitive neuroectodermal tumors, choroids plexus papilloma, pineal parenchymal tumors of intermediate differentiation, hemangiopericytomas, tumors of the sellar region, craniopharyngioma, capillary hemangioblastoma, and/or primary CNS lymphoma.
보다 구체적으로, 상기 뇌 종양은 교모세포종(glioblastoma)일 수 있고, 상기 교모세포종의 아형태는 전신경 아류형(proneural subtype), 간엽성 아류형(mesenchymal subtype), 고전적 아류형(classical subtype) 또는 신경형 아류형(neural subtype)일 수 있다.More specifically, the brain tumor may be glioblastoma, and the subtype of the glioblastoma may be a proneural subtype, a mesenchymal subtype, a classical subtype, or a neural subtype.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형체 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may additionally contain an appropriate carrier, excipient or diluent commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions.
본 발명에서, "약학적으로 허용가능한 담체"는 생물체를 자극하지 않으면서, 주입되는 화합물의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 포함한다. 본 발명에 사용 가능한 상기 담체의 종류는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되고 약학적으로 허용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다. 상기 담체의 비제한적인 예로는, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사 용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 또한, 필요한 경우 항산화제, 완충액 및/또는 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가하여 사용할 수 있다.In the present invention, a "pharmaceutically acceptable carrier" includes a carrier or diluent that does not stimulate a living organism and does not inhibit the biological activity and properties of the compound to be injected. The type of the carrier usable in the present invention is not particularly limited, and any pharmaceutically acceptable carrier commonly used in the relevant technical field may be used. Non-limiting examples of the carrier include saline solution, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection solution, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, if necessary, other conventional additives such as antioxidants, buffers, and/or bacteriostatic agents may be added and used.
상기 조성물에 포함되는 CXCR-4 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 50.0 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The content of the CXCR-4 inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof included in the composition is not particularly limited thereto, but may be included in an amount of 0.01 wt% to 50.0 wt% based on the total weight of the composition, and preferably 0.1 wt% to 10 wt%, but is not limited thereto.
상기 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 동결 건조제 및 좌제으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있으며, 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함될 수 있으며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.The above pharmaceutical composition may have any one dosage form selected from the group consisting of tablets, pills, powders, granules, capsules, suspensions, oral solutions, emulsions, syrups, sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, lyophilizers, and suppositories, and may be various oral or parenteral dosage forms. When formulated, it may be prepared using diluents or excipients such as commonly used fillers, bulking agents, binders, wetting agents, disintegrating agents, and surfactants. Solid preparations for oral administration may include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and these solid preparations may be prepared by mixing one or more compounds with at least one excipient, such as starch, calcium carbonate, sucrose or lactose, gelatin, etc. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc may also be used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, solutions, emulsions, and syrups, and in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, various excipients such as wetting agents, sweeteners, flavoring agents, and preservatives may be included.
또한 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함될 수 있다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.In addition, preparations for parenteral administration may include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, and suppositories. Non-aqueous solutions and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. Suppository bases may include witepsol, macrogol, Tween 61, cacao butter, laurin butter, and glycerogelatin.
본 발명의 다른 일 양태는 상기 약학적 조성물을 뇌 종양의 의심개체에 투여하는 단계를 포함하는, 뇌종양의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for preventing or treating a brain tumor, comprising the step of administering the pharmaceutical composition to a subject suspected of having a brain tumor.
상기 약학적 조성물은 뇌 종양의 예방 또는 치료를 위하여 약학적으로 뇌 종양의 의심개체에 유효한 양으로 투여될 수 있다. 상기 약학적 조성물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.The above pharmaceutical composition can be administered in an amount effective for pharmaceutical purposes to a subject suspected of having a brain tumor for the prevention or treatment of the brain tumor. The above pharmaceutical composition can be used alone or in combination with methods using surgery, radiation therapy, hormone therapy, chemotherapy, and biological response modifiers.
본 발명에서, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 질병의 종류, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 테모졸로마이드와 같은 종래의 치료제와 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다.In the present invention, "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dosage level can be determined according to factors including the type and severity of the individual, age, sex, type of disease, activity of the drug, sensitivity to the drug, time of administration, route of administration and excretion rate, treatment period, concurrently used drugs, and other factors well known in the medical field. The composition of the present invention can be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents and can be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents such as temozolomide.
그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물의 바람직한 투여량은 개체의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르며, 적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치의에 의해 결정될 수 있으나, 일반적으로 0.001 내지 1000 mg/kg의 양, 바람직하게는 0.05 내지 200 mg/kg, 보다 바람직하게는 0.1 내지 100 mg/kg의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다.And it can be administered single or multiple times. It is important to administer an amount that can obtain the maximum effect with the minimum amount without side effects by considering all of the above factors, and it can be easily determined by a person skilled in the art. The preferable dosage of the composition of the present invention varies depending on the condition and weight of the subject, the degree of the disease, the drug form, the route and period of administration, and the appropriate total daily usage amount can be determined by the treating physician within the scope of sound medical judgment, but generally, it can be administered once or several times a day in an amount of 0.001 to 1000 mg/kg, preferably 0.05 to 200 mg/kg, more preferably 0.1 to 100 mg/kg.
본 발명에서 상기 뇌 종양의 의심개체는 뇌 종양이 발병하였거나 발병할 수 있는 개체이면 특별히 한정되지 않고, 어떤 개체이든 적용가능하다. 구체적으로, 원숭이, 개, 고양이, 토끼, 모르모트, 랫트, 마우스, 소, 양, 돼지, 염소 등과 같은 비인간동물 및 인간을 포함한 모든 동물을 포함하며, 본 발명의 CXCR-4 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 약학적 조성물을 뇌 종양 의심 개체에 투여함으로써, 개체를 효율적으로 치료할 수 있다. 뇌 종양에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.In the present invention, the subject suspected of having a brain tumor is not particularly limited, and any subject that has developed or can develop a brain tumor can be applied. Specifically, it includes all animals including humans and non-human animals such as monkeys, dogs, cats, rabbits, guinea pigs, rats, mice, cows, sheep, pigs, goats, etc., and by administering a pharmaceutical composition containing the CXCR-4 activity inhibitor of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof to a subject suspected of having a brain tumor, the subject can be effectively treated. The brain tumor is as described above.
본 발명에서, "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 뇌 종양 의심 개체에게 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있다. 구체적으로, 주사를 통한 비경구 투여 방식으로 투여될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In the present invention, "administration" means introducing the pharmaceutical composition of the present invention into a subject suspected of having a brain tumor by any appropriate method, and the route of administration may be administered through various routes, either oral or parenteral, as long as it can reach the target tissue. Specifically, it may be administered by parenteral administration via injection, but is not limited thereto.
본 발명의 또 다른 일 양태는 CXCR-4의 발현 또는 활성 수준을 측정하는 제제를 포함하는 뇌 종양 진단 또는 예후 예측용 조성물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a composition for diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, comprising a preparation for measuring the expression or activity level of CXCR-4.
본 발명에서, "진단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 진단이란 뇌 종양의 발병 여부, 바람직하게는 악성 뇌종양의 발병 여부를 확인하는 것이다.In the present invention, "diagnosis" means confirming the presence or characteristics of a pathological condition. For the purposes of the present invention, diagnosis means confirming whether a brain tumor has occurred, preferably whether a malignant brain tumor has occurred.
본 발명에 있어서, "예후"란 병세의 진행, 회복에 관한 예측을 의미하는 것으로, 전망 내지는 예비적 평가를 말한다. 본 발명의 목적상, 예후란 뇌 종양 환자의 치료 후 해당 개체에서 치료 성공 여부, 생존, 재발, 전이 등에 대한 예측을 의미하며, 바람직하게는 생존 예후를 의미한다.In the present invention, "prognosis" means a prediction of the progression or recovery of a disease, and refers to a prospect or preliminary evaluation. For the purpose of the present invention, prognosis means a prediction of the success of treatment, survival, recurrence, metastasis, etc. in a brain tumor patient after treatment, and preferably means a survival prognosis.
본 발명에서, "CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 수준 측정"은 뇌 종양의 진단 또는 예후 예측을 위하여 생물학적 시료에서 바이오 마커 유전자의 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로, 표적 유전자로부터 전사된 mRNA의 수준을 측정하는 방법에 사용되는 제제를 이용해 mRNA의 양을 측정한다. 구체적으로, 본 발명에서 CXCR-4 유전자의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 바람직하게는 안티센스 올리고뉴클레오티드, 프라이머 쌍 또는 프로브이며, 상기 CXCR-4를 암호화하는 유전자의 염기 서열이 유전자 은행에 등록되어 있으므로 당업자는 상기 서열을 바탕으로 이들 유전자의 특정 영역을 특이적으로 증폭하는 안티센스 올리고뉴클레오티드, 프라이머 쌍 또는 프로브를 디자인할 수 있다.In the present invention, "measuring the mRNA expression level of the CXCR-4 gene" is a process of confirming the presence and expression level of a biomarker gene in a biological sample for the purpose of diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, and measures the amount of mRNA using an agent used in a method of measuring the level of mRNA transcribed from a target gene. Specifically, the agent for measuring the mRNA level of the CXCR-4 gene in the present invention is preferably an antisense oligonucleotide, a primer pair or a probe, and since the base sequence of the gene encoding the CXCR-4 is registered in the gene bank, a person skilled in the art can design an antisense oligonucleotide, a primer pair or a probe that specifically amplifies a specific region of these genes based on the sequence.
본 발명에서, "안티센스"는 안티센스 올리고머가 왓슨-크릭 염기쌍 형성에 의해 RNA 내의 표적 서열과 혼성화되어 표적 서열 내에서 전형적으로 mRNA와 헤테로이중체를 형성할 수 있는 뉴클레오티드 염기서열 및 서브 유닛간 백본을 갖는 올리고머를 지칭한다. 올리고머는 표적 서열에 대한 정확한 서열 상보성 또는 유사 상보성을 가질 수 있다.In the present invention, "antisense" refers to an oligomer having a nucleotide base sequence and an intersubunit backbone that can hybridize to a target sequence in RNA by Watson-Crick base pairing to form a heteroduplex, typically with mRNA, within the target sequence. The oligomer can have exact sequence complementarity or near-complementarity to the target sequence.
본 발명에서, "프라이머"는 짧은 자유 3' 말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형의 복사를 위한 시작지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 중합효소 또는 역전사 효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다.In the present invention, the "primer" means a short nucleic acid sequence having a short free 3' terminal hydroxyl group, which can form base pairs with a complementary template and functions as a starting point for copying the template. The primer can initiate DNA synthesis in the presence of a reagent for polymerization reaction (i.e., DNA polymerase or reverse transcriptase) and four different nucleoside triphosphates in an appropriate buffer solution and temperature.
본 발명에서 프라이머는 CXCR-4 유전자의 증폭에 사용될 수 있는 모든 프라이머를 의미하며, 상기 유전자와 상보적으로 결합하여 증폭시킬 수 있는 한, 프라이머의 서열은 제한되지 않는다.In the present invention, the primer means any primer that can be used to amplify the CXCR-4 gene, and the sequence of the primer is not limited as long as it can complementarily bind to the gene and cause amplification.
본 발명에서, "프로브"는 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며, 표지(Labelling)되어 있어서 특정 mRNA의 존재 유무를 확인할 수 있다. 상기 프로브는 올리고 뉴클레오티드 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있으며, 상기 유전자와 상보적으로 결합할 수 있는 한, 프로브의 서열은 제한되지 않는다.In the present invention, a "probe" means a nucleic acid fragment such as RNA or DNA, which is short, a few bases, or a long, several hundred bases, and which can specifically bind to mRNA, and is labeled so as to be able to confirm the presence or absence of a specific mRNA. The probe may be produced in the form of an oligonucleotide probe, a single stranded DNA probe, a double stranded DNA probe, an RNA probe, etc., and the sequence of the probe is not limited as long as it can complementarily bind to the gene.
본 발명의 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 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오티드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오티드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미 데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.The primers or probes of the present invention can be chemically synthesized using the phosphoramidite solid support method, 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, capping, substitution with one or more homologues of a natural nucleotide, and modification between nucleotides, such as modification with uncharged linkers (e.g., methyl phosphonate, phosphotriester, phosphoroamidate, carbamate, etc.) or charged linkers (e.g., phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.).
본 발명에서, "CXCR-4 단백질 활성 수준 측정"은 뇌 종양의 진단 또는 예후 예측을 위하여 생물학적 시료에서 마커 단백질의 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로, 바람직하게는 CXCR-4 단백질에 대하여 특이적으로 결합하는 항체를 이용해 단백질의 양을 확인할 수 있다.In the present invention, “measuring CXCR-4 protein activity level” is a process of confirming the presence and expression level of a marker protein in a biological sample for the purpose of diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, and preferably, the amount of protein can be confirmed using an antibody that specifically binds to CXCR-4 protein.
본 발명에서, "항체"란 당해 분야에서 공지된 용어로서 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 본 발명의 목적상, 항체는 CXCR-4에 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 이러한 항체는 각 유전자를 통상적인 방법에 따라 발현벡터에 클로닝하여 상기 유전자에 의해 코딩되는 단백질을 얻고, 얻어진 단백질로부터 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 여기에는 상기 단백질에서 만들어질 수 있는 부분 펩티드도 포함되며, 본 발명의 부분 펩티드로는, 최소한 7개 아미노산, 바람직하게는 9개 아미노산, 더욱 바람직하게는 12개 이상의 아미노산을 포함한다. 본 발명의 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며 폴리클로날 항체, 모노클로날 항체 또는 항원 결합성을 갖는 것이면 그것의 일부도 본 발명의 항체에 포함되고 모든 면역글로불린 항체가 포함된다. 나아가, 본 발명의 항체에는 인간화 항체 등의 특수항체도 포함된다. 본 발명에 사용되는 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며 Fab, F(ab'), F(ab') 2 및 Fv 등이 있다.In the present invention, "antibody" is a term known in the art and means a specific protein molecule directed against an antigenic site. For the purpose of the present invention, an antibody means an antibody that specifically binds to CXCR-4, and such an antibody can be produced by cloning each gene into an expression vector according to a conventional method to obtain a protein encoded by the gene, and by a conventional method from the obtained protein. This also includes a partial peptide that can be produced from the protein, and the partial peptide of the present invention includes at least 7 amino acids, preferably 9 amino acids, and more preferably 12 or more amino acids. The form of the antibody of the present invention is not particularly limited, and a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, or a part thereof that has antigen binding property is also included in the antibody of the present invention, and all immunoglobulin antibodies are included. Furthermore, the antibody of the present invention also includes special antibodies such as humanized antibodies. The antibody used in the present invention includes a complete form having two full-length light chains and two full-length heavy chains, as well as a functional fragment of an antibody molecule. A functional fragment of an antibody molecule refers to a fragment that possesses at least an antigen-binding function, and includes Fab, F(ab'), F(ab') 2, and Fv.
본 발명의 또 다른 일 양태는 생물학적 시료로부터 CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준을 측정하는 단계;를 포함하는 뇌 종양 진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for providing information for diagnosing or predicting prognosis of a brain tumor, comprising the step of measuring the mRNA expression level of a CXCR-4 gene or its protein activity level from a biological sample.
본 발명에서, "진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공방법"은 진단 또는 예후 예측을 위한 예비적 단계로써 뇌 종양의 진단 또는 예후 예측을 위하여 필요한 객관적인 기초정보를 제공하는 것이며 의사의 임상학적 판단 또는 소견은 제외된다.In the present invention, the “method for providing information for diagnosis or prognosis prediction” is a preliminary step for diagnosis or prognosis prediction, which provides objective basic information necessary for diagnosis or prognosis prediction of a brain tumor, and excludes a doctor’s clinical judgment or opinion.
본 발명에서, "생물학적 시료"란 개체로부터 분리되어 목적 유전자 또는 단백질의 발현 수준을 측정하는 직접적인 대상을 의미하고, 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 뇨와 같은 시료 등을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 시료란 뇌 종양 의심 개체에서 뇌종양 발병 여부를 진단하기 위한 시료 또는 뇌 종양에 대한 수술적 또는 화학적 치료를 받은 개체로부터 치료 후의 임상 결과, 즉 재발 가능성 및 생존 예후를 예측하는데 사용되는 시료로서, 바람직하게는 뇌 조직 또는 이로부터 분리한 세포이나 이에 제한되지 않는다.In the present invention, a "biological sample" means a direct subject isolated from an individual to measure the expression level of a target gene or protein, and includes samples such as tissues, cells, whole blood, serum, plasma, saliva, sputum, cerebrospinal fluid, or urine. For example, the sample of the present invention is a sample for diagnosing the occurrence of a brain tumor in an individual suspected of having a brain tumor, or a sample used for predicting clinical outcomes after treatment, i.e., the possibility of recurrence and survival prognosis, from an individual who has received surgical or chemical treatment for a brain tumor, and is preferably brain tissue or cells isolated therefrom, but is not limited thereto.
본 발명에서, "mRNA 발현 수준을 측정하기 위한 분석 방법"에는 중합효소반응(PCR), 역전사 중합효소반응(RT-PCR), 경쟁적 역전사 중합효소반응(Competitive RT-PCR), 실시간 역전사 중합효소반응(Realtime RT-PCR), RNase 보호분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅(northern blotting), 또는 DNA 마이크로어레이 분석법 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the “analysis method for measuring mRNA expression level” includes, but is not limited to, polymerase chain reaction (PCR), reverse transcription polymerase reaction (RT-PCR), competitive reverse transcription polymerase reaction (Competitive RT-PCR), real-time reverse transcription polymerase reaction (Realtime RT-PCR), RNase protection assay (RPA), northern blotting, or DNA microarray analysis.
본 발명에서, "단백질 활성 수준을 측정하기 위한 분석 방법"에는 웨스턴 블랏팅(western blotting), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석법(Radioimmunoassay), 방사면역 확산법(Radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케트(Rocket) 면역전기영동, 조직면역염색, 면역 침전분석법(immunoprecipitation assay), 보체 고정 분석법(complete fixation assay), 유세포분석법(Fluorescence Activated Cell Sorter, FACS) 또는 단백질 칩(protein chip) 분석법 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the "analysis method for measuring protein activity level" includes, but is not limited to, western blotting, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay, radioimmunodiffusion, Ouchterlony immunodiffusion, Rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assay, complete fixation assay, fluorescence activated cell sorter (FACS), or protein chip analysis.
본 발명의 방법은 상기 측정된 CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준을 대조군에서 측정된 수준과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.The method of the present invention may include a step of comparing the measured level of mRNA expression or protein activity of the CXCR-4 gene with a level measured in a control group.
상기 대조군은 음성대조군(정상군) 또는 양성대조군(뇌 종양 환자군)을 포함한다.The above control group includes a negative control group (normal group) or a positive control group (brain tumor patient group).
상기 양성대조군은 예후가 나쁜 것으로 알려진 개체일 수 있으며, 예를 들어 뇌 종양의 발병 후 전이, 사망 등의 이력이 발생한 개체를 의미한다. 또한, 상기 양성대조군은 공지된 데이터베이스를 통해 생존 정보를 확인할 수 있는 개체일 수 있으며, 바람직하게는 생존 값이 평균 이하인 뇌 종양 환자일 수 있다.The positive control group may be an individual known to have a poor prognosis, for example, an individual with a history of metastasis or death after the onset of a brain tumor. In addition, the positive control group may be an individual for which survival information can be confirmed through a known database, and preferably, may be a brain tumor patient with a survival value below average.
본 발명의 방법에 있어서, CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준 수준이 음성대조군(정상군)보다 높을 경우, 뇌 종양, 특히 예후가 나쁜 악성 뇌 종양이 이미 발병하였거나 또는 발병할 위험성이 높은 것으로 판단할 수 있다.In the method of the present invention, if the mRNA expression level of the CXCR-4 gene or its protein activity level is higher than that of the negative control group (normal group), it can be determined that a brain tumor, particularly a malignant brain tumor with a poor prognosis, has already developed or is at a high risk of developing.
또한, 본 발명의 방법에 있어서, CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준 수준이 양성대조군(뇌 종양 환자군)보다 높을 경우, 상대적으로 예후가 나쁠 것으로 판단할 수 있으며, 양성대조군(뇌 종양 환자군)보다 낮을 경우, 상대적으로 예후가 좋을 것으로 판단할 수 있다.In addition, in the method of the present invention, if the level of mRNA expression or protein activity thereof of the CXCR-4 gene is higher than that of the positive control group (brain tumor patient group), it can be judged that the prognosis is relatively poor, and if it is lower than that of the positive control group (brain tumor patient group), it can be judged that the prognosis is relatively good.
본 발명은 재발성 뇌 종양 진단, 예방 또는 치료에서의 CXCR-4의 용도에 관한 것으로, CXCR4 길항제를 사용하면 수술적 절제 후 절제강(RC)으로 이동하는 희소돌기아교세포-전구세포(OPC) 계통의 수가 감소하고 종양 재발 및 사망률이 감소하는 바, CXCL12/CXCR4 경로를 차단함으로써 교모세포종(GBM)의 재발을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to the use of CXCR-4 in the diagnosis, prevention or treatment of recurrent brain tumors. Since the use of a CXCR4 antagonist reduces the number of oligodendrocyte-progenitor cell (OPC) lineages migrating into the resection cavity (RC) after surgical resection, and reduces tumor recurrence and mortality, it is expected that the recurrence of glioblastoma (GBM) can be prevented by blocking the CXCL12/CXCR4 pathway.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 뇌실하 영역(SVZ)의 신경줄기세포(NSC)에서 암 돌연변이를 갖는 게놈 편집 마우스의 절제강(RC)에서의 신경교종 재발을 확인한 도이다. 도 1a, 수술적 절제 후(POD) 2, 14 및 28일에 플라스미드를 SVZ로 전기천공하기 위한 실험 절차의 예시; 도 1b, 각 그룹(n=3)에서 DAPI POD 2, 14 및 28일에 염색된 마우스의 관상 절편으로, *는 RC를 나타냄; 도 1c, 서로 다른 지역에서 tdTomato 양성 세포의 수를 측정하기 위한 전략의 예시로, 파란색, 주황색 및 빨간색의 관심 영역(ROI) 1-3은 각각 SVZ, RC, 및 SVZ 및 RC를 제외한 피질의 임의 영역임(scale bar, 500 μm); 도 1d, SVZ 돌연변이 그룹의 ROI 1-3에서 다른 절제 후 시점에서 tdTomato 면역 형광 강도 측정(*p=0.0423, **p=0.0017, **** p<0.0001); 도 1e, POD 14일의 RC DAPI 염색 이미지(왼, scale bar, 20 μm) 및 RC에서 tdTomato와 함께 국소화된 GFAP, OLIG2 및 NeuN 양성 세포의 면역 염색 이미지(오른, scale bar, 20 μm); 도 1f, 다양한 NSC-유래 세포 계통 마커에 대해 양성인 세포의 백분율(*p=0.0112); 도 1g, 이식된 종양 모델의 개략도; 도 1h, 이식 후 7일째에 종양 이식된 마우스의 절편과 원발성 종양의 POD 0, 14 및 28일의 대표 이미지(scale bars, 500 μm).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, CXCR4는 수술적 절제 후 RC에서 고도로 발현되며 SVZ 돌연변이 세포의 이동과 관련이 있음을 확인한 도이다. 도 2a, 서로 다른 시점에서 SVZ-돌연변이 그룹의 마우스 샘플링에 사용된 전략 예시; 도 2b, POD2, POD14 및 재발성 GBM 그룹의 절제 후 샘플과 대조군 샘플의 RNA-seq 분석을 통해 검출된 상향 조절된 DEG 사이의 중첩을 보여주는 벤 다이어그램(Log2 fold change≥2; adjusted p value≤0.01); 도 2c, 사이토카인-사이토카인 수용체 상호작용 경로에서 공동 상향 조절된 DEG 사이의 중첩을 보여주는 벤 다이어그램; 도 2d, POD2 그룹에서 상향 조절된 유전자의 농축을 보여주는 KEGG 경로 분석의 막대 그래프; 도 2e, GSEA를 통해 결정된 POD2, POD14 및 재발성 GBM 그룹의 사이토카인-사이토카인 수용체 상호작용 경로 농축 비교(NES, normalised enrichment score); 도 2f, POD2, POD14 및 재발성 종양 그룹과 대조군 샘플 중에서 패널 c를 통해 필터링 된 8개 유전자의 발현 수준 비교; 도 2g, 시간 경과 transcriptomic 프로파일링을 통한 정규화 된 CXCR4 발현 수준 측정; 도 2h, SVZ 돌연변이 그룹에서 마우스 SVZ, RC 및 피질 샘플링 전략; 도 2i, 수술적 절제가 없는 마우스 SVZ, POD14 RC, 및 수술적 절제가 없는 11주 후 정상 피질에서의 CXCR4 면역 염색 이미지(Scale bars, 50 μm)(흰색 화살촉은 SVZ 돌연변이 그룹에서 tdTomato 양성 세포와 함께 국소화되는 CXCR4 양성 세포를 나타냄).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, CXCL12/CXCR4 차단은 이동하는 OPC 계통 세포의 수를 감소시키고 마우스의 생존율을 향상시킴을 확인한 도이다. 도 3a, 수술적 절제의 POD28에서 PBS 그룹과 비교한 AMD3100 치료 그룹의 국소 종양 발달 이미지(n=3)(scale bars, 500 μm); 도 3b, Kaplan-Meier 생존 그래프(n=13)(p=0.0356); 도 3c, 종양 발생의 누적 발생율(n=13)(p=0.0256); 도 3d, SVZ 돌연변이, AMD3100 처리 및 PBS 처리 그룹에서의 종양 발생률 비교(scale bars, 500 μm); 도 3e, 수술적 절제의 POD14에서 SVZ로부터 이동한 후 RC 주변의 GFP-양성 세포의 이미지; 도 3f, PBS POD14 vs AMD3100 처리 후 RC 주변의 GFP-양성 이동 세포 수 측정(n=3)(*p<0.05); 도 3g, POD14에 RC 주위로 이동하는 tdTomato-양성 세포에서 CXCR4-양성 세포 수 측정; 도 3h, 성상세포 마커 GFAP, 희소돌기아교세포 계통 세포 마커 OLIG2 및 뉴런 마커 NeuN 세포 수 측정(n=3); 도 3i, 미분화 종양구 이미지; 도 3j, 인큐베이션 1일 후 분화된 단층 세포 성장 이미지; 도 3k, AMD3100 처리 7일 후 세포에서 GFAP, OLIG2의 면역 염색 이미지; 도 3l, 분화 7일 후 AMD3100 처리군에서 GFAP, OLIG2 및 NeuN으로 이중염색을 보인 CXCR4 양성 세포 수 측정.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, CXCR4 발현은 마우스 및 인간 GBM 환자의 원발성 종양과 비교하여 수술적 절제 후 재발된 GBM에서 증가함을 확인한 도이다. 도 4a, 마우스로부터 해부된 원발성 및 재발성 GBM 조직의 그림; 도 4b, 생체 내 마우스 모델로부터 얻은 원발성 및 재발성 종양 샘플의 DEG의 히트맵 플롯(n=3); 도 4c, 마우스 재발성 종양과 원발성 종양 사이의 18개 시그니처 유전자의 발현 수준을 나타내는 히트맵(빨간색은 원발성 샘플에 비해 재발성에서 과발현, 초록색은 재발성 샘플에 비해 원발성에서 과발현); 도 4d, 마우스 원발성 종양과 비교하여 재발성 종양에서의 CXCR4 경로 농축 점수의 GSEA; 도 4e, 마우스 원발성 및 재발성 GBM 조직에서의 정규화 된 CXCR4 리드 수 비교(**p=0.0094); 도 4f, 마우스 원발성 및 재발성 GBM 조직에서의 CXCR4 발현의 면역 화학적 염색 이미지; 도 4g, 각 그룹에서 CXCR4 발현 수준 측정(**** p<0.0001); 도 4, 인간 환자의 원발성 및 재발성 GBM 조직으로부터 샘플링하기 위해 사용된 전략의 예시; 도 4i, 인간 환자의 원발성 종양과 비교하여 재발성 종양에서의 CXCR4 경로 농축 점수의 GSEA; 도 4j, LR 및 PD 종양 샘플의 CXCR4 발현 수준 비교(*p=0176); 도 4k, LR 및 PD 종양 샘플의 CXCR4 경로 농축 점수 비교(**p=0063); 도 4l, CXCR4 발현에 따른 PD 그룹 대비 LR 그룹 GBM 재발 환자의 전체 생존율 그래프.Figure 1 is a diagram illustrating glioma recurrence in the resection cavity (RC) of genome-edited mice carrying oncogenic mutations in neural stem cells (NSCs) of the subventricular zone (SVZ), according to one embodiment of the present invention. Figure 1a, an illustration of the experimental procedure for electroporating plasmids into the SVZ on days post surgical resection (POD) 2, 14, and 28; Figure 1b, coronal sections of mice stained with DAPI on POD 2, 14, and 28 in each group (n=3), where * indicates RC; Figure 1c, an illustration of the strategy for quantifying the number of tdTomato positive cells in different regions, where regions of interest (ROIs) 1-3 in blue, orange, and red are the SVZ, RC, and arbitrary regions of the cortex excluding the SVZ and RC, respectively (scale bar, 500 μm); Fig. 1d, Measurement of tdTomato immunofluorescence intensity at different post-resection time points in ROI 1-3 of SVZ mutant group (*p=0.0423, **p=0.0017, ****p<0.0001); Fig. 1e, RC DAPI staining images on POD 14 day (left, scale bar, 20 μm) and immunostaining images of GFAP, OLIG2 and NeuN positive cells co-localized with tdTomato in RC (right, scale bar, 20 μm); Fig. 1f, Percentage of cells positive for various NSC-derived cell lineage markers (*p=0.0112); Fig. 1g, Schematic of the transplanted tumor model; Fig. 1h, Representative images of sections of tumor-implanted mice on POD 7 day and primary tumors on POD 0, 14 and 28 days (scale bars, 500 μm).
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the present invention, wherein CXCR4 is highly expressed in RC after surgical resection and is associated with the migration of SVZ mutant cells. FIG. 2a, an example of the strategy used to sample mice in SVZ-mutant group at different time points; FIG. 2b, a Venn diagram showing the overlap between the up-regulated DEGs detected through RNA-seq analysis of post-resection samples from POD2, POD14, and recurrent GBM group and control samples (Log2 fold change≥2; adjusted p value≤0.01); FIG. 2c, a Venn diagram showing the overlap between the co-up-regulated DEGs in the cytokine-cytokine receptor interaction pathway; FIG. 2d, a bar graph of KEGG pathway analysis showing the enrichment of up-regulated genes in POD2 group; FIG. 2e, a comparison of cytokine-cytokine receptor interaction pathway enrichment determined through GSEA (NES, normalised enrichment score) from POD2, POD14, and recurrent GBM group; Fig. 2f, Comparison of expression levels of eight genes filtered through panel c among POD2, POD14, and relapsed tumor groups and control samples; Fig. 2g, Measurement of normalized CXCR4 expression levels through time-course transcriptomic profiling; Fig. 2h, Sampling strategy of mouse SVZ, RC, and cortex in SVZ mutation group; Fig. 2i, Images of CXCR4 immunostaining in mouse SVZ without surgical resection, RC at POD14, and normal cortex 11 weeks after surgical resection (Scale bars, 50 μm) (white arrowheads indicate CXCR4-positive cells colocalized with tdTomato-positive cells in SVZ mutation group).
FIG. 3 is a diagram illustrating, according to one embodiment of the present invention, that CXCL12/CXCR4 blockade reduces the number of migrating OPC lineage cells and improves the survival rate of mice. FIG. 3a, images of local tumor development in the AMD3100 treatment group compared with the PBS group on POD28 of surgical resection (n=3) (scale bars, 500 μm); FIG. 3b, Kaplan-Meier survival graph (n=13) (p=0.0356); FIG. 3c, cumulative incidence of tumor development (n=13) (p=0.0256); FIG. 3d, comparison of tumor development rates in the SVZ mutation, AMD3100 treatment, and PBS treatment groups (scale bars, 500 μm); FIG. 3e, images of GFP-positive cells around the RC after migration from the SVZ on POD14 of surgical resection; Fig. 3f, Number of GFP-positive migrating cells around RC after PBS POD14 vs AMD3100 treatment (n=3) (*p<0.05); Fig. 3g, Number of CXCR4-positive cells in tdTomato-positive cells migrating around RC on POD14; Fig. 3h, Number of cells expressing astrocyte marker GFAP, oligodendrocyte lineage cell marker OLIG2 and neuron marker NeuN (n=3); Fig. 3i, Image of undifferentiated tumorspheres; Fig. 3j, Image of differentiated monolayer cell outgrowth after 1 day of incubation; Fig. 3k, Immunostaining images of GFAP, OLIG2 in cells after 7 days of AMD3100 treatment; Fig. 3l, Number of CXCR4-positive cells showing double staining with GFAP, OLIG2 and NeuN in AMD3100 treatment group after 7 days of differentiation.
FIG. 4 is a diagram illustrating, according to one embodiment of the present invention, that CXCR4 expression is increased in recurrent GBM after surgical resection compared to primary tumors in mice and human GBM patients. FIG. 4a, Illustration of primary and recurrent GBM tissues dissected from mice; FIG. 4b, Heatmap plot of DEGs of primary and recurrent tumor samples obtained from in vivo mouse model (n=3); FIG. 4c, Heatmap showing expression levels of 18 signature genes between mouse recurrent tumors and primary tumors (red is overexpressed in recurrent compared to primary samples, green is overexpressed in primary compared to recurrent samples); FIG. 4d, GSEA of CXCR4 pathway enrichment scores in recurrent tumors compared to mouse primary tumors; FIG. 4e, Comparison of normalized CXCR4 read counts in mouse primary and recurrent GBM tissues (**p=0.0094); Fig. 4f, Immunochemical staining images of CXCR4 expression in mouse primary and recurrent GBM tissues; Fig. 4g, Measurement of CXCR4 expression levels in each group (**** p<0.0001); Fig. 4, Illustration of the strategy used to sample from primary and recurrent GBM tissues of human patients; Fig. 4i, GSEA of CXCR4 pathway enrichment scores in recurrent tumors compared to primary tumors of human patients; Fig. 4j, Comparison of CXCR4 expression levels in LR and PD tumor samples (*p=0176); Fig. 4k, Comparison of CXCR4 pathway enrichment scores in LR and PD tumor samples (**p=0063); Fig. 4l, Graph of overall survival rate of GBM recurrent patients in LR group versus PD group according to CXCR4 expression.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only intended to explain the present invention more specifically, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention.
준비예 1. 인간 GBM 생물표본(Human GBM Biospecimens)Preparation Example 1. Human GBM Biospecimens
서울대학교 병원의 IRB(Institutional Review Board)의 승인과 모든 참여 환자의 서면 동의를 받아 서울대학교 병원에서 총 40쌍의 원발성 및 재발성 GBM 조직 샘플을 수집하였다. 조직 샘플은 GBM 치료를 위해 수술을 받은 환자로부터 수집되었다. 연구의 정확성과 타당성을 확보하기 위해 수술 전 및 수술 후 자기 공명 영상(MRI) 스캔을 사용하여 종양 절제 범위를 평가하였다. 또한 수술의 효과를 판단하고 환자의 생존에 미치는 영향을 평가하기 위해 첫 수술일로부터 생존기간을 계산하였다.A total of 40 pairs of primary and recurrent GBM tissue samples were collected from Seoul National University Hospital with the approval of the Institutional Review Board (IRB) of Seoul National University Hospital and written consent from all participating patients. The tissue samples were collected from patients who underwent surgery for GBM treatment. To ensure the accuracy and validity of the study, the extent of tumor resection was assessed using preoperative and postoperative magnetic resonance imaging (MRI) scans. In addition, the survival period from the first surgery date was calculated to determine the effectiveness of the surgery and evaluate the impact on patient survival.
준비예 2. 원발성 및 재발성 GBM RNA-seq 데이터 세트의 생성(Generation of the Primary and Recurrent GBM RNA-seq Datasets)Preparation Example 2. Generation of the Primary and Recurrent GBM RNA-seq Datasets
연구 결과를 더욱 검증하기 위해 공개적으로 이용 가능한 미국 대규모 포털인 TCGA(The Cancer Genome Atlas)에서 166명의 원발성 GBM 환자와 13명의 재발성 GBM 환자로 구성된 대규모 코호트에 대한 RNA-seq 데이터를 얻었다. 비 TCGA 데이터를 포함하여 연구에 사용된 모든 데이터는 공개 액세스가 가능하며 GlioVis 포털을 통해 분석할 수 있다. 또한 Illumina Human HT-12 V4.0 발현 Bead chip을 사용하여 서울대학교 병원에서 40쌍의 원발성 및 재발성 GBM 샘플을 수집하고 분석하였다.To further validate our findings, we obtained RNA-seq data for a large cohort of 166 primary GBM patients and 13 recurrent GBM patients from The Cancer Genome Atlas (TCGA), a large, publicly available portal in the United States. All data used in the study, including non-TCGA data, are publicly accessible and can be analyzed through the GlioVis portal. In addition, 40 pairs of primary and recurrent GBM samples were collected and analyzed at Seoul National University Hospital using the Illumina Human HT-12 V4.0 expression Bead chip.
준비예 3. p53, Pten 돌연변이를 모델링하기 위한 Cre-발현 컨스트럭트(Cre-expressing constructs to model p53, Pten mutations)Preparation Example 3. Cre-expressing constructs to model p53, Pten mutations
AAV:ITR-U6-sgRNA(backbone)-pCBh-Cre-WPRE-hGHpA-ITR은 Feng Zhang(Addgene 플라스미드 #60229; http://n2t.net/addgene:60229; RRID:Addgene_60229)으로부터, pAAV-U6sgp53-U6sgbbSapI-GFAPCre는 Sidi Chen(Addgene 플라스미드 #100275; http://n2t.net/addgene:100275; RRID:Addgene_100275)으로부터 제공받았다. p53(sgP53) 및 Pten(sgPTEN)을 표적으로 하는 gRNA는 이전에 설명한 대로 설계되었다(Lee JH et al. Human glioblastoma arises from subventricular zone cells with low-level driver mutations. Nature. 2018;560(7717):243-247. doi:10.1038/s41586-018-0389-3). sgRNA를 표적으로 하는 서열은 다음과 같다: sgP53 5'-TAATAGCTCCTGCATGG-3'(서열번호 2), sgPTEN 5'-GGTCAAGATCTTCACAGA-3'(서열번호 3). 각 sgRNA 서열을 포함하는 올리고뉴클레오티드를 합성하고(Cosmogenetech) 열순환기로 시험관 내에서 어닐링하였다.AAV:ITR-U6-sgRNA(backbone)-pCBh-Cre-WPRE-hGHpA-ITR was provided by Feng Zhang (Addgene plasmid #60229; http://n2t.net/addgene:60229; RRID:Addgene_60229), and pAAV-U6sgp53-U6sgbbSapI-GFAPCre was provided by Sidi Chen (Addgene plasmid #100275; http://n2t.net/addgene:100275; RRID:Addgene_100275). gRNAs targeting p53 (sgP53) and Pten (sgPTEN) were designed as previously described (Lee JH et al. Human glioblastoma arises from subventricular zone cells with low-level driver mutations. Nature. 2018;560(7717):243-247. doi:10.1038/s41586-018-0389-3). The targeting sequences of sgRNAs are as follows: sgP53 5'-TAATAGCTCCTGCATGG-3' (SEQ ID NO: 2), sgPTEN 5'-GGTCAAGATCTTCACAGA-3' (SEQ ID NO: 3). Oligonucleotides containing each sgRNA sequence were synthesized (Cosmogenetech) and annealed in vitro in a thermocycler.
p53, Pten 및 pGFAP, Cre 재조합효소를 표적으로 하는 sgRNA를 포함하는 단일 벡터를 생성하기 위해 pAAV-U6sgp53-U6sgbbSapI-GFAPCre 플라스미드에서 GFAP를 증폭한 다음 pU6-sgRNA(backbone)-pCBh-Cre-WPRE-hGHpA 플라스미드에서 pCBh를 GFAP로 전환하였다. 다음으로, pU6-sgP53, pU6-sgPTEN을 증폭하고 pU6-sgRNA(backbone)_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA를 pU6-sgP53-pU6-sgPTEN_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA 플라스미드(sgTP-GFAP-cre)로 전환하였다. 또한 U6-sgRNA(backbone)_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA 플라스미드를 삽입하여 sgLacz-pGFAP-Cre를 생성하였다.To generate a single vector containing sgRNA targeting p53 , Pten and pGFAP, Cre recombinase, GFAP was amplified from the pAAV-U6sgp53-U6sgbbSapI-GFAPCre plasmid and then converted pCBh to GFAP in the pU6-sgRNA(backbone)-pCBh-Cre-WPRE-hGHpA plasmid. Next, pU6-sgP53, pU6-sgPTEN were amplified and converted pU6-sgRNA(backbone)_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA to the pU6-sgP53-pU6-sgPTEN_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA plasmid (sgTP-GFAP-cre). Additionally, sgLacz-pGFAP-Cre was generated by inserting the U6-sgRNA(backbone)_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA plasmid.
실시예 1. 수술적 절제 후 RC에서의 SVZ-유래 신경교종 마우스 모델링(Mouse modeling of SVZ-driven glioma at RC after surgical resection)Example 1. Mouse modeling of SVZ-driven glioma at RC after surgical resection
먼저, SVZ의 잔여 NSC가 생체 내에서 GBM의 국소 재발을 일으킬 가능성을 평가하기 위해, SVZ의 NSC로 TP53, PTEN 및 EGFR 돌연변이의 전기천공을 통해 생체 내 게놈 편집 마우스 모델을 확립하였다. 대조군으로는 TP53과 PTEN 대신 LacZ 유전자를 표적으로 하는 sgRNA를 사용하였다. 또한 원격 피질 영역에서 피질 절제를 통해 절제강(RC)을 생성하여 백질이 방해받지 않도록 하였다. 이 모델은 수술적 절제를 통해 원발성 종양을 완전히 제거한 후 SVZ에 잔여 돌연변이 NSC를 보유하는 GBM 환자를 모델링한다. First, to evaluate the potential of residual NSCs in the SVZ to induce local recurrence of GBM in vivo, we established an in vivo genome-edited mouse model by electroporation of TP53, PTEN, and EGFR mutations into NSCs in the SVZ. As a control, sgRNA targeting the LacZ gene was used instead of TP53 and PTEN. In addition, a resection cavity (RC) was created by cortical resection in a remote cortical area to leave the white matter undisturbed. This model models GBM patients harboring residual mutant NSCs in the SVZ after complete surgical resection of the primary tumor.
1-1. 마우스 관리 및 정보(Mouse care and information)1-1. Mouse care and information
모든 실험은 서울대학교병원 동물실험위원회(SNUH-IACUC)의 승인을 받아 수행하였으며, 실험실 동물 관리 및 사용 가이드 8판, NRC(2010)에 따라 AAALAC International(#001169) 인증 시설에서 동물을 관리하였다. LSL-tdTomato(007914), LSL-Cas9(25263330) 및 LSL-EGFRvⅢ(19196966) 마우스는 Jackson 연구소에서 구입하여 C57BL/6 균주 및 FVB 균주 background를 유지하였다. 사용할 때까지 조용한 방에서 음식과 물에 자유롭게 접근할 수 있는 격리 케이지에 보관되었다. 주거실은 08:00에 조명을 켜고 20:00에 끄는 분할 명암 주기에서 23℃로 유지되는 특정 병원체가 없는 조건에 위치했다. 생쥐의 건강 상태에 대한 일상적인 검사가 수의사와 조사관에 의해 수행되었다.All experiments were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of Seoul National University Hospital (SNUH-IACUC), and animals were cared for in a facility accredited by AAALAC International (#001169) in accordance with the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8th edition, NRC (2010). LSL-tdTomato (007914), LSL-Cas9 (25263330), and LSL-EGFRvⅢ (19196966) mice were purchased from the Jackson Laboratory and maintained on C57BL/6 and FVB strain backgrounds. They were housed in isolation cages with free access to food and water in a quiet room until use. Housing rooms were located under specific pathogen-free conditions maintained at 23°C on a split light/dark cycle with lights on at 08:00 and off at 20:00. Routine health checks of the mice were performed by veterinarians and investigators.
질병 특이적 생존(Disease Specific Survival; DSS) 종점은 마우스가 사망하거나 IACUC 프로토콜에 따른 안락사 기준을 충족할 때 결정되었다. 안락사의 조건은 (i) 20% 이상의 심각한 체중 감소, (ii) 마비, 발작, 운동 능력 장애를 동반한 구부정한 자세를 포함한 심각한 신경학적 손상, 또는 (iii) 머리 돌출 징후였다.Disease-specific survival (DSS) endpoints were determined when mice died or met euthanasia criteria according to the IACUC protocol. Euthanasia criteria included (i) significant body weight loss greater than 20%, (ii) severe neurological impairment including stooped posture with paralysis, seizures, or motor deficits, or (iii) signs of head protrusion.
1-2. 생체 내 전기천공법(1-2. In vivo electroporation ( In vivoIn vivo electroporation)electroporation)
출생 후 0-2일 된 마우스 새끼(P0-P2)를 얼음 위에서 5분 이상 마취시켰다. 주입 부위는 시옷점(lambda)과 눈의 왼쪽 위 모서리를 연결하는 가상 선의 중앙으로 설정하였다. 구강-제어 식 미세주입 모세관을 조립하여 사용하였으며, 모세관의 끝 부분을 쉽게 볼 수 있도록 방수 유성 마커 펜으로 표시하였다. 주입된 용액의 부피는 모세관에 1 μl 마다 그려진 선으로 측정하였다. 모세관을 오른쪽 측면 뇌실로 4 mm 천천히 낮췄다. 1% Fast Green 염료가 보충된 플라스미드 용액 1 μl를 입을 통하여 일정하고 제어된 압력을 가하여 주입하였다. 주입 완료 5초 후에 모세관을 수축시켰다. 두개골을 통해 염료로 채워진 측뇌실의 윤곽을 시각화하여 올바른 플라스미드 주입을 모니터링하였다.Postnatal 0-2 day old mouse pups (P0-P2) were anesthetized on ice for more than 5 min. The injection site was set at the center of an imaginary line connecting the lambda and the upper left corner of the eye. An oral-controlled microinjection capillary was assembled and used, and the tip of the capillary was marked with a waterproof permanent marker pen so that it could be easily seen. The volume of the injected solution was measured by a line drawn on the capillary every 1 μl. The capillary was slowly lowered 4 mm into the right lateral ventricle. 1 μl of the plasmid solution supplemented with 1% Fast Green dye was injected through the mouth using a constant and controlled pressure. The capillary was retracted 5 s after the injection was completed. Correct plasmid injection was monitored by visualizing the outline of the dye-filled lateral ventricle through the skull.
성공적으로 주입된 후, 5 mm 핀셋 전극(45-0489, BTX-Harvard apparatus)을 머리의 양쪽에 위치시키고 ECM830 전기천공기(BTX-Harvard apparatus)를 사용하여 5 전기 펄스(100 V, 50 ms 기간, 950 ms 간격)를 인가하였다. 전기천공 후, 움직이기 시작할 때까지 37℃ 가열 패드에 두었다가 어미에게 돌려보냈다.After successful injection, 5 mm forceps electrodes (45-0489, BTX-Harvard apparatus) were placed on both sides of the head and five electric pulses (100 V, 50 ms duration, 950 ms interval) were applied using an ECM830 electroporation device (BTX-Harvard apparatus). After electroporation, the animals were placed on a 37°C heating pad until they started to move and then returned to their dams.
1-3. 수술적 절제(Surgical resection)1-3. Surgical resection
생후 4주령의 마우스에 수술적 절제를 시행하기 위해 케타민-자일라진(ketamine-xylazine) 혼합물을 복강내 주사하여 마취를 유도하였다. 그 다음 마우스를 정위 프레임(Stoelting)에 배치하여 수술 부위의 정확한 위치를 확인하였다. 종 방향 피부 절개가 이루어졌고 소형(hand-held) 드릴을 사용하여 정수리(bregma) 후방 2 mm 및 정중선(midline) 측면 2 mm에 중심을 둔 2 mm 직경의 개두술을 시행하였다. 뇌량(corpus callosum)은 그대로 두고 진공 펌프(VACUSIP, INTEGRA Biosciences)에 부착된 편평한 피펫 팁을 사용하여 피질을 손상시켰다. 절제 후 마우스가 마취에서 완전히 회복될 때까지 37℃ 가열 패드에 두었다가 수술 후 관리 및 모니터링을 위해 우리로 돌려보냈다.To perform surgical resection, 4-week-old mice were anesthetized by intraperitoneal injection of a ketamine-xylazine mixture. The mice were then placed in a stereotaxic frame (Stoelting) to confirm the precise location of the surgical site. A longitudinal skin incision was made, and a 2-mm diameter craniotomy was made using a hand-held drill centered 2 mm posterior to the bregma and 2 mm lateral to the midline. The corpus callosum was left intact, and the cortex was lesioned using a flat pipette tip attached to a vacuum pump (VACUSIP, INTEGRA Biosciences). After resection, the mice were placed on a 37°C heating pad until fully recovered from anesthesia and then returned to their home cages for postoperative care and monitoring.
1-4. 수술적 절제 후 피질에 AAV5 정위 주입(Stereotaxic injection of AAV5 into cortex after surgical resection)1-4. Stereotaxic injection of AAV5 into cortex after surgical resection
성상세포를 표적으로 하는 아데노-관련 바이러스(AAV)를 구축하기 위해 폴리에틸렌이민(1 mg/ml)을 사용하여 pAAV5 캡시드 플라스미드, 바이러스 어셈블리 헬퍼 플라스미드(pAd deltaF6, UPENN Vector Core), 및 표적 플라스미드를 HEK293T 세포에 공동 형질감염시켰다. 형질감염 전에 소 태아 혈청(FBS; Gibco) 함유 DMEM(Gibco)을 무혈청 배지로 교체하였다. 형질감염 6시간 후, 배지를 다시 FBS 함유 DMEM으로 교체하였다. 형질감염 된 세포를 72시간 동안 인큐베이션하였다. 수집된 세포를 뉴클레아제가 없는 물에서 50% 신선한 DMEM 및 0.04% DNase I(Worthington)에 재현탁한 다음 일련의 3회 동결 및 해동 주기로 용해하였다. 세포 파편 및 AAV 함유 상층액을 원심분리에 의해 분리하고, 상층액을 수집하였다. AAV는 폴리에틸렌 글리콜-매개 정제에 의해 수집되었다.To construct adeno-associated virus (AAV) targeting astrocytes, pAAV5 capsid plasmid, viral assembly helper plasmid (pAd deltaF6, UPENN Vector Core), and target plasmid were co-transfected into HEK293T cells using polyethylenimine (1 mg/ml). DMEM (Gibco) containing fetal bovine serum (FBS; Gibco) was replaced with serum-free medium before transfection. Six hours after transfection, the medium was replaced again with DMEM containing FBS. The transfected cells were incubated for 72 hours. The harvested cells were resuspended in 50% fresh DMEM and 0.04% DNase I (Worthington) in nuclease-free water and lysed by three series of freeze-thaw cycles. The cell debris and AAV-containing supernatant were separated by centrifugation, and the supernatant was collected. AAV was collected by polyethylene glycol-mediated purification.
생후 4주령의 마우스에 정위 주사를 위해 케타민-자일라진(ketamine-xylazine) 혼합물을 복강내 주사하여 마취하고 정위 프레임(Stoelting)에 배치하였다. 정위 장치를 사용하여 해밀턴 주사기를 구멍을 통해 삽입하고 뇌 표면에 위치시켰다. 주사기 펌프(KD Scientific Inc.)를 사용하여 25 nl/min의 유속으로 100 nl의 바이러스 용액을 주입하였다. 주사기는 주입 3분 후 천천히 제거하였다. 수술적 절제 직후 또는 수술적 절제 2주 전에 절제강(RC) 가장자리에 바이러스를 주사하였다. 수술 전 주사에 대한 좌표는 0.8, -1 및 -1이었다(in mm: caudal, lateral and ventral to bregma). 주입 후, 마우스가 완전히 회복될 때까지 37℃ 가열 패드에 두었다가 우리로 돌려보냈다.Four-week-old mice were anesthetized with an intraperitoneal injection of a ketamine-xylazine mixture for stereotactic injection and placed in a stereotactic frame (Stoelting). Using the stereotactic apparatus, a Hamilton syringe was inserted through the hole and positioned on the brain surface. A syringe pump (KD Scientific Inc.) was used to inject 100 nl of virus solution at a flow rate of 25 nl/min. The syringe was slowly withdrawn 3 min after injection. Virus was injected into the margin of the resection cavity (RC) immediately after surgical resection or 2 weeks before surgical resection. The coordinates for preoperative injection were 0.8, -1, and -1 (in mm: caudal, lateral, and ventral to bregma). After injection, the mice were placed on a 37°C heating pad until fully recovered and then returned to their cages.
그 결과, tdTomato 양성 세포가 RC로 이동한 것으로 나타났다. 또한, 마우스 모델의 63.6%(11마리 중 7마리)는 수술 4주 후 다른 부위를 제외하고 RC 주변에 뇌 종양이 발생했지만 대조군 마우스에서는 종양이 관찰되지 않았다(도 1b 및 1c). 이러한 결과는 돌연변이가 있는 잔여 SVZ NSC가 절제 부위로 이동하여 수술 후의 RC 주변에 악성 신경교종을 유발할 수 있음을 시사한다.As a result, tdTomato-positive cells were found to have migrated to the RC. In addition, 63.6% (7 out of 11) of the mouse models developed brain tumors around the RC, excluding other sites, 4 weeks after surgery, whereas no tumors were observed in the control mice (Figs. 1b and 1c). These results suggest that residual SVZ NSCs with mutations can migrate to the resection site and induce malignant gliomas around the RC after surgery.
다음으로, 원발성 종양 절제 후 RC에서의 재발성 GBM 종양은 종양-개시 세포의 두 가지 출처, 즉 휴면 기간 후 RC 주변의 원발성 종양의 불완전한 절제 후 재성장한 잔여 종양 세포 또는 RC 주변의 종양에 대한 SVZ의 잔여 NSC의 클론 진화로부터 기인할 수 있을 것을 가정하고, 이 중 어느 것이 올바른지 조사하기 위해 두 단계와 이중 색상 보고 시스템으로 구성된 마우스 모델을 설정하였다. 첫 번째 단계에서는 LSL-EGFRviii; LSL-Cas9-GFP 마우스의 SVZ를 출생 후 전기천공을 통해 플라스미드로 변환하여 SVZ에서 돌연변이를 품고 있는 GFP 양성 NSC를 생성하였다. 두 번째 단계에서는 tdTomato 양성 종양 세포를 마우스의 피질에 이식하고 종양 재성장에 대해 마우스를 면밀히 모니터링하고 1주일 후 수술을 통해 tdTomato 양성 원발성 종양의 완전 제거를 시도하였다(도 1g). tdTomato 리포터는 원발성 종양의 잔여 종양 세포에서 발생하는 재발성 종양을 나타내며, GFP 리포터는 재발성 종양을 재구성하기 위한 SVZ 돌연변이 NSC의 기여도를 강조한다.Next, we hypothesized that recurrent GBM tumors in the RC after primary tumor resection could arise from two sources of tumor-initiating cells: residual tumor cells regrowing after incomplete resection of the primary tumor around the RC after a period of dormancy or clonal evolution of residual NSCs in the SVZ to the tumor around the RC, and set up a mouse model consisting of a two-step and dual-color reporting system to investigate which of these is correct. In the first step, the SVZ of LSL-EGFRviii; LSL-Cas9-GFP mice was transduced with plasmids via postnatal electroporation to generate GFP-positive NSCs harboring the mutation in the SVZ. In the second step, tdTomato-positive tumor cells were transplanted into the cortex of mice and the mice were closely monitored for tumor regrowth. Complete resection of the tdTomato-positive primary tumor was attempted by surgery 1 week later ( Fig. 1g ). The tdTomato reporter indicates that recurrent tumors arise from residual tumor cells of the primary tumor, while the GFP reporter highlights the contribution of SVZ mutant NSCs to reconstructing recurrent tumors.
1-5. GBM 종양구 세포의 정위 이식 및 원발성 종양의 수술적 제거(Orthotopic implantation of GBM tumorshpere cells and surgical removal primary tumour)1-5. Orthotopic implantation of GBM tumorshpere cells and surgical removal of primary tumor
LSL-EGFRviii f/+에서 유래된 tdTomato+ 종양구 세포; LSL-tdTomato f/+ 마우스를 3주 된 LSL-EGFRviii f/+; LSL-Cas9-GFP f/+ 마우스(이전에 sgTP-GFAP-cre 플라스미드를 주입하고 P0-2에 전기천공이 수행된)에 정위적으로 이식하였다.tdTomato+ tumorigenic cells derived from LSL-EGFRviii f/+; LSL-tdTomato f/+ mice were stereotactically transplanted into 3-week-old LSL-EGFRviii f/+; LSL-Cas9-GFP f/+ mice (previously injected with sgTP-GFAP-cre plasmid and electroporated on P0-2).
3~4일 배양 후 tdTomato+ 종양구 세포를 수집하여 단일 세포 현탁액으로 분리하였다. 세포를 소량의 일반 DMEM/F12에 1 x 105 세포/μl의 농도로 재현탁한 다음 1 μl를 LSL-EGFRviii f/+; LSL-Cas9-GFP f/+ 마우스의 피질에 정위 주사하였다. 성장 1주 후, 부피가 큰 원발성 종양이 발달하였고 상기와 같이 수술적 절제에 의해 제거되었다. 종양 부하의 징후에 대해 마우스를 매일 모니터링하였다. 빈사 상태의 마우스를 희생시키고 뇌를 조직학적 분석을 위해 처리하였다.After 3–4 days of culture, tdTomato+ tumorsphere cells were harvested and dissociated into a single-cell suspension. The cells were resuspended in a small volume of regular DMEM/F12 at a concentration of 1 × 10 5 cells/μl, and 1 μl was stereotactically injected into the cortex of LSL-EGFRviii f/+; LSL-Cas9-GFP f/+ mice. After 1 week of growth, bulky primary tumors developed and were removed by surgical resection as described above. Mice were monitored daily for signs of tumor burden. Moribund mice were sacrificed and their brains were processed for histological analysis.
그 결과, 원발성 tdTomato 양성 종양을 제거하였을 때 마우스의 33%는 RC 부위에서 GFP 양성 재발성 종양을 나타내었다(도 1h). 이러한 결과는 SVZ에서 암을 유발하는 돌연변이를 품고 있는 잔여 NSC가 원발성 종양의 절제 후 재발성 GBM 종양을 재구성할 수 있음을 시사한다.As a result, when the primary tdTomato-positive tumor was removed, 33% of the mice developed GFP-positive recurrent tumors in the RC region (Fig. 1h). These results suggest that residual NSCs harboring oncogenic mutations in the SVZ can reconstitute recurrent GBM tumors after resection of the primary tumor.
나아가, 수술적 개입과 RC에서의 GBM 형성 사이의 시간적 진행을 더 조사하기 위해, 시간이 지남에 따른 종양 재성장의 진행을 관찰하였다. Furthermore, to further investigate the temporal progression between surgical intervention and GBM formation in RC, the progression of tumor regrowth over time was observed.
1-6. 마우스 뇌의 이미지 분석(Image analysis of mouse brain)1-6. Image analysis of mouse brain
각 조건의 마우스를 희생시키고 관류시켰다. 그 다음 뇌를 적출하여 새로 준비한 인산염 완충 4% 파라포름알데히드(4% PFA)에 고정하고 30% 완충 수크로스에서 밤새 동결 보호한 후 OCT 화합물(3801480, Leica Biosystems)-내장 동결 블록으로 만들어 -80℃에서 보관하였다. Cryostat-cut 섹션(두께 25 μm)을 수집하여 유리 슬라이드에 놓았다. H&E 염색을 위해 Cryostat-cut 섹션을 4 μm 두께로 수집했다. 그 다음 슬라이드를 다음 항체로 염색하였다: Mouse antibody to Nestin(1:200 dilution; MAB5326, Merck Millipore), rabbit antibody to GFAP(1:500 dilution; Z0334, DAKO), rabbit antibody to oligodendrocyte transcription factor 2(OLIG2; 1:500 dilution; AB9610, Merck Millipore), rat antibody to platelet-derived growth factor receptor α(PDGFRα; 1:200 dilution; 14-4321, eBioscience), rabbit antibody to S100β(1:500 dilution; ab52642, Abcam), rat antibody to myelin basic protein(MBP; 1:500 dilution; MAB386, Merck Millipore), rabbit antibody to Ki67(1:500 dilution; ab15580, Abcam), rabbit antibody to NeuN(1:500 dilution; ab104225, Abcam), mouse antibody to C-X-C chemokine receptor type 4(CXCR4; 1:500 dilution; sc-53534, Santa Cruz Biotechnology), rabbit polyclonal antibody to CXCL12(1:500 dilution; ab25117, Abcam). 마운팅 솔루션(P36931, ThermoFisher)에 포함된 DAPI를 핵 염색에 사용하였다. 단계 크기 1.5 μm의 Z 스택이 있는 Zeiss LSM800 공초점 현미경을 사용하여 이미지를 얻었다. 형광 리포터-양성 세포의 분포를 반영하는 형광 강도를 회색 값으로 변환하고 ImageJ 소프트웨어(http://rsbweb.nih.gov/ij/)를 사용하여 측정하였다.Mice in each condition were sacrificed and perfused. Brains were then removed, fixed in freshly prepared phosphate-buffered 4% paraformaldehyde (4% PFA), cryoprotected overnight in 30% buffered sucrose, and embedded in OCT compound (3801480, Leica Biosystems)-embedded cryoblocks and stored at -80°C. Cryostat-cut sections (25 μm thick) were collected and mounted on glass slides. Cryostat-cut sections were collected at 4 μm thickness for H&E staining. Slides were then stained with the following antibodies: mouse antibody to Nestin (1:200 dilution; MAB5326, Merck Millipore), rabbit antibody to GFAP (1:500 dilution; Z0334, DAKO), rabbit antibody to oligodendrocyte transcription factor 2 (OLIG2; 1:500 dilution; AB9610, Merck Millipore), rat antibody to platelet-derived growth factor receptor. α (PDGFRα; 1:200 dilution; 14-4321, eBioscience), rabbit antibody to S100β (1:500 dilution; ab52642, Abcam), rat antibody to myelin basic protein (MBP; 1:500 dilution; MAB386, Merck Millipore), rabbit antibody to Ki67 (1:500 dilution; ab15580, Abcam), rabbit antibody to NeuN (1:500 dilution; ab104225, Abcam), mouse antibody to C-X-C chemokine receptor type 4 (CXCR4; 1:500 dilution; sc-53534, Santa Cruz Biotechnology), rabbit polyclonal antibody to CXCL12 (1:500 dilution; ab25117, Abcam). DAPI included in the mounting solution (P36931, ThermoFisher) was used for nuclear staining. Images were acquired using a Zeiss LSM800 confocal microscope with a Z-stack with a step size of 1.5 μm. Fluorescence intensity reflecting the distribution of fluorescent reporter-positive cells was converted to gray value and measured using ImageJ software (http://rsbweb.nih.gov/ij/).
그 결과, tdTomato에 대해 양성인 세포가 SVZ에서 surgical bed로 직접 이동하는 것을 관찰하였다(도 1b). TP53, PTEN 및 EGFR 돌연변이가 있는 마우스에서, SVZ로부터 이동한 돌연변이 NSC는 피질의 RC 주변에서만 나타났다. 또한, 돌연변이 된 SVZ에서 멀리 떨어진 RC 주변에서 시간이 지남에 따라 tdTomato 양성 세포의 수가 현저하게 증가하는 것을 관찰하였다. 희소돌기아교세포-전구세포(OPC)가 SVZ에서 RC로 이동하는 세포의 주요 세포 아형임을 알 수 있었다(도 1e 및 1f). 이러한 결과는 SVZ의 돌연변이 NSC가 우선적인 이동 행동을 나타내고 OPC 계통의 비정상적인 성장을 통해 수술 후 RC에서 high-grade 악성 신경교종의 발달로 이어짐을 시사한다.As a result, we observed that cells positive for tdTomato migrated directly from the SVZ to the surgical bed (Fig. 1b). In mice with TP53, PTEN, and EGFR mutations, mutant NSCs that migrated from the SVZ were found only around the RC of the cortex. In addition, we observed that the number of tdTomato-positive cells increased markedly over time around the RC, far from the mutant SVZ. We found that oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) were the major cell subtype that migrated from the SVZ to the RC (Fig. 1e and 1f). These results suggest that mutant NSCs in the SVZ exhibit preferential migration behavior and lead to the development of high-grade malignant gliomas in the RC after surgery through abnormal growth of the OPC lineage.
실시예 2. 마우스 뇌 조직의 전사 프로파일링(Transcriptional profiling of mouse brain tissue)Example 2. Transcriptional profiling of mouse brain tissue
2-1. RNA 시퀀싱(RNA sequencing)2-1. RNA sequencing
원발성 및 재발성 GBM 환자의 동결된 뇌 조직 샘플은 완전성을 유지하기 위해 액체 질소에서 급속 냉동하고 -80℃에서 보관되었다. 조직 샘플에서 RNA 추출은 높은 효율과 품질을 인정받은 QIAGEN사의 micro RNeasy kit를 사용하였다.Frozen brain tissue samples from primary and recurrent GBM patients were rapidly frozen in liquid nitrogen to maintain integrity and stored at -80°C. RNA extraction from tissue samples was performed using the micro RNeasy kit from QIAGEN, which has been recognized for its high efficiency and quality.
RNA-seq 데이터의 시퀀싱 및 분석을 용이하게 하기 위해 마크로젠의 숙련된 기술자가 cDNA 합성, 라이브러리 준비 및 시퀀싱을 수행하였다. Illumina에서 제조한 Novoseq 6000 장비를 사용하였으며, 각 샘플에 대해 8,000만 reads(각 방향으로 4,000만)을 얻었다. paired-end reads는 HISAT2(v.2.2.0)를 사용하여 UCSC mm10 reference에 정렬되었고, gencode gtf 주석 파일은 주석에 사용되었다.To facilitate sequencing and analysis of RNA-seq data, experienced Macrogen technicians performed cDNA synthesis, library preparation, and sequencing. The Novoseq 6000 instrument manufactured by Illumina was used, and 80 million reads (40 million in each direction) were obtained for each sample. The paired-end reads were aligned to the UCSC mm10 reference using HISAT2 (v.2.2.0), and the gencode gtf annotation file was used for annotation.
유전자 발현의 정량화는 각 게놈-매핑 된 reads 파일에서 Subread(v1.6.4)의 featureCounts를 사용하여 계산되었다. homemade python script(Python 3.6)를 사용하여 세포 수 파일을 매트릭스로 병합하고 raw read 수를 추가 분석에 사용하였다. 데이터는 모든 샘플에서 최소 10개의 카운트를 갖는 유전자에 대해 필터링되었다.Quantification of gene expression was computed using featureCounts from Subread (v1.6.4) on each genome-mapped reads file. Cell count files were merged into a matrix using a homemade python script (Python 3.6), and raw read counts were used for further analysis. Data were filtered for genes with at least 10 counts in all samples.
그 다음 DESeq2(v.1.22.2)를 사용하여 각 샘플의 크기 계수를 계산하고 분산 안정화 변환을 수행하였다. 기술 및 생물학적 관련 기능을 모델에 통합하기 위해 일괄 수정이 수행되었다. 분산 안정화 변환된 벌크 RNA-seq 데이터는 클러스터링을 위한 입력으로 사용되었다.Then, DESeq2 (v.1.22.2) was used to compute the size coefficients of each sample and perform variance stabilization transformation. Batch correction was performed to incorporate technical and biological relevant features into the model. The variance stabilization transformed bulk RNA-seq data was used as input for clustering.
차등 발현 유전자(differentially expressed genes, DEG) 분석은 DESeq2(ref. 74)를 사용하여 수행되었으며, 배치 상태는 발현 모델에서 공변량으로 통합되었다. 상향 조절된 유전자는 Log2Fold Change가 1 보다 크고 FDR이 0.01 미만인 유전자로 정의되었다. Gene set enrichment analysis(GSEA)(v.3.0)은 차등 발현에 의해 순위가 매겨진 유전자에 대해 수행되었으며 GSEA에 사용된 경로는 Molecular Signatures Database(MSigDB)에서 얻었다. 최소 크기가 15개이고 최대 크기가 500개인 경로에 대해 경로를 필터링했다.Differentially expressed genes (DEGs) analysis was performed using DESeq2 (ref. 74), and batch status was incorporated as a covariate in the expression model. Upregulated genes were defined as genes with a Log2Fold Change greater than 1 and an FDR less than 0.01. Gene set enrichment analysis (GSEA) (v. 3.0) was performed on genes ranked by differential expression, and the pathways used in GSEA were obtained from the Molecular Signatures Database (MSigDB). Pathways were filtered for pathways with a minimum size of 15 and a maximum size of 500.
R 패키지 "clusterProfiler"(v3.10.1)는 차등 발현 유전자(DEG)의 생물학적 과정(biological processes, BP), 세포 성분(cellular components, CC) 및 분자 기능(molecular functions, MF)을 비교하기 위해 Gene Ontology(GO)의 GSEA를 수행하는 데 사용되었다. 결과에서 가장 중요한 5가지 생물학적 과정이 나타났으며, FDR은 0.05 미만이고 log2FC는 1 보다 작거나 같았다. 또한, 동일한 패키지를 사용하여 DEG의 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) 경로 농축 분석을 수행하였다. 상위 20개 경로의 막대 그래프를 사용하여 결과를 시각화하였다.The R package "clusterProfiler" (v3.10.1) was used to perform GSEA of Gene Ontology (GO) to compare biological processes (BPs), cellular components (CCs), and molecular functions (MFs) of differentially expressed genes (DEGs). The results showed that the five most important biological processes were identified, with FDR less than 0.05 and log2FC less than or equal to 1. In addition, the same package was used to perform KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway enrichment analysis of DEGs. The results were visualized using a bar graph of the top 20 pathways.
그 결과, 절제 후 POD2, POD14 및 재발성 GBM 그룹에서 상향 조절된 DEG의 상당한 중복이 나타났다(도 2b). CXCR4의 발현 수준도 대조군에 비해 절제 후 그룹에서 유의하게 증가하는 것으로 나타났으며, 시간 경과에 따라 RC에서의 발현 수준도 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이는 SVZ 돌연변이 세포의 이동과 상관 관계가 있음을 시사한다(도 2g). As a result, there was a significant overlap of up-regulated DEGs in the POD2, POD14, and recurrent GBM groups after resection (Fig. 2b). The expression level of CXCR4 was also found to be significantly increased in the post-resection group compared to the control group, and its expression level in RC also showed a continuous increase over time, suggesting a correlation with the migration of SVZ mutant cells (Fig. 2g).
재발성 종양의 발달에서 CXCR4의 역할을 추가로 확인하기 위해, 절제 없이 SVZ에서 유래된 3개의 원발성 murine 종양과 수술적 절제 후 3개의 재발성 종양의 전사 프로파일링 분석을 수행하였다.To further determine the role of CXCR4 in the development of recurrent tumors, we performed transcriptional profiling analyses of three primary murine tumors derived from the SVZ without resection and three recurrent tumors after surgical resection.
그 결과, 재발성 종양 샘플에서 576개의 상향 조절 및 531개의 하향 조절된 차등 발현 유전자(DEG)가 있는 것으로 나타났다(도 4b). 원발성 murine 신경교종과 비교하여 재발성 종양은 상대적으로 CXCR4의 발현이 더 높았다(도 4e). CXCR4 신호 전달 경로의 유전자 세트는 재발성 종양 샘플에서 더 높은 enrichment score를 나타내었다(도 4c). 면역염색을 수행하여 CXCR4가 재발성 종양에서 상당히 높게 발현됨을 확인하였다(도 4f-g). 이러한 결과는 CXCR4가 수술 후 신경교종의 재발에 대한 잠재적인 원동력임을 시사한다.As a result, there were 576 up-regulated and 531 down-regulated differentially expressed genes (DEGs) in the recurrent tumor samples (Fig. 4b). Compared with the primary murine glioma, the recurrent tumors showed relatively higher expression of CXCR4 (Fig. 4e). The gene set of the CXCR4 signaling pathway showed higher enrichment scores in the recurrent tumor samples (Fig. 4c). Immunostaining was performed to confirm that CXCR4 was significantly highly expressed in the recurrent tumors (Fig. 4f-g). These results suggest that CXCR4 is a potential driving force for the recurrence of glioma after surgery.
나아가, 인간 환자의 RC 주위 국소 재발에서 CXCR4 축의 발현 및 역할을 확인하기 위해, GBM 환자의 56개의 원발성 및 재발성 종양 샘플에 대한 전사 프로파일링 분석을 수행하였다. 이때, 잔여 종양 증거가 없는 완전 절제 후 RC 주위의 국소 재발(LR)과 불완전 절제 후 잔여 종양의 진행 및 원격 두개 내 전이 하위 그룹을 포함하는 다른 재발 패턴(PD) 사이의 재발을 구별하여 LR 및 PD 환자의 재발 종양 표본 간의 유전자 발현 프로파일을 비교하였다.Furthermore, to determine the expression and role of the CXCR4 axis in local recurrence around the RC in human patients, we performed transcriptional profiling analysis on 56 primary and recurrent tumor samples from GBM patients. Here, we compared gene expression profiles between recurrent tumor samples from LR and PD patients, distinguishing between local recurrence (LR) around the RC after complete resection with no evidence of residual tumor and other recurrence patterns (PD), including progression of residual tumor and distant intracranial metastases after incomplete resection.
그 결과, 재발성 GBM으로 상당히 상향 조절되는 352개의 유전자와 원발성 GBM에 특이적인 94개의 유전자를 포함하여 446개의 차등 발현 유전자(DEG)가 있는 것으로 나타났다(an adjusted p-value < 0.05 and a 1-fold change). CXCR4 신호 전달 경로 유전자 세트에서 더 높은 enrichment score를 나타내었다(도 4i). 또한, CXCR4 발현 수준이 PD 환자의 재발성 종양 표본에 비해 LR 환자의 재발성 종양 표본에서 더 높게 나타났다(도 4j). CXCR4 분자 경로는 LR 환자 그룹에서 더 높은 enrichment fraction을 가졌고, 이는 CXCR4 신호가 또한 교모세포종의 LR을 촉진하는 역할을 할 수 있음을 시사한다(도 4k). 한편, CXCR4 발현이 높은 환자가 전체 생존 기간(OS)이 더 길게 나타났으며(P=0.018)(도 4l), 이는 뚜렷한 재발 패턴의 예후 효과를 암시한다. 이러한 결과는 CXCR4 신호 전달을 표적으로 삼는 것이 교모세포종의 LR을 예방하거나 감소시키기 위한 유망한 치료적 접근일 수 있으며, 재발의 세포원과 기전에 따라 재발에 대한 차등적 접근이 필요할 것을 시사한다.As a result, there were 446 differentially expressed genes (DEGs), including 352 genes significantly upregulated in recurrent GBM and 94 genes specific to primary GBM (an adjusted p-value < 0.05 and a 1-fold change). The CXCR4 signaling pathway gene set showed a higher enrichment score (Fig. 4i). In addition, the expression level of CXCR4 was higher in the recurrent tumor samples of LR patients than in the recurrent tumor samples of PD patients (Fig. 4j). The CXCR4 molecular pathway had a higher enrichment fraction in the LR patient group, suggesting that CXCR4 signaling may also play a role in promoting LR of glioblastoma (Fig. 4k). Meanwhile, patients with high CXCR4 expression showed longer overall survival (OS) (P=0.018) (Fig. 4l), implying the prognostic effect of distinct recurrence patterns. These results suggest that targeting CXCR4 signaling may be a promising therapeutic approach to prevent or reduce LR in glioblastoma, and that differential approaches to relapse may be needed depending on the cellular source and mechanism of relapse.
실시예 3. 생체 내 및 시험관 내 CXCL12/CXCR4 축 차단(Blockade of the CXCL12/CXCR4 axis Example 3. Blockade of the CXCL12/CXCR4 axis in vivo and in vitro in vivoin vivo and and in vitroin vitro ))
상기 실시예들의 결과를 바탕으로, 교모세포종 재발에서 CXCL12/CXCR4 케모카인 축의 역할을 조사하기 위해, 특정 CXCR4 차단제인 플레릭사포(Plerixafor)(AMD3100, Sigma, A5602)를 사용하였다. Based on the results of the above examples, a specific CXCR4 blocker, Plerixafor (AMD3100, Sigma, A5602), was used to investigate the role of the CXCL12/CXCR4 chemokine axis in glioblastoma recurrence.
3-1. AMD3100의 처리3-1. Processing of AMD3100
수술적 절제 후 마우스에게 AMD3100(1.25 mg/kg) 또는 PBS를 하루에 두 번 6시간 간격으로 복강내 주사하였다. 최종 주사 후, 마우스를 희생시키고 뇌를 적출하였다.After surgical resection, mice were injected intraperitoneally with AMD3100 (1.25 mg/kg) or PBS twice daily at 6-h intervals. After the final injection, mice were sacrificed and brains were removed.
3-2. 스페로이드 배양 및 체외 분화 분석(Spheroid culture and 3-2. Spheroid culture and in vitro differentiation analysis in vitroin vitro analysis of differentiation)analysis of differentiation)
GBM 종양구(tdTomato tumorshpere)는 LSL-EGFRviii f/+에서 유도된 종양; pU6-sgP53-pU6-sgPTEN_CBh-Cas9-P2A-Cre 플라스미드를 사용한 LSL-tdTomato f/+ 마우스에서 생성되었고, 다음과 같은 신경줄기세포 배지에서 종양구로 성장시켰다: B27(50X, Gibco, 17504044), 페니실린-스트렙토마이신(Gibco, 15140122), 재조합 인간 EGF(Novoprotein, C046) 및 bFGF(Novoprotein, C029)가 보충된 DMEM/F12(Corning, 0-090-CV)로 최종 농도는 각각 20 ng/ml. 세포주를 유지하기 위해 종양구를 Accutase(Gibco, A1110501)로 분리하고 2 x 105/ml의 밀도로 도말한 후 4-5일마다 계대하였다.GBM tumorspheres (tdTomato tumorspheres) were generated from LSL-EGFRviii f/+ induced tumors; LSL-tdTomato f/+ mice were generated using the pU6-sgP53-pU6-sgPTEN_CBh-Cas9-P2A-Cre plasmid and grown as tumorspheres in neural stem cell medium: DMEM/F12 (Corning, 0-090-CV) supplemented with B27 (50X, Gibco, 17504044), penicillin-streptomycin (Gibco, 15140122), recombinant human EGF (Novoprotein, C046) and bFGF (Novoprotein, C029) at a final concentration of 20 ng/ml each. To maintain the cell line, tumor cells were dissociated with Accutase (Gibco, A1110501), plated at a density of 2 x 10 5 /ml, and passaged every 4-5 days.
SVZ 돌연변이 종양구(mNSC+ TS)는 LSL-EGFRviii f/+에서 유도된 돌연변이 SVZ; pU6-sgP53-pU6-sgPTEN_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA 플라스미드를 사용한 LSL-Cas9-GFP f/+ 마우스에서 생성되었고, 신경줄기세포 배지에서 종양구로 성장시켰다. 상기 GBM 종양구와 동일하게 유지되었다.SVZ mutant tumorspheres (mNSC+ TS) were generated from LSL-EGFRviii f/+ mutant SVZ derived from LSL-Cas9-GFP f/+ mice using the pU6-sgP53-pU6-sgPTEN_pGFAP-Cre-WPRE-hGHpA plasmid and grown as tumorspheres in neural stem cell medium. They were maintained identically to the GBM tumorspheres.
mNSC+ TS 분화 분석을 위해, 세포를 Accutase로 분리하고, 더 낮은 농도의 태아 소 혈청(FBS, 1%)이 포함된 신경줄기세포 배지에서 각 플레이트(20 μg/mL Poly-L-ornithine 및 10 μg/mL Laminin으로 미리 코팅됨, Sigma L2020 및 P4957) 당 40,000 세포의 밀도로 도말하였다. AMD3100(25μM) 또는 PBS를 72 시간마다 세포에 보충(3중)하였다. 처리 7일 후, 세포를 면역염색하고 계통 분화 분석을 위해 처리하였다.For mNSC+ TS differentiation assays, cells were detached with Accutase and plated at a density of 40,000 cells per plate (pre-coated with 20 μg/mL Poly-L-ornithine and 10 μg/mL Laminin, Sigma L2020 and P4957) in neural stem cell medium containing reduced concentration of fetal bovine serum (FBS, 1%). AMD3100 (25 μM) or PBS was supplemented to cells every 72 h (in triplicate). After 7 days of treatment, cells were immunostained and processed for lineage differentiation analysis.
그 결과, CXCL12/CXCR4 축을 차단하면 이동하는 희소돌기아교세포-전구세포(OPC)의 수가 감소하고 종양 제어 및 생존율이 향상되는 것을 알 수 있었다(도 3a-e). 한편, OPC가 대조군에서 우세한 분화 아형인 반면, AMD3100을 처리한 경우 OPC의 수를 감소시키고 GFAP 양성을 갖는 성상세포로의 우선적 분화를 초래하였다(도 3f-g). 이로부터 CXCR4 차단이 NSC의 분화에 영향을 미치고 종양 재건의 주요 경로인 OPC 분화를 방지할 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 CXCL12/CXCR4를 차단하는 것이 원발성 종양의 수술적 절제 후 잔여 NSC로 인한 국소 재발을 예방하기 위한 잠재적인 치료 전략이 될 수 있음을 시사한다.As a result, we found that blocking the CXCL12/CXCR4 axis reduced the number of migrating oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) and improved tumor control and survival (Fig. 3a–e). Meanwhile, while OPCs were the predominant differentiated subtype in the control group, treatment with AMD3100 reduced the number of OPCs and caused their preferential differentiation into GFAP-positive astrocytes (Fig. 3f–g). These results suggest that CXCR4 blockade can affect the differentiation of NSCs and prevent OPC differentiation, a major pathway for tumor reconstruction. These results suggest that blocking CXCL12/CXCR4 may be a potential therapeutic strategy to prevent local recurrence due to residual NSCs after surgical resection of primary tumors.
통계 분석(Statistical analyses)Statistical analyses
데이터는 평균±SEM으로 표시되었다. GraphPad Prism 버전 9.4.1(Graph-Pad Software, Inc.)을 사용하여 적절한 경우 t-테스트, Manny-Whitney U 테스트 또는 Fisher의 정확한 테스트로 결과를 분석하였다. 마우스에 대한 종양 누적 발병률 및 생존 데이터를 Kaplan-Meier 분석으로 분석하였다. 0.05 미만의 모든 P 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다. 동물 또는 세포 공급원의 사용과 관련된 모든 실험은 무작위화되었다. 샘플 크기는 예비 및 유사한 실험에서 발견된 가변성을 기반으로 미리 결정되었다. 연구원은 실험 및 결과 분석 중에 할당에 맹검되지 않았다.Data are presented as mean ± SEM. Results were analyzed by t-test, Manny-Whitney U test, or Fisher's exact test, as appropriate, using GraphPad Prism version 9.4.1 (Graph-Pad Software, Inc.). Cumulative tumor incidence and survival data for mice were analyzed by Kaplan-Meier analysis. All P values less than 0.05 were considered statistically significant. All experiments involving the use of animals or cell sources were randomized. Sample size was determined a priori based on variability found in pilot and similar experiments. The investigators were not blinded to allocation during experiments and analysis of results.
본 발명은 CXCR-4 활성억제제 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 재발성 뇌 종양 예방 또는 치료용 약학적 조성물, CXCR-4의 발현 또는 활성 수준을 측정하는 제제를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측용 조성물, 및 CXCR-4 유전자의 mRNA 발현 또는 이의 단백질 활성 수준을 측정하는 단계를 포함하는 뇌종양 진단 또는 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것으로, 암 치료와 관련된 의료 산업 분야에 이용 가능하다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating recurrent brain tumors comprising a CXCR-4 inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof, a composition for diagnosing or predicting the prognosis of brain tumors comprising an agent for measuring the expression or activity level of CXCR-4, and a method for providing information for diagnosing or predicting the prognosis of brain tumors comprising a step of measuring the mRNA expression of a CXCR-4 gene or the protein activity level thereof, which can be used in the medical industry related to cancer treatment.
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Claims (9)
A pharmaceutical composition for preventing or treating recurrent brain tumors, comprising a CXCR-4 (CXC chemokine receptor type 4) inhibitor or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
[화학식 1]
.
In the first paragraph, the pharmaceutical composition wherein the CXCR-4 inhibitor is Plerixafor represented by the following chemical formula 1:
[Chemical Formula 1]
.
In claim 1, the brain tumor is glioblastomas, glioblastoma multiforme, gliosarcoma, anaplastic astrocytomas, oligodendrogliomas, ependymomas, low-grade astrocytomas, medulloblastomas, astrocytic tumors, pilocytic astrocytoma, diffuse astrocytomas, pleomorphic xanthoastrocytomas, subependymal giant cell astrocytomas, anaplastic oligodendrogliomas, Oligoastrocytomas, anaplastic oligoastrocytomas, myxopapillary ependymomas, subependymomas, ependymomas, anaplastic ependymomas, astroblastomas, chordoid gliomas of the third ventricle, gliomatosis cerebris, glangliocytomas, desmoplastic infantile astrocytomas, desmoplastic infantile gangliogliomas, dysembryoplastic neuroepithelial tumors, A pharmaceutical composition characterized in that the tumor is selected from the group consisting of ependymoblastomas, supratentorial primitive neuroectodermal tumors, choroids plexus papilloma, pineal parenchymal tumors of intermediate differentiation, hemangiopericytomas, tumors of the sellar region, craniopharyngioma, capillary hemangioblastoma, and primary CNS lymphoma.
A pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the brain tumor is glioblastoma.
A pharmaceutical composition in claim 4, wherein the subtype of the glioblastoma is a proneural subtype, a mesenchymal subtype, a classical subtype, or a neural subtype.
A composition for diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, comprising a preparation measuring the expression or activity level of CXCR-4.
A composition for diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, wherein the preparation in claim 6 is a primer pair or probe that specifically binds to the CXCR-4 gene.
A composition for diagnosing or predicting the prognosis of a brain tumor, wherein the agent in claim 6 is an antibody that specifically binds to the CXCR-4 protein.
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| KR20220080199A (en) | 2013-05-31 | 2022-06-14 | 델 마 파마슈티컬스 | Use of dianhydrogalactitol and analogs and derivatives thereof to treat recurrent malignant glioma or progressive secondary brian tumor |
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2023
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20231011 |
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| PG1501 | Laying open of application |