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KR102260319B1 - Retinoic acid receptor responder 1(RARRES1) gene knockout animal model and method for its production - Google Patents

Retinoic acid receptor responder 1(RARRES1) gene knockout animal model and method for its production Download PDF

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KR102260319B1
KR102260319B1 KR1020180153686A KR20180153686A KR102260319B1 KR 102260319 B1 KR102260319 B1 KR 102260319B1 KR 1020180153686 A KR1020180153686 A KR 1020180153686A KR 20180153686 A KR20180153686 A KR 20180153686A KR 102260319 B1 KR102260319 B1 KR 102260319B1
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Abstract

본 발명은 RARRES1 유전자 일부와 조건적 넉아웃(conditional knockout) 동물모델의 제작에 사용되는 서열들을 포함하는 표적 벡터(targeting vector), 상기 표적 벡터를 이용하여 생성된 종양형성 동물 모델 제작용 동물 세포, 이를 이용하여 얻은 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델, 그 제조방법 및 이를 이용한 암 치료물질의 스크리닝 방법 등에 관한 것이다. 이에, 본 발명자들은 암의 진단 및 예후 예측을 위한 분자적 기작을 밝혀내기 위해 예의 연구한 결과, RAREES1-/- 동물 모델에서 자발적인 종양에 걸리기 쉽고, CDK1 및 Cyclin B1의 인산화 증가 및 CDK1-Cyclin B1 복합체의 활성이 높다는 것을 확인하여 이는 단백질 분해능 감소에 의하여 종양세포주기 진행이 특이하게 빠르다는 것을 확인하였으며, 특히 줄기세포성 세포 증식이 증가하였고, 더불어 유사분열의 결함을 유발 및 유사분열 시 염색체가 불안정함을 확인하였는 바, RAREES1이 암 진단 및 예후 예측, 치료에 중요한 인자임을 확인하였다. 나아가, RARRES1과 CDK1-Cyclin B1 복합체의 관계, CDK1-Cyclin B 단백질의 양적 조절, 줄기세포성 세포 증식능의 증가를 통하여 암의 치료물질의 스크리닝 및 의약품 개발 용도로도 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.The present invention provides a targeting vector comprising a part of the RARRES1 gene and sequences used for the production of a conditional knockout animal model, an animal cell for producing a tumorigenic animal model generated using the target vector, It relates to a tumorigenic RARRES1 -/- animal model obtained using this, a method for manufacturing the same, and a method for screening a cancer therapeutic material using the same. Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies to reveal molecular mechanisms for cancer diagnosis and prognosis prediction. As a result, the RAREES1 -/- animal model is prone to spontaneous tumors, increases phosphorylation of CDK1 and Cyclin B1, and CDK1-Cyclin B1 By confirming that the activity of the complex was high, it was confirmed that the tumor cell cycle progression was unusually fast due to the decrease in proteolytic capacity. In particular, stem cell proliferation was increased, and mitotic defects were induced and chromosomes were damaged during mitosis. It was confirmed that instability was confirmed that RAREES1 is an important factor in cancer diagnosis, prognosis, and treatment. Furthermore, through the relationship between RARRES1 and CDK1-Cyclin B1 complex, quantitative regulation of CDK1-Cyclin B protein, and increase in stem cell proliferative ability, it is expected to be used in various ways for cancer screening and drug development. do.

Description

RARRES1 유전자 넉아웃 동물 모델 및 그의 제조방법{Retinoic acid receptor responder 1(RARRES1) gene knockout animal model and method for its production}RARRES1 gene knockout animal model and manufacturing method thereof {Retinoic acid receptor responder 1 (RARRES1) gene knockout animal model and method for its production}

본 발명은 RARRES1 유전자 넉아웃 동물 모델에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 RARRES1 유전자 일부와 조건적 넉아웃(conditional knockout) 동물모델의 제작에 사용되는 서열들을 포함하는 표적 벡터(targeting vector), 상기 표적 벡터를 이용하여 생성된 종양형성 동물 모델 제작용 동물 세포, 이를 이용하여 얻은 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델, 그 제조방법 및 이를 이용한 암 치료물질의 스크리닝 방법 등에 관한 것이다. The present invention relates to a RARRES1 gene knockout animal model, and more particularly, a targeting vector comprising a part of the RARRES1 gene and sequences used for the construction of a conditional knockout animal model, the target vector It relates to an animal cell for producing a tumorigenic animal model generated using the RARRES1 -/- animal model for tumorigenicity obtained using the same, a production method thereof, and a screening method for a cancer therapeutic material using the same.

‘종양(tumor)’이라고 하면 신체 조직의 자율적인 과잉 성장에 의해 비정상적으로 자라난 덩어리를 의미하며, 양성종양(benign tumor)과 악성종양(malignant tumor)으로 구분할 수 있다. 양성종양이 비교적 성장 속도가 느리고 전이(metastasis)되지 않는 것에 반해 악성종양은 주위 조직에 침윤하면서 빠르게 성장하고 신체 각 부위에 확산되거나 전이되어 생명을 위협하게 된다. 따라서 악성종양을 암과 동일한 의미로 생각할 수 있다. 신체를 구성하는 가장 작은 단위인 세포(cell)는 정상적으로는 세포 자체의 조절 기능에 의해 분열 및 성장하고, 수명이 다하거나 손상되면 스스로 사멸하여 전반적인 수의 균형을 유지한다. 그러나 여러 가지 원인에 의해 이러한 세포 자체의 조절 기능에 문제가 생기면 정상적으로는 사멸해야 할 비정상 세포들이 과다 증식하게 되며, 경우에 따라 주위 조직 및 장기에 침입하여 종괴를 형성하고 기존의 구조를 파괴하거나 변형시키는데, 이러한 상태를 암(cancer)으로 정의할 수 있다.A ‘tumor’ refers to a mass that has grown abnormally due to the autonomous overgrowth of body tissues, and can be divided into benign tumors and malignant tumors. While benign tumors have a relatively slow growth rate and do not metastasize, malignant tumors infiltrate into surrounding tissues and grow rapidly and spread or metastasize to various parts of the body, endangering life. Therefore, malignant tumor can be regarded as the same meaning as cancer. Cells, the smallest unit constituting the body, normally divide and grow by the control function of the cells themselves, and when their lifespan is expired or damaged, they die by themselves to maintain the overall balance of numbers. However, if there is a problem with the control function of these cells themselves due to various causes, abnormal cells that should normally die become excessively proliferated. In some cases, they invade surrounding tissues and organs to form a mass, destroy or modify the existing structure. This condition can be defined as cancer.

이러한 암의 진단을 위해, X선검사는 폐암이나 골수종은 단순촬영 및 단층촬영 등으로 음영을 얻는 경우가 많으며 내장암은 조영제를 사용하여 여러 가지 음영을 관찰함으로써 진단의 실마리를 잡게 된다. 특히 위암 및 대장암 등에서는 이중조영법으로 점막의 상태를 점검하여 조기위암이나 대장암 등의 미세한 병변까지도 구별해 냄으로써 조기발견에 많은 도움을 주고 있다. 내시경검사로 경식 내시경은 오래 전부터 내장검사에 사용되어 왔으나 육안으로 볼 수 있는 범위가 한정되어 진단에 큰 도움을 못 주었다. 그리하여 현재는 S결장경만이 이용되고 있다. 마음대로 구부러질 수 있는 연식내시경(flexible fiberscope)의 발달은 각종 내장암에 대한 진단, 특히 조기진단에 큰 몫을 담당하게 되었다. 내시경을 통한 생검도 가능하여 확진에도 좋은 단서를 제공하며 일반적인 병원검사 외에도 집단검진에 사용할 수 있어서 위암 등에서는 더욱 유용하게 사용된다. 현재 임상에서 널리 사용되는 것으로 위내시경(flexible gastrofiberscope), 대장내시경(flexible colonofiberscope), 직장 및 S결장 내시경(sigmoidoscope) 등이 있고, 이 밖에도 복강경(peritoneoscope), 종격동 내시경(mediastino scope), 기관지경(bronchoscope) 등이 사용되고 있다. 세포진단으로 G.N.파파니콜로가 자궁 분비물의 도말표본에서 악성종양 세포의 특징을 찾아낸 이래로 자궁경부암의 집단검진과 진단 및 특히 조기진단에 획기적인 진보를 가져왔다. 현재 자궁암 이외에도 위 ·폐 ·전립선 ·유방 ·요로 ·췌장 등의 분비물에 이용되고 있으며 갑상선·유방 등의 천자에 의한 세포진단도 널리 이용되고 있다. 암의 확진은 생검(biopsy)을 통해 얻은 조직편의 병리조직학적인 현미경검사로 이루어진다. 이런 조직편은 내시경을 통한 방법, 유방·질 등 수술조작을 하며 얻는 방법이 있다. 이러한 진단을 통해 암을 진단할 수 있으나, 보통 암이 처음 진단되었을 때 이미 주변 조직으로 전이된 상태이거나 원격전이가 발생한 경우가 많으며, 암 환자의 생존율은 늦게 발견될수록 그 예후가 좋지 않으므로, 조기진단이 매우 중요하다. 따라서, 암의 발병 및 진행에 대한 이해가 매우 중요하나, 발병을 유도하는 분자적 기작에 대한 연구 및 효과적인 진단은 미흡한 실정이다.For the diagnosis of such cancer, X-ray examination often obtains shadows for lung cancer or myeloma by simple imaging and tomography, and for visceral cancer, by observing various shades using a contrast agent, a clue of diagnosis is obtained. In particular, in gastric cancer and colorectal cancer, the double contrast method is used to check the condition of the mucous membrane, thereby discriminating even minute lesions such as early gastric cancer or colorectal cancer, which helps in early detection. As an endoscopy, a rigid endoscope has been used for visceral examination for a long time, but it did not help much in diagnosis due to the limited range of visual observation. Therefore, only the S-colonoscope is currently used. The development of flexible fiberscopes, which can be bent at will, has played a significant role in the diagnosis of various visceral cancers, particularly early diagnosis. Biopsy through endoscopy is also possible, which provides a good clue for confirmation. Currently widely used in clinical practice, there are flexible gastrofiberscope, flexible colonofiberscope, rectal and sigmoidoscope, etc. In addition, peritoneoscope, mediastino scope, bronchoscope ( bronchoscope) are used. Since G.N. Papanicolaou discovered the characteristics of malignant tumor cells in smears of uterine secretions through cell diagnosis, it has brought a breakthrough in group screening and diagnosis of cervical cancer, and especially in early diagnosis. Currently, besides uterine cancer, it is used for secretions such as stomach, lung, prostate, breast, urinary tract, and pancreas, and cell diagnosis by puncture of the thyroid gland and breast is also widely used. Diagnosis of cancer is made by histopathological microscopic examination of tissue pieces obtained through biopsy. There are methods to obtain such tissue pieces through an endoscope or through surgical manipulations such as breast and vagina. Although cancer can be diagnosed through this diagnosis, when cancer is first diagnosed, it is usually in a state that has already metastasized to the surrounding tissues or has distant metastasis. This is very important. Therefore, although it is very important to understand the onset and progression of cancer, research and effective diagnosis of the molecular mechanisms leading to the onset are insufficient.

한편, 레티노산 수용체 반응인자 1(retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) 유전자는 처음에 합성 레티노이드인 타자로텐에 의한 피부 다수 양식(raft culture)에서 가장 상향 조절된 유전자로 확인되었다. 이 유전자는 소수의 포유류에서만 발견되며, 종 중에서 진화적으로 보존된 유전자이다. 인간에서는 염색체 3의 q arm 25.32 유전자좌에 국한되어 있다. 다른 방법으로 두 개의 별개의 아형(isoform)을 암호화하는 접합된 전사 유전적 변이(spliced transcript variants)(택일적으로 접합된 transcript 변이체)가 존재한다. 아형 1(RARRES1-1)은 6개의 엑손으로 이루어져 있고, 294개의 단백질을 암호화하고, 아형 2(RARRES1-2)는 5개의 엑손으로 이루어져 있고, 228개의 단백질을 암호화한다. C-말단과 3'-비 번역 영역(UTR)은 이 2 개의 아형 사이에서 상이한 형태였다. 전립선, 유방, 폐, 간, 결장암, 위암, 식도, 비 인두, 자궁 내막 및 두경부암을 비롯한 다양한 종양 조직 및 세포주에서 RARRES1의 발현은 대부분 프로모터 영역의 과메틸화로 인해 흔히 사라지게 되거나, 침묵된다.Meanwhile, the retinoic acid receptor responder 1 (RARRES1) gene was initially identified as the most upregulated gene in skin raft culture by tazarotene, a synthetic retinoid. This gene is only found in a few mammals and is an evolutionarily conserved gene among species. In humans, it is localized at the q arm 25.32 locus on chromosome 3. Alternatively, spliced transcript variants (alternatively spliced transcript variants) encoding two distinct isoforms exist. Subtype 1 (RARRES1-1) consists of 6 exons and encodes 294 proteins, and subtype 2 (RARRES1-2) consists of 5 exons and encodes 228 proteins. The C-terminal and 3'-untranslated region (UTR) were of different conformations between these two subtypes. Expression of RARRES1 in a variety of tumor tissues and cell lines, including prostate, breast, lung, liver, colon, gastric, esophageal, nasopharyngeal, endometrial and head and neck cancers, is often abolished or silenced, mostly due to hypermethylation of the promoter region.

이에, 암에 대한 효과적인 진단 및 치료에 대한 필요성이 요구되고 있으며, 이러한 암의 메커니즘 및 치료법 연구에 필요한 생체 시료 개발을 위하여 적합한 동물모델의 확립은 필수적이다. 그러나, 아직까지 RARRES1이 암의 진단, 암세포의 발병, 및 진행에 미치는 영향이나 이와 관련한 동물 모델에 대한 연구는 미비한 실정이다.Accordingly, there is a need for effective diagnosis and treatment of cancer, and it is essential to establish an appropriate animal model for the development of biological samples necessary for the study of mechanisms and treatments for cancer. However, studies on the effect of RARRES1 on cancer diagnosis, cancer cell development, and progression or animal models related thereto are still insufficient.

대한민국등록공보 KR10-1348852Republic of Korea Registration Publication KR10-1348852

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위; 약물 저항성 유전자 부위; RARRES1 게놈 유전자의 3번째 엑손을 포함하는 유전자 절편; 및 제 2 loxP 부위의 순서로 이루어진 DNA 서열을 포함하는 종양형성 동물 모델 제작용 레티노산 수용체 반응인자 1(Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) 표적 벡터(targeting vector)가 형질도입된 종양형성 동물 모델 제작용 동물 세포를 낭배(blastocyst)에 주입하여 제조한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention provides a first loxP (locus of X-over P1) site; drug resistance gene region; a gene segment comprising the third exon of the RARRES1 genomic gene; And a second loxP site sequence of the retinoic acid receptor response factor 1 (Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) target vector (targeting vector) for producing a tumorigenic animal model comprising a DNA sequence comprising a transduced tumorigenic animal model production Provided is a tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model prepared by injecting an animal cell into a blastocyst.

또한, 본 발명은 상기 Rarres1 +/N 키메라 동물 모델과 cre 재조합효소를 발현하는 동물을 교배시켜 제조한 종양형성 Rarres1 +/- 동물 모델을 제공한다.In addition, the present invention provides a tumorigenic Rarres1 +/- animal model prepared by crossing the Rarres1 +/N chimeric animal model with an animal expressing cre recombinase.

또한, 본 발명은 (a) 상기 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제조하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 키메라 동물 모델을 교배시켜 RARRES1 +/- 동물 모델을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 RARRES1 +/- 동물 모델을 교배하여 얻어진 자손들 중에서 RARRES1 -/- 동물 모델을 선별하는 단계 를 포함하는 종양형성 Rarres1 -/- 동물 모델 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention (a) preparing the RARRES1 + / N chimeric animal model; (b) preparing a RARRES1 +/- animal model by crossing the chimeric animal model of step (a); Provides an animal model producing method - and (c) the (b) step of RARRES1 +/- among the offspring obtained by mating an animal model RARRES1 - / - tumor formation including the step of selecting an animal model Rarres1 - /.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 종양 형성 Rarres1 -/- 동물 모델을 제공한다.In addition, the present invention provides a tumorigenic Rarres1 -/- animal model prepared by the above production method.

또한, 본 발명은 (a) 종양 형성 RARRES1 -/- 동물 모델의 피검체에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 피검체의 사이클린-의존성 키나아제 1(Cyclin-dependent kinase 1; CDK1)과 사이클린 B1(Cyclin B1)의 인산화 정도를 측정하는 단계, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성을 측정하는 단계, Mist1 및 LGR5의 발현 또는 활성을 측정하는 단계, 또는 SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성을 측정하는 단계; 및 (c) 후보물질 비처리군에 비해, CDK1과 Cyclin B1의 인산화 정도가 감소되는 후보물질, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성이 감소되는 후보물질, Mist1(Muscle, intestine and stomach expression 1) 및 LGR5(Leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5)의 발현 또는 활성이 감소되는 후보물질, 또는, SPC 양성 세포의 활성이 감소되는 후보물질을 종양 치료물질로 선정하는 단계를 포함하는 종양 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of (a) treating a candidate material in a subject of the tumorigenic RARRES1 -/- animal model; (b) measuring the phosphorylation degree of cyclin-dependent kinase 1 (Cyclin-dependent kinase 1; CDK1) and cyclin B1 (Cyclin B1) of the subject, measuring the amount or activity of CDK1 and Cyclin B1 protein, Measuring the expression or activity of Mist1 and LGR5, or measuring the activity of SPC (surfactant protein) positive cells; And (c) compared to the candidate substance untreated group, the candidate substance in which the phosphorylation degree of CDK1 and Cyclin B1 is reduced, the amount or activity of the CDK1 and Cyclin B1 protein is reduced, the candidate substance, Mist1 (Muscle, intestine and stomach expression 1) and a candidate substance in which the expression or activity of leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5 (LGR5) is reduced, or a candidate substance in which the activity of SPC-positive cells is reduced, is selected as a tumor therapeutic substance. A method for screening a therapeutic substance is provided.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical task to be achieved by the present invention is not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위; 약물 저항성 유전자 부위; RARRES1 게놈 유전자의 3번째 엑손을 포함하는 유전자 절편; 및 제 2 loxP 부위의 순서로 이루어진 DNA 서열을 포함하는 종양형성 동물 모델 제작용 레티노산 수용체 반응인자 1(Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) 표적 벡터(targeting vector)가 형질도입된 종양형성 동물 모델 제작용 동물 세포를 낭배(blastocyst)에 주입하여 제조한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention provides a first loxP (locus of X-over P1) site; drug resistance gene region; a gene segment comprising the third exon of the RARRES1 genomic gene; And a second loxP site sequence of the retinoic acid receptor response factor 1 (Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) target vector (targeting vector) for producing a tumorigenic animal model comprising a DNA sequence comprising a transduced tumorigenic animal model production Provided is a tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model prepared by injecting an animal cell into a blastocyst.

본 발명의 일 구현 예로, 상기 제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위 앞에, 스플라이싱 수용체(splicing acceptor; SA), β-갈락토시다제 (β-galactosidase; βgal), 및 SV40 polyA signal(pA)의 순서로 이루어진 DNA 서열을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in front of the first locus of X-over P1 (loxP) site, splicing acceptor (SA), β-galactosidase (β-galactosidase; βgal), and SV40 polyA It may include a DNA sequence consisting of the sequence of signal (pA).

본 발명의 다른 구현 예로, 상기 약물 저항성 유전자 부위는 네오마이신 저항성 유전자일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the drug resistance gene region may be a neomycin resistance gene.

또한, 본 발명은 상기 Rarres1 +/N 키메라 동물 모델과 cre 재조합효소를 발현하는 동물을 교배시켜 제조한 종양형성 Rarres1 +/- 동물 모델을 제공한다.In addition, the present invention provides a tumorigenic Rarres1 +/- animal model prepared by crossing the Rarres1 +/N chimeric animal model with an animal expressing cre recombinase.

본 발명의 일 구현 예로, 상기 cre 재조합효소를 발현하는 동물은 cre 재조합효소를 코딩하는 유전자가 Zona pellucida 3(Zp3) 프로모터와 작동 가능하게 연결될 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the animal expressing the cre recombinase, the gene encoding the cre recombinase may be operably linked to the Zona pellucida 3 (Zp3) promoter.

또한, 본 발명은 (a) 상기 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제조하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 키메라 동물 모델을 교배시켜 RARRES1 +/- 동물 모델을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 RARRES1 +/- 동물 모델을 교배하여 얻어진 자손들 중에서 RARRES1 -/- 동물 모델을 선별하는 단계를 포함하는 종양형성 Rarres1 -/- 동물 모델 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention (a) preparing the RARRES1 + / N chimeric animal model; (b) preparing a RARRES1 +/- animal model by crossing the chimeric animal model of step (a); Provides an animal model producing method - and (c) the (b) step of RARRES1 +/- among the offspring obtained by mating an animal model RARRES1 - / - tumor formation including the step of selecting an animal model Rarres1 - /.

본 발명의 일 구현 예로, 상기 동물은 마우스일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the animal may be a mouse.

본 발명의 다른 구현 예로, 상기 Rarres1 -/- 동물 모델은 RARRES1이 결손되어 종양이 유발될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the Rarres1 -/- animal model may have a RARRES1 deficiency to induce tumors.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 종양 형성 Rarres1 -/- 동물 모델을 제공한다.In addition, the present invention provides a tumorigenic Rarres1 -/- animal model prepared by the above production method.

본 발명의 일 구현 예로, 상기 동물 모델은 유사분열 결함을 유발하거나, 유사 분열 스트레스에 저항할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the animal model can induce mitotic defects or resist mitotic stress.

본 발명의 다른 구현 예로, 상기 동물 모델은 체세포 돌연변이를 유도할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the animal model may induce somatic mutation.

본 발명의 또 다른 구현 예로, 상기 동물 모델은 유사분열 세포주기에서 Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1, 및 Nup214로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유전자가 과발현될 수 있다.In another embodiment of the present invention, in the animal model, one or more genes selected from the group consisting of Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1, and Nup214 in the mitotic cell cycle may be overexpressed.

본 발명은 (a) 종양 형성 RARRES1 -/- 동물 모델의 피검체에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 피검체의 사이클린-의존성 키나아제 1(Cyclin-dependent kinase 1; CDK1)과 사이클린 B1(Cyclin B1)의 인산화 정도를 측정하는 단계, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성을 측정하는 단계, Mist1 및 LGR5의 발현 또는 활성을 측정하는 단계, 또는 SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성을 측정하는 단계; 및 (c) 후보물질 비처리군에 비해, CDK1과 Cyclin B1의 인산화 정도가 감소되는 후보물질, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성이 감소되는 후보물질, Mist1(Muscle, intestine and stomach expression 1) 및 LGR5(Leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5)의 발현 또는 활성이 감소되는 후보물질, 또는, SPC 양성 세포의 활성이 감소되는 후보물질을 종양 치료물질로 선정하는 단계를 포함하는 종양 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of: (a) treating a subject of a tumorigenic RARRES1 -/- animal model with a candidate; (b) measuring the phosphorylation degree of cyclin-dependent kinase 1 (Cyclin-dependent kinase 1; CDK1) and cyclin B1 (Cyclin B1) of the subject, measuring the amount or activity of CDK1 and Cyclin B1 protein, Measuring the expression or activity of Mist1 and LGR5, or measuring the activity of SPC (surfactant protein) positive cells; And (c) compared to the candidate substance untreated group, the candidate substance in which the phosphorylation degree of CDK1 and Cyclin B1 is reduced, the amount or activity of the CDK1 and Cyclin B1 protein is reduced, the candidate substance, Mist1 (Muscle, intestine and stomach expression 1) and a candidate substance in which the expression or activity of leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5 (LGR5) is reduced, or a candidate substance in which the activity of SPC-positive cells is reduced, is selected as a tumor therapeutic substance. A method for screening a therapeutic substance is provided.

본 발명의 일 구현예로, 상기 피검체는 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상에서 분리될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the subject may be isolated from one or more selected from the group consisting of spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia.

본 발명의 다른 구현예로, 상기 종양은 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the tumor may be one or more selected from the group consisting of spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 상기 Mist1, LGR5 또는 SPC은 줄기세포 마커일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the Mist1, LGR5 or SPC may be a stem cell marker.

본 발명자들은 암의 진단 및 예후 예측을 위한 분자적 기작을 밝혀내기 위해 예의 연구한 결과, RAREES1-/- 동물 모델에서 자발적인 종양에 걸리기 쉽고, CDK1 및 Cyclin B1의 인산화 증가 및 CDK1-Cyclin B1 복합체의 활성이 높다는 것을 확인하여 이는 단백질 분해능 감소에 의하여 종양세포주기 진행이 특이하게 빠르다는 것을 확인하였으며, 특히 줄기세포성 세포 증식이 증가하였고, 더불어 유사분열의 결함을 유발 및 유사분열 시 염색체가 불안정함을 확인하였는 바, RAREES1이 암 진단 및 예후 예측, 치료에 중요한 인자임을 확인하였다. 나아가, RARRES1과 CDK1-Cyclin B1 복합체의 관계, CDK1-Cyclin B 단백질의 양적 조절, 줄기세포성 세포 증식능의 증가를 통하여 암의 치료물질의 스크리닝 및 의약품 개발 용도로도 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.As a result of intensive research to elucidate the molecular mechanism for cancer diagnosis and prognosis prediction, the present inventors found that the RAREES1 -/- animal model is prone to spontaneous tumors, increased phosphorylation of CDK1 and Cyclin B1, and increased phosphorylation of CDK1-Cyclin B1 complex. It was confirmed that the activity was high, and it was confirmed that the tumor cell cycle progression was unusually fast due to the decrease in proteolytic capacity. In particular, stem cell proliferation was increased, and also mitotic defects were induced and chromosomes were unstable during mitosis. As a result, it was confirmed that RAREES1 is an important factor in cancer diagnosis, prognosis, and treatment. Furthermore, through the relationship between RARRES1 and CDK1-Cyclin B1 complex, quantitative regulation of CDK1-Cyclin B protein, and increase in stem cell proliferative ability, it is expected to be used in various ways for cancer screening and drug development. do.

도 1a는 표적 RARRES1 대립 유전자를 생성하기 위한 전략을 나타낸 도이다.
도 1b는 Rarres1 넉아웃 배아로부터 RNA를 추출하여 Rarres1 유전자 결핍을 확인한 도이다.
도 1c는 Rarres1 넉아웃 배아로 DNA를 추출하여 Rarres1 엑손 3 결손을 확인한 도이다.
도 1d는 마우스의 꼬리 게놈 DNA의 실시예 1-6의 방법에 따른 PCR 유전형 분석하여, 야생형 및 Rarres1-결핍 마우스의 유전형을 확인한 도이다.
도 1e는 RARRES1 +/+ , RARRES1 +/- , 및 RARRES1 -/- 마우스 배아 섬유 아세포(Mouse embryo fibroblasts; MEFs)의 RNA로부터 제조된 cDNA, 엑손 1(sense) 엑손 6(antisense), 및 특이적 올리고뉴클레오티드(oligonucleotides)를 이용한 실시예 1-1의 방법에 따른 RT-PCR 통해 상이한 유전자형에서의 RARRES1 유전자 발현을 확인한 도이다.
도 1f는 배아된지 13.5일(E13.5)에 전체 배아에서 웨스턴 블롯(Western blot)을 통하여 RARRES1 발현을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 1g는 배아된지 11.5일에서 14.5일(E11.5 ~ E14.5) 때 이형접합배아에서 실시예 1-8에 따른 LacZ 염색한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 동일한 연령(18개월령)의 야생형, RARRES -/- 마우스의 골수, 비장, 말초혈액에서 분리한 백혈구의 표현형을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 3a는 연령이 동일한 야생형, RARRES1 +/- , 및 RARRES1 -/- 마우스의 Kaplan-Meier cancer-free 생존 곡선을 나타낸 도이다.
도 3b는 RARRES1 이종접합 및 동형 접합 마우스에서 헤마톡실린(hematoxylin) 및 에오신(eosin)염색을 통해 자발적인 종양의 육안적 형태 및 조직학적 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 3c는 RARRES1 -/- 마우스의 위, 간, 폐, 갑상선에서 자연적으로 발생한 종양의 조직학적 형태를 나타낸 도이다.
도 3d는 RARRES1 -/- 마우스의 다양한 장기에서 다발성으로 발생한 림프종을 특이적인 마커(CD3)에 대해 면역조직화학적으로 염색한 결과를 나타낸 도이다.
도 3e는 야생형 마우스와 RARRES1 -/- 마우스의 골수와 비장에서 myeloid 계열 세포의 비중을 확인하기 위해 특이적인 마커(myeloperoxidase; MPO)에 대해 면역조직화학적으로 염색한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 19에서 21.5 개월된 RARRES1 +/+ , RARRES1 +/- ,RARRES1 -/- 마우스의 의 비장, 간, 신장의 모양과 상대적인 무게을 확인한 도이다.
도 5는 야생형(Wild type; WT) 및 넉아웃(Knockout; KO) 마우스에서 [18F] FDG 에 의한 실시예 1-9에 따른 PET / CT 이미징을 통해 포도당 섭취량을 모니터링한 도이다.
도 6은 야생형 또는 RARRES1 결핍 MEF에서 유래된 세포 용해물을 표시된 항체로 실시예 1-3에 따른 면역 블로팅한 결과를 나타낸 도이다.
도 7a는 각 유전자형 당 2x104 개의 MEF 세포를 파종하고 표시된 시기에 계수하여 얻어낸 각 유전자형의 성장곡선을 나타낸 도이다.
도 7b는 WT 및 KO MEF의 실시예 1-5에 따른 유동 세포 계측 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 7c는 표시된 항체와 상기 도 7b에 기술된 바와 같이 처리된 WT 및 KO MEF 세포에 대하여 웨스턴 블랏 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 7d는 RARRES1 +/+ RARRES1 -/- MEF의 실시예 1-5에 따른 유동 세포 계측 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 7e는 상기 도 7d에 기술된 바와 같이 처리된 RARRES1 +/+ RARRES1 -/- MEF 세포에서 CDK1 및 Cylcin B1 단백질의 발현 및 인산화를 확인한 도이다.
도 8a는 RARRES1 -/- MEF에서 유사 분열시 오류가 발생한 것을 확인한 도이다.
도 8b는 체외 배양(in vitro)으로 배아된 지 13.5일 째(E 13.5) 되는 날에 야생형(WT) 또는 실시예 1-7에 따른 RARRES1 -/- 배아 섬유 아세포을 α-튜불린(적색), phalloidin(녹색), DAPI(청색)에 대한 항체로 염색한 결과를 확인한 도이다.
도 8c는 실시예 1-7에 따른 WT과 KO 섬유아세포에서의 세포분열기에서 나타나는 오류들에 대한 대표적인 사진들과 이를 정량화 한 것을 나타내는 도이다.
도 8d는 상기 도 8a에서 H2AX(적색)에 대한 항체 및 DAPI(청색)로 대비염색한 WT 및 KO MEFs에서 전체 micronuclei 세포 중에서 H2AX 염색을 보이는 micronuclei 세포를 따로 정량화 한 것을 나타내는 도이다.
도 9a는 50 및 100ng/ml 노코다졸 또는 DMSO로 48시간 처리한 WT 및 KO MEF의 실시예 1-5에 따른 유동 세포 계측 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 9b는 상기 도 9a에서 처리된 PI 염색 세포를 통하여 sub-G1 DNA함량을 정량화 한 것을 나타낸 도이다.
도 9c는 상기 도 9a에서 처리된 WT 및 KO MEF에서 총 세포 수의 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 9d는 노코다졸(50 및 100 ng / ml)으로 40시간 처리된 MEF에서 PARP 및 Caspase3 단백질에 대하여 웨스턴 블랏으로 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 10a는 phospho-Cyclin B1-Ser126, 및 phospho-CDK1-T161로 염색한 WT 또는 RARRES1 KO 마우스로부터 절단된 정상 또는 암에 걸린 마우스의 간 및 폐 절편을 통하여 조직병리학적 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 10b는 동일한 연령(18개월령)의 야생형 마우스와 RARRES1 +/- , RARRES1 -/- 마우스 폐의 연속 절편된 단면에서 세포증식을 나타내는 마커(ki67), CDK1, 인산화된 Rb protein에 대해 면역조직화학적으로 염색한 결과이다.
도 11a는 동일한 연령(18개월령)의 야생형 마우스와 RARRES1 -/- 마우스의 폐에서 제2형 폐포세포(SP-C에 양성)의 세포증식활성(Ki67에 양성)을 비교한 면역조직화학 염색 결과를 나타낸 도이다.
도 11b는 야생형 마우스와 위(stomach) 특이적으로 RARRES1를 결핍시킨 마우스의 위에서 장기 특이적 줄기세포의 마커로 알려진 Mist1과 LGR5에 대해 면역조직화학적으로 염색한 결과를 나타낸 도이다.
도 11c는 동일한 연령(18개월령)의 야생형 마우스와 RARRES1 +/- , RARRES1 -/- 마우스의 위에서 Mist1과 CDK1에 대해 면역조직화학적으로 염색한 결과를 나타낸 도이다.
도 11d는 야생형 마우스와 RARRES1 -/- 마우스의 배아에서 분리한 상피세포에 CDK1 활성 저해제인 RO3306을 처리했을 때, 줄기세포의 특성이 어떻게 달라지는지를 확인한 spheroid formation assay결과를 나타낸 도이다.
도 11e는 도 11d spheroid formation assay결과를 수치화해 나타낸 도이다.
도 11f는 야생형 마우스와 RARRES1 -/- 마우스의 위에서 분리한 세포의 줄기세포 특성을 확인하기 위한 organoid형성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 11g는 야생형 마우스와 RARRES1 -/- 마우스의 체외 배양으로 배아된지 19일(E19)과 생후 10개월, 18개월의 폐를 RNQ sequencing을 위해 준비한 것을 나타낸 도이다.
도 12는 각 종양 샘플에 대한 복제 수 변이체(CNV) 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 13a는 WNT 신호 및 유사분열 경로에 관여하는 차별적으로 발현된 유전자와 상향조절된 유전자를 나타낸 도이다.
도 13b는 펼쳐진 단백질 반응(unfolded protein response; UPR)에서 WT를 KO와 비교하였을 때, KO 종양에서 활성화된 반대 활성을 나타내는 것을 확인하였는 바, 경로로부터 추정된 경로 활동을 나타낸 도이다.
도 13c는 UPR 중 Hspa8의 mRNA 발현 상태 및 IgG 실험으로 인한 높은 결합 친화력을 나타낸 도이다.
도 13d는 차별적으로 발현된 유전자를 이용하여 유전자 집합 농축 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 14a는 사람에서 발현되는 폐선암에 대한 게놈의 특징을 알아보기 위한 도로서, CDK1 mRNA, 단백질 발현 및 상관 상태를 나타낸 도이다.
도 14b는 각 아형에 대한 RARRES1 mRNA 발현을 나타낸 도이다.
도 14c는 세포주기 경로에서 하향 조절을 보여준 낮은 RARRRES1 그룹 C1을 나타낸 도이다.
도 14d는 마우스 데이터 세트 및 인간 폐선암을 이용한 폐세포 존재량 추정을 나타낸 도이다.
도 14e는 인간 폐암(TCGA LUAD)의 아류형 6가지에 대한 유전자 발현 특징을 분석한 도이다.
도 15은 Rarres1 유전자가 결핍된 쥐에서의 암을 유발되는 메커니즘을 대략적으로 나타낸 도이다. RARRES1이 없으면 세포분열기 조절단백질인 Cdk1의 비정상적인 활성화로 인하여 전반적인 세포주기의 이상이 야기됨으로써 암이 발생될 수 있음을 나타낸다.
1A is a diagram illustrating a strategy for generating a target RARRES1 allele.
Figure 1b is a diagram confirming the Rarres1 gene deficiency by extracting RNA from the Rarres1 knockout embryo.
Figure 1c is a diagram confirming the deletion of Rarres1 exon 3 by extracting DNA from a Rarres1 knockout embryo.
1D is a diagram confirming the genotypes of wild-type and Rarres1-deficient mice by PCR genotyping analysis of the tail genomic DNA of the mouse according to the method of Examples 1-6.
1E shows cDNA prepared from RNA of RARRES1 +/+ , RARRES1 +/- , and RARRES1 −/- mouse embryo fibroblasts (MEFs), exon 1 (sense) exon 6 (antisense), and specific It is a diagram confirming the expression of RARRES1 gene in different genotypes through RT-PCR according to the method of Example 1-1 using oligonucleotides.
Figure 1f is a diagram showing the results of analyzing RARRES1 expression through Western blot (Western blot) in whole embryos at 13.5 days (E13.5) after embryonic development.
1g is a diagram showing the results of LacZ staining according to Examples 1-8 in heterozygous embryos at 11.5 to 14.5 days (E11.5 to E14.5) after embryonic origin.
2 is a diagram showing the results of analyzing the phenotype of leukocytes isolated from bone marrow, spleen, and peripheral blood of wild-type, RARRES -/- mice of the same age (18 months old).
3A is a diagram showing Kaplan-Meier cancer-free survival curves of wild-type, RARRES1 +/- , and RARRES1 -/- mice of the same age.
3B is a diagram showing the results of gross morphology and histological analysis of spontaneous tumors through hematoxylin and eosin staining in RARRES1 heterozygous and homozygous mice.
Figure 3c is a diagram showing the histological form of a tumor naturally occurring in the stomach, liver, lung, and thyroid gland of RARRES1 -/- mice.
Figure 3d is a diagram showing the results of immunohistochemical staining for a specific marker (CD3) of lymphomas multiplied in various organs of RARRES1 -/- mice.
Figure 3e is a diagram showing the results of immunohistochemical staining for a specific marker (myeloperoxidase; MPO) to determine the specific gravity of myeloid cells in the bone marrow and spleen of wild-type mice and RARRES1 -/- mice.
4 shows RARRES1 +/+ , RARRES1 +/- , and RARRES1 −/- at 19 to 21.5 months of age. It is a diagram confirming the shape and relative weight of the spleen, liver, and kidney of the mouse.
Figure 5 is a wild-type (Wild type; WT) and knockout (Knockout; KO) mice according to Examples 1-9 by [ 18 F] FDG Glucose uptake was monitored through PET/CT imaging.
6 is a diagram showing the results of immunoblotting according to Examples 1-3 with the indicated antibody of a cell lysate derived from wild-type or RARRES1-deficient MEF.
Figure 7a is a diagram showing the growth curve of each genotype obtained by seeding 2x10 4 MEF cells for each genotype and counting at the indicated time.
Figure 7b is a diagram showing the results of flow cytometry analysis according to Examples 1-5 of WT and KO MEF.
Figure 7c is a diagram showing the results of Western blot analysis for the indicated antibodies and WT and KO MEF cells treated as described in Figure 7b.
Figure 7d shows RARRES1 +/+ and RARRES1 -/- It is a diagram showing the results of flow cytometry analysis of MEFs according to Examples 1-5.
Figure 7e shows RARRES1 +/+ and RARRES1 −/- treated as described in Figure 7d above. A diagram confirming the expression and phosphorylation of CDK1 and Cylcin B1 proteins in MEF cells.
Figure 8a is a diagram confirming that an error occurred during mitosis in RARRES1 -/- MEF.
FIG. 8b shows wild-type (WT) or RARRES1 -/- according to Examples 1-7 on the 13.5 day (E 13.5) day after embryonic in vitro culture. A diagram confirming the results of staining embryonic fibroblasts with antibodies to α-tubulin (red), phalloidin (green), and DAPI (blue).
Figure 8c is a diagram showing representative photos and quantification of errors appearing in cell division in WT and KO fibroblasts according to Examples 1-7.
FIG. 8d is a diagram showing the quantification of micronuclei cells showing H2AX staining among all micronuclei cells in WT and KO MEFs counterstained with an antibody against H2AX (red) and DAPI (blue) in FIG. 8a.
Figure 9a is a diagram showing the results of flow cytometry analysis according to Examples 1-5 of WT and KO MEFs treated with 50 and 100ng/ml nocodazole or DMSO for 48 hours.
Figure 9b is a diagram showing the quantification of the sub-G1 DNA content through the PI-stained cells treated in Figure 9a.
Figure 9c is a diagram showing the measurement result of the total number of cells in the WT and KO MEF treated in Figure 9a.
Figure 9d is a diagram showing the results of Western blot analysis for PARP and Caspase3 proteins in MEF treated with nocodazole (50 and 100 ng / ml) for 40 hours.
Figure 10a is a diagram showing the results of histopathological analysis through liver and lung sections of normal or cancerous mice excised from WT or RARRES1 KO mice stained with phospho-Cyclin B1-Ser126, and phospho-CDK1-T161. .
Figure 10b shows immunohistochemistry for markers indicating cell proliferation (ki67), CDK1, and phosphorylated Rb protein in continuous sectioned cross-sections of lungs of wild-type mice and RARRES1 +/- , RARRES1 −/- mice of the same age (18 months of age). is the result of staining with
Figure 11a shows the results of immunohistochemical staining comparing the cell proliferative activity (positive to Ki67) of type 2 alveolar cells (positive for SP-C) in the lungs of wild-type mice and RARRES1 -/- mice of the same age (18 months of age); is a diagram showing
11B is a diagram showing the results of immunohistochemical staining for Mist1 and LGR5, which are known organ-specific stem cell markers, in the stomachs of wild-type mice and stomach-specific RARRES1 deficient mice.
11c is a diagram showing the results of immunohistochemical staining for Mist1 and CDK1 in the stomach of wild-type mice and RARRES1 +/- , RARRES1 −/- mice of the same age (18 months old).
11d is a diagram showing the results of a spheroid formation assay confirming how the characteristics of stem cells are changed when the CDK1 activity inhibitor, RO3306, is treated in epithelial cells isolated from wild-type mice and RARRES1 -/- mouse embryos.
Figure 11e is a diagram showing numerically the result of Figure 11d spheroid formation assay.
11f is a view showing the results of confirming the organoid formation for confirming the stem cell characteristics of cells isolated from the stomach of wild-type mice and RARRES1 -/- mice.
Figure 11g is a diagram showing the preparation for RNQ sequencing of lungs at 19 days (E19) and 10 months and 18 months after embryonic in vitro culture of wild-type mice and RARRES1 -/- mice.
12 is a diagram showing the copy number variant (CNV) analysis results for each tumor sample.
13A is a diagram showing differentially expressed genes and up-regulated genes involved in WNT signaling and mitotic pathways.
13B is a diagram showing pathway activity estimated from pathways as it was confirmed that WT exhibited the opposite activity activated in KO tumors when compared to KO in the unfolded protein response (UPR).
13c is a diagram showing the mRNA expression state of Hspa8 in UPR and high binding affinity due to the IgG experiment.
13D is a diagram showing the results of gene set enrichment analysis using differentially expressed genes.
14a is a road for examining the characteristics of the genome for lung adenocarcinoma expressed in humans, and is a diagram showing CDK1 mRNA, protein expression and correlation status.
14B is a diagram showing RARRES1 mRNA expression for each subtype.
14c is a diagram showing a low RARRRES1 group C1 showing down-regulation in the cell cycle pathway.
14D is a diagram illustrating the estimation of lung cell abundance using a mouse data set and human lung adenocarcinoma.
14e is a diagram analyzing gene expression characteristics for 6 subtypes of human lung cancer (TCGA LUAD).
15 is a diagram schematically illustrating a mechanism for inducing cancer in mice lacking the Rarres1 gene. In the absence of RARRES1, abnormal activation of Cdk1, a cell division regulatory protein, causes abnormalities in the overall cell cycle, indicating that cancer may occur.

본 발명자들은 암의 진단 및 예후 예측을 위한 분자적 기작을 밝혀내기 위해 예의 연구한 결과, RAREES1-/- 동물 모델에서 자발적인 종양에 걸리기 쉽고, CDK1 및 Cyclin B1의 인산화 증가를 확인하고, CDK1-Cyclin B1 복합체의 활성이 높다는 것을 확인하여 종양세포주기 진행이 특이하게 빠르다는 것을 확인하였으며, 유사분열의 결함을 유발 및 유사분열 시 염색체가 불안정함을 확인하였는 바, RAREES1이 암 진단 및 예후 예측, 치료에 중요한 인자임을 확인하고 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research to elucidate molecular mechanisms for cancer diagnosis and prognosis prediction, the present inventors confirmed that spontaneous tumors are susceptible to spontaneous tumors in the RAREES1 -/- animal model, increased phosphorylation of CDK1 and Cyclin B1, and CDK1-Cyclin By confirming the high activity of the B1 complex, it was confirmed that the tumor cell cycle progression was unusually fast, and it was confirmed that mitotic defects and chromosomes were unstable during mitosis. It was confirmed that it is an important factor and completed the present invention based on this.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에서는, RARRES1의 생체 내 생리기능을 결정하기 위해, 조건부 RARRES1 넉아웃(Knockout; KO) 마우스를 유도하였다(실시예 2 참조).In one embodiment of the present invention, in order to determine the physiological function of RARRES1 in vivo, conditional RARRES1 knockout (KO) mice were induced (see Example 2).

본 발명의 다른 실시예에서는, RARRES1 넉아웃(Knockout; KO) 마우스에서 자발적으로 종양이 형성되는지 확인하기 위해, 이종교배한 RARRES1 이형 접합 마우스(C57BL/6)에, RARRES1 +/+ (n=30), RARRES1 +/- (n=57), 및 RARRES1 -/- (n=63) 마우스의 집단을 형성하고 22 개월까지 관찰한 결과, RARRES1 +/- RARRES1 -/- 마우스가 RARRES1 +/+ 마우스보다 자발적으로 종양에 더 많이 걸리기 쉽다는 것을 발견하였고, RARRES1 +/- RARRES1 -/- 마우스는 비장, 흉선, 간, 폐, 신장, 갑상선, 소장, 위, 자궁 내막 및 눈을 포함하여 RARRES1 +/+ 마우스와는 다른 종류의 종양이 발생을 확인할 수 있었으며(도 3), 비장, 간, 신장을 포함한 기관의 크기는 19개월된 마우스에서 유전자형에 따라 점차적으로 증가함을 확인할 수 있었다(도 4). 또한, 실시예 1-9에 따른 PET/CT 이미징를 통해 종양이 야생형(Wild Type;WT) 마우스보다 RARRES1 KO 마우스에서 훨씬 초기에 발생된 것을 확인할 수 있었는 바(도 5), RAREES1 유전자의 결실만으로 종양 형성될 수 있다는 것을 확인할 수 있었다(실시예 4 참조).In another embodiment of the present invention, in order to determine whether tumors spontaneously form in RARRES1 knockout (KO) mice, in crossbred RARRES1 heterozygous mice (C57BL/6), RARRES1 + / + (n = 30 ), RARRES1 +/- (n=57), and RARRES1 −/- (n=63) mice were formed and observed up to 22 months of age. As a result, RARRES1 +/- and RARRES1 −/- mice were more spontaneously tumor- dependent than RARRES1 +/+ mice. was found to be more predisposed, and RARRES1 +/− and RARRES1 −/− mice differ from RARRES1 +/+ mice, including spleen, thymus, liver, lung, kidney, thyroid, small intestine, stomach, endometrium and eye. It was confirmed that other types of tumors occurred (FIG. 3), and the size of organs including the spleen, liver, and kidneys gradually increased according to the genotype in 19-month-old mice (FIG. 4). In addition, according to Examples 1-9 Through PET/CT imaging, it was confirmed that tumors were developed much earlier in RARRES1 KO mice than in wild type (WT) mice ( FIG. 5 ), and it was confirmed that tumors could be formed only by deletion of the RAREES1 gene ( see Example 4).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, RARRES1 KO 마우스에서 CDK1-cyclin B1 복합체 형성 및 이의 활성화가 종양 형성을 촉진시킨다는 것을 확인하기 위하여, 체외 배양(in vitro)을 위해 배아가 된지 13.5일에 배아에서 야생형 및 실시예 1-7에 따른 RARRES1-결핍 MEF를 준비하고 웨스턴 블랏(western blot)으로 확인한 결과, CDK1의 트레오닌 14 및 161 잔기에서의 인산화는 KO MEFs에서 강화되었지만 다른 MEF 세포에서는 CDK1 발현이 변하지 않았으며, Rb 단백질은 KO MEFs에서 증가되고 CDK1의 다른 기질인 Separase는 KO 세포에서 절단되었는데, 이는 CDK1-Cyclin B1 활성이 RARRES1의 결실에서 나타남을 확인할 수 있었다(도 6). 또한, CDK1-Cyclin B1 활성의 증가로 인해 MEF세포의 세포 성장에 영향을 줄 수 있는지를 알아보기 위해, MEF 세포를 6-웰 플레이트에 시딩하고, 5일 동안 세포 수를 매일 카운트한 결과, RARRES1 -/- MEFs는 빠르게 성장함을 확인할 수 있었고(도 7a), RARRES1 -/- MEFs에서 관찰되었던 향상된 종양세포 증식이 변경된 세포주기의 진행에 의한 것인지를 평가하기 위해, 실시예 1-2에 따른 세포 동기화 실험을 한 결과 세포주기의 G1에서 G2 / M 단계까지 RARRES1 -/- 세포가 더 빨리 진행한다는 것을 확인할 수 있었으며(도 7b), WT 세포에서 Cyclin E의 발현은 혈청 자극 후 30시간에 최대치를 나타내었고 빠르게 감소했지만, KO 세포에서 Cyclin E는 30 시간에 최고점에 달했고 약간 감소했다는 것을 확인할 수 있었다(도 7c). 그리고, FACS 및 웨스턴 블랏 분석과 함께 노코다졸(nocodazole)-방출 방법을 통해, WT 세포에 비해 RARRES1 결핍 세포에서 유사 분열의 종결이 빠르다는 것을 확인할 수 있었으며(도 7d), KO 세포에서 CDK1의 기질인 Rb의 인산화는 방출 후 6시간에서 18시간까지 증가하였는 바(도 7e), 이를 종합해봤을 때 RARRES1 KO MEFs에서 CDK1-Cyclin B1의 활성이 높은 것을 확인하였는 바, WT MEF과 비교했을 때 종양세포주기 진행의 시기가 부적절하고 빠르다는 것을 확인할 수 있었다(실시예 5 참조).In another embodiment of the present invention, in order to confirm that CDK1-cyclin B1 complex formation and its activation promote tumorigenesis in RARRES1 KO mice, wild-type embryos at day 13.5 for in vitro culture And RARRES1-deficient MEFs according to Examples 1-7 were prepared and confirmed by western blot. As a result, phosphorylation at threonine 14 and 161 residues of CDK1 was enhanced in KO MEFs, but CDK1 expression was not changed in other MEF cells. In addition, Rb protein was increased in KO MEFs and Separase, another substrate of CDK1, was cleaved in KO cells, confirming that CDK1-Cyclin B1 activity appeared in deletion of RARRES1 (Fig. 6). In addition, in order to determine whether the increase in CDK1-Cyclin B1 activity can affect the cell growth of MEF cells, MEF cells were seeded in a 6-well plate and the number of cells was counted daily for 5 days. As a result, RARRES1 --- MEFs were confirmed to grow rapidly (Fig. 7a), RARRES1 -/- In order to evaluate whether the improved tumor cell proliferation observed in MEFs is due to the altered cell cycle progression, a cell synchronization experiment according to Example 1-2 was performed from G1 to G2 / M phase of the cell cycle RARRES1 -/- It could be confirmed that the cells progressed faster (Fig. 7b), and the expression of Cyclin E in WT cells peaked at 30 h after serum stimulation and decreased rapidly, whereas in KO cells, Cyclin E peaked at 30 h and slightly It was confirmed that there was a decrease (Fig. 7c). And, through the nocodazole-releasing method together with FACS and Western blot analysis, it was confirmed that the termination of mitosis in RARRES1-deficient cells was faster in RARRES1-deficient cells than in WT cells ( FIG. 7d ), and in KO cells, CDK1 The phosphorylation of the substrate, Rb, was increased from 6 hours to 18 hours after release ( FIG. 7e ). Taken together, it was confirmed that CDK1-Cyclin B1 activity was high in RARRES1 KO MEFs, when compared to WT MEFs. It was confirmed that the timing of cell cycle progression was inadequate and rapid (see Example 5).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, RARRES1 결핍 세포에서 유사 분열 결함이 일어나는지 여부를 확인 하기 위해, 몇 가지 유형의 유사 분열 오류를 관찰한 결과, In another embodiment of the present invention, in order to determine whether a mitotic defect occurs in RARRES1-deficient cells, several types of mitotic errors were observed,

RARRES1 KO MEFs의 유사 분열 동안 KO 세포에서 염색체 정렬이 불일치되고 염색체의 비분리가 일어남을 확인할 수 있었고(도 8a 및 8b), RARRES1의 넉다운이 염색체 안정성에 영향을 줄지 여부를 확인하기 위해, 콜세미드(colcemide)로 실시예 1-7에 따라 배양된 RARRES1 +/+ RARRES1 -/- MEFs의 실시예 1-11에 따른 중기 확산(metaphase spreads)를 분석한 결과, 중기에서의 RARRES1 -/- MEFs의 20 % 이상은 상당한 이수성 또는 배수성을 보였으며, RARRES1 결핍 세포의 소핵 및 일차 핵 모두에서 히스톤 변이체 H2AX(H2AX 초점 형성)의 손상-의존성 인산화로 측정했을 때 상당한 DNA 손상을 확인할 수 있었는 바, 염색체 비분리가 증가하는 이유가 RARRES1 결실 세포에서 DNA 손상 초점(DNA damage foci) 및 이수 배수체의 발생과 관계된다는 것임을 확인할 수 있었다(실시예 6 참조).During mitosis of RARRES1 KO MEFs, it was confirmed that chromosome misalignment and non-segregation of chromosomes occurred in KO cells ( FIGS. 8a and 8b ). To determine whether knockdown of RARRES1 would affect chromosome stability, colcemid (colcemide) according to Examples 1-11 of RARRES1 +/+ and RARRES1 −/- MEFs cultured according to Examples 1-7 Analysis of metaphase spreads revealed that more than 20% of RARRES1 -/- MEFs in metaphase showed significant aneuploidy or ploidy, and histone variant H2AX (H2AX foci formation) in both micronuclei and primary nuclei of RARRES1-deficient cells. Significant DNA damage was confirmed when measured by damage-dependent phosphorylation of , and it was confirmed that the reason for the increase in chromosomal non-segregation is related to the development of DNA damage foci and aneuploidy in RARRES1-deleted cells. (See Example 6).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, RARRES1 KO MEFs에서 노코다졸과 같은 유사 분열 스트레스를 유도하는 의약이 RARRES1 KO MEFs에 어떠한 영향을 미치는 지를 확인하기 위해, MEF 세포를 노코다졸 또는 DMSO로 처리하고 실시예 1-5에 따른 유동 세포 계측법 및 세포 계수를 수행한 결과, 노코다졸에 의해 유도된 세포 사멸이 RARRES1 결실 MEFs에서 용량 의존적으로 상당히 감소했으며(도 9a 및 b), 노코다졸 처리에 의해 WT MEF보다 세포 수가 감소하지 않았으며(도 9c), 이러한 결과와 일치하여, PARP 및 Caspase3의 절단이 WT 세포와 비교했을 때, KO 세포에서 감소됨을 확인하였는 바(도 9d), RARRES1의 손실을 통해 nocodazole 처리의 저항성을 유발한다는 것을 확인할 수 있었다(실시예 7 참조).In another embodiment of the present invention, in order to determine how a drug inducing mitotic stress such as nocodazole in RARRES1 KO MEFs affects RARRES1 KO MEFs, MEF cells are treated with nocodazole or DMSO and As a result of performing flow cytometry and cell counting according to Examples 1-5, apoptosis induced by nocodazole was significantly reduced in a dose-dependent manner in RARRES1-deleted MEFs ( FIGS. 9a and b ), and nocodazole treatment did not reduce the number of cells compared to WT MEF by (Fig. 9c), and consistent with these results, it was confirmed that the cleavage of PARP and Caspase3 was reduced in KO cells compared to WT cells (Fig. 9d), loss of RARRES1 It was confirmed that it induces resistance to nocodazole treatment through (see Example 7).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, RARRES1 KO 마우스에서 발생한 간암과 폐암에서 phospho-Cyclin B1-Ser126과 phospho-CDK1-T161에 대한 실시예 1-12에 따른 면역 조직 화학을 시행한 결과, RARRES1 결핍 마우스의 종양 절편은 phospho-Cyclin B1-S126과 phosph-CDK1-T161로 강하게 염색되었지만, 암이 아닌 암세포 주변에서는 이 두 항체에 음성 염색을 보였는 바(도 10a), RARRES1 결핍 마우스에서 Cdk1-Cyclin B1의 활성이 종양 발생과 관련이 있음을 확인할 수 있었다(실시예 8 참조).In another embodiment of the present invention, according to Examples 1-12 for phospho-Cyclin B1-Ser126 and phospho-CDK1-T161 in liver cancer and lung cancer in RARRES1 KO mice. As a result of immunohistochemistry, tumor sections from RARRES1-deficient mice were strongly stained with phospho-Cyclin B1-S126 and phosph-CDK1-T161. ), it was confirmed that the activity of Cdk1-Cyclin B1 in RARRES1 deficient mice was associated with tumor development (see Example 8).

따라서, 본 발명은 제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위; 약물 저항성 유전자 부위; RARRES1 게놈 유전자의 3번째 엑손을 포함하는 유전자 절편; 및 제 2 loxP 부위의 순서로 이루어진 DNA 서열을 포함하는 종양형성 동물 모델 제작용 레티노산 수용체 반응인자 1(Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) 표적 벡터(targeting vector)가 형질도입된 종양형성 동물 모델 제작용 동물 세포를 낭배(blastocyst)에 주입하여 제조한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a first loxP (locus of X-over P1) site; drug resistance gene region; a gene segment comprising the third exon of the RARRES1 genomic gene; And a second loxP site sequence of the retinoic acid receptor response factor 1 (Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) target vector (targeting vector) for producing a tumorigenic animal model comprising a DNA sequence comprising a transduced tumorigenic animal model production Provided is a tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model prepared by injecting an animal cell into a blastocyst.

상기 제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위 앞에, 스플라이싱 수용체(splicing acceptor; SA), β-갈락토시다제(β-galactosidase; βgal), 및 SV40 polyA signal(pA)의 순서로 이루어진 DNA 서열을 더 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않고, 상기 약물 저항성 유전자 부위는 네오마이신 저항성 유전자일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. In front of the first locus of X-over P1 (loxP) site, splicing acceptor (SA), β-galactosidase (β-gal), and SV40 polyA signal (pA) in the order of It may further include a DNA sequence consisting of, but is not limited thereto, and the drug resistance gene region may be a neomycin resistance gene, but is not limited thereto.

상기 표적 벡터에서 RARRES1 유전자의 전부 또는 일부는 인간을 제외한 포유류, 특히 마우스에서 상기 DNA 순서에 따라 “플록스드(floxed)”된다. 플록스드된 RARRES1는 형질전환 동물에서 Cre 재조합효소를 발현하게 하는 방식으로 결실, 역위 등에 의해 기능을 제거할 수 있다. 또한 CRE 재조합 효소를 조직 특이적으로 발현하는 형질전환 동물은 조직특이적으로 RARRES1를 제거(knockout; KO) 할 수 있다.All or part of the RARRES1 gene in the target vector is "floxed" according to the DNA sequence in mammals other than humans, particularly mice. The floxed RARRES1 can be abolished by deletion, inversion, etc. in a manner that allows expression of Cre recombinase in transgenic animals. In addition, transgenic animals expressing the CRE recombinase tissue-specifically can knockout (KO) RARRES1 tissue-specifically.

상기 Cre 재조합효소와 loxP를 이용한 Cre-loxP 시스템은 유전자 넉아웃(Knockout) 시스템으로 loxP 부위를 목적하는 표적 유전체에 삽입하고, Cre 재조합효소를 발현시켜 표적 유전자에 돌연변이를 유발하는 공지된 방법이다. 표적하는 유전자가 플록스드된 경우, 두 개의 loxP 사이트는 일정 간격을 두고 목적하는 유전자의 내부, 예를 들면 인트론 부위 또는 그 주위에 삽입되고, Cre 효소의 존재시 loxP 사이트간에 재조합이 일어나, 그 사이의 유전자가 결실 또는 역위된다. 본원에서 제 1 및 제 2 loxP 부위는 RARRES1 유전자의 전부 또는 일부를 플랭크(flank) 할 수 있고, 그 결과 Cre의 존재시 RARRES1 활성의 전부 또는 일부가 결실된다. Cre가 존재하지 않는 경우, 플록스된 RARRES1는 영향을 받지 않는다.The Cre-loxP system using the Cre recombinase and loxP is a gene knockout system that inserts a loxP site into a target genome of interest, and expresses Cre recombinase to induce mutations in a target gene. It is a known method. When a target gene is floxed, two loxP sites are inserted at or around an intron site at a predetermined interval, and recombination occurs between the loxP sites in the presence of the Cre enzyme, between the two loxP sites. gene is deleted or inverted. The first and second loxP sites herein may flank all or part of the RARRES1 gene, resulting in deletion of all or part of RARRES1 activity in the presence of Cre. In the absence of Cre, floxed RARRES1 is not affected.

상기 SV40에서 유래한 스플라이싱 도너/스플라이싱 수용체(SA)가 포함된 인트론과 폴리아데닐화 시그널(pA), 그리고 진핵세포 번역개시 시그널을 갖는 전장 대장균 β-갈락토시다제(βgal) 유전자를 함유하는 pCMVβ는 인간 거대세포바이러스 전초기유전자 프로모터의 포유류 세포에서 β-갈락토시다제를 발현하도록 고안된 포유류의 리포터 벡터이다. pCMVβ는 높은 수준의 β-갈락토시다제를 발현하며 다른 리포터 유전자 구조를 형질 감염시킬 때 레퍼런스 플라스미드로 사용될 수 있으며, β-갈락토시다제 활성을 분석하기 위해 표준 분석법 또는 염색을 사용하여 형질 감염 프로토콜을 최적화하는데 사용될 수 있다. 대안으로, β-갈락토시다제 유전자는 포유류 세포에서의 발현을 위해 pCMVβ 벡터 골격에 다른 유전자를 삽입하거나 다른 발현 벡터에 β-갈락토시다아제 단편을 삽입할 수 있도록 각 말단의 Not I 부위를 사용하여 절제할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The full-length E. coli β-galactosidase (βgal) gene having an intron containing the SV40-derived splicing donor/splice acceptor (SA), a polyadenylation signal (pA), and a eukaryotic translation initiation signal pCMVβ containing β-galactosidase is a mammalian reporter vector designed to express β-galactosidase in mammalian cells of the human cytomegalovirus precursor gene promoter. pCMVβ expresses high levels of β-galactosidase and can be used as a reference plasmid when transfecting other reporter gene constructs, transfection using standard assays or staining to assay β-galactosidase activity. It can be used to optimize the protocol. Alternatively, the β-galactosidase gene has a Not I site at each end to insert another gene into the pCMVβ vector backbone for expression in mammalian cells, or insert a β-galactosidase fragment into another expression vector. It can be resected using, but is not limited to.

상기 네오마이신(neomycin) 저항 유전자는 상기 유전자가 없으면 네오마이신을 처리한 환경에서 세포가 살 수 없기 때문에, 운반체가 삽입되지 않은 세포들을 걸러낼 수 있는 특성이 있으나 이에 제한되지 않는다.Since the neomycin resistance gene cannot survive in the environment treated with neomycin without the gene, the neomycin resistance gene has a characteristic of filtering out cells into which the carrier is not inserted, but is not limited thereto.

상기 동물 세포는 바람직하게는 배아줄기세포(embryonic stem cell, ES cell)일 수 있으며, 상기 배아줄기세포는 일반적으로 시험관 내에서 배양한 착상 전 초기 배아(preimplantation embryos)로부터 수득될 수 있다. ES 세포는 당업계에 공지된 방법을 이용하여 배양될 수 있다. 상기 표적 벡터의 배아줄기세포로의 도입은 당업계에 공지된 방법으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 전핵주입법(pronuclear microinjection), 레트로바이러스 매개 유전자 트랜스퍼(retrovirus mediated gene transfer), 유전자 표적(gene targeting), 전기충격(electroporation), 정액 매개 유전자 트랜스퍼, 칼슘 포스페이트/DNA 공 침전법 및 미세주입법(microinjection) 등이 있다. 상기 배아줄기세포를 형질감염시킨 후 특정 항생물질을 포함하는 선택 배지에서 배양하여 내성을 나타내는 배아줄기세포 클론을 선별함으로써 동형재조합이 이루어진 세포만을 선별한다. 본 발명에 따른 일 구현예에서는 loxP끼리 재조합되어 그 사이에 있는 3번 엑손이 결실되어 RARRES1가 넉아웃된다. Cre 재조합효소의 발현을 위해 형질전환 동물이 제조될 수 있다. 이 경우 Cre 재조합효소는 형질전환 동물의 모든 세포에서 또는 특정 조직의 세포에서만 발현되도록 할 수 있다.The animal cells may be preferably embryonic stem cells (ES cells), and the embryonic stem cells may be generally obtained from preimplantation embryos cultured in vitro. ES cells can be cultured using methods known in the art. Introduction of the target vector into embryonic stem cells can be performed by a method known in the art. For example, pronuclear microinjection, retrovirus mediated gene transfer, gene targeting, electroporation, semen mediated gene transfer, calcium phosphate/DNA co-precipitation and microfluidic and microinjection. After transfection of the embryonic stem cells, only cells that have undergone homologous recombination are selected by culturing in a selective medium containing a specific antibiotic to select resistant embryonic stem cell clones. In one embodiment according to the present invention, loxP is recombinated and exon 3 between them is deleted, so that RARRES1 is knocked out. Transgenic animals can be prepared for expression of Cre recombinase. In this case, Cre recombinase can be expressed in all cells of the transgenic animal or only in cells of a specific tissue.

본 발명에서, 상기 동물 세포를 낭배에 주입한 후, 이를 대리모에 착상시켜 키메라 동물 모델을 제공할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In the present invention, a chimeric animal model may be provided by injecting the animal cells into the gastrulation and then implanting them into a surrogate mother, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 다른 양태로서, RARRES1 +/N 키메라 동물 모델과 cre 재조합효소를 발현하는 동물을 교배시켜 제조한 종양형성 RARRES1 +/- 동물 모델을 제공할 수 있고, 상기 상기 cre 재조합효소를 발현하는 동물은 cre 재조합효소를 코딩하는 유전자가 Zona pellucida 3(Zp3) 프로모터와 작동 가능하게 연결될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In addition, as another aspect of the present invention, it is possible to provide a tumorigenic RARRES1 +/- animal model prepared by crossing a RARRES1 +/N chimeric animal model and an animal expressing cre recombinase, wherein the cre recombinase is expressed. In animals that do, the gene encoding cre recombinase may be operably linked to the Zona pellucida 3 (Zp3) promoter, but is not limited thereto.

본 발명에 사용되는 용어 "Zona pellucida 3"은 Zona pellucida 정자-결합 단백질 3, zona pellucida glycoprotein 3, 또는 정자 수용체로도 알려져 있으며, 사람에서 ZP3 유전자에 의해 코딩되는 ZP 모듈 함유 단백질이다. ZP3은 수정의 초기에 정자를 결합하는 zona pellucida의 수용체이나 이에 제한되지 않는다.As used herein, the term "Zona pellucida 3", also known as Zona pellucida sperm-binding protein 3, zona pellucida glycoprotein 3, or sperm receptor, is a ZP module-containing protein encoded by the ZP3 gene in humans. ZP3 is, but is not limited to, a receptor for zona pellucida that binds sperm at the beginning of fertilization.

또한 본 발명의 다른 양태로서, (a) 상기RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제조하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 키메라 동물 모델을 교배시켜 RARRES1 +/- 동물 모델을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 RARRES1 +/- 동물 모델을 교배하여 얻어진 자손들 중에서 RARRES1 -/- 동물 모델을 선별하는 단계를 포함하는 종양형성 Rarres1 -/- 동물 모델 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, (a) preparing the RARRES1 + / N chimeric animal model; (b) preparing a RARRES1 +/- animal model by crossing the chimeric animal model of step (a); Provides an animal model producing method - and (c) the (b) step of RARRES1 +/- among the offspring obtained by mating an animal model RARRES1 - / - tumor formation including the step of selecting an animal model Rarres1 - /.

또한, 본 발명의 다른 양태로서, 상기 제조방법에 의하여 제조된 종양 형성 RARRES1 -/- 동물 모델을 제공한다.In addition, as another aspect of the present invention, there is provided a tumor-forming RARRES1 -/- animal model prepared by the above production method.

상기 동물 모델은 RARRES1이 결손되어 종양이 유발될 수 있고, 유사분열 결함 유발되거나 유사 분열 스트레스에 저항할 수 있으며, 체세포 돌연변이를 유도할 수 있고, 유사분열 세포주기에서 Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1, 또는 Nup214 등의 유전자가 과발현될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The animal model can induce tumors due to RARRES1 deficiency, can induce mitotic defects or resist mitotic stress, can induce somatic mutations, and can induce Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Genes such as Psrc1 or Nup214 may be overexpressed, but are not limited thereto.

또한, 상기 동물 모델은 인간을 제외한 포유동물을 이용하여 제조될 수 있으며, 상기 인간을 제외한 포유동물은 원숭이, 랫트, 생쥐, 토끼, 개, 영장류 등일 수 있으며, 바람직하게는 쥐과(Muridae) 동물일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.In addition, the animal model may be prepared using a mammal other than a human, and the mammal other than a human may be a monkey, a rat, a mouse, a rabbit, a dog, a primate, etc., preferably a Muridae animal. may, but is not limited to.

또한, 본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 (a) 종양 형성 RARRES1 -/- 동물 모델의 피검체에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 피검체의 사이클린-의존성 키나아제 1(Cyclin-dependent kinase 1; CDK1)과 사이클린 B1(Cyclin B1)의 인산화 정도를 측정하는 단계, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성을 측정하는 단계, Mist1 및 LGR5의 발현 또는 활성을 측정하는 단계, 또는 SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성을 측정하는 단계; 및 (c) 후보물질 비처리군에 비해, CDK1과 Cyclin B1의 인산화 정도가 감소되는 후보물질, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성이 감소되는 후보물질, Mist1(Muscle, intestine and stomach expression 1) 및 LGR5(Leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5)의 발현 또는 활성이 감소되는 후보물질, 또는, SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성이 감소되는 후보물질을 종양 치료물질로 선정하는 단계를 포함하는 종양 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다. In addition, as another aspect of the present invention, the present invention provides a method comprising: (a) treating a subject of a tumorigenic RARRES1 -/- animal model with a candidate substance; (b) measuring the phosphorylation degree of cyclin-dependent kinase 1 (Cyclin-dependent kinase 1; CDK1) and cyclin B1 (Cyclin B1) of the subject, measuring the amount or activity of CDK1 and Cyclin B1 protein, Measuring the expression or activity of Mist1 and LGR5, or measuring the activity of SPC (surfactant protein) positive cells; And (c) compared to the candidate substance untreated group, the candidate substance in which the phosphorylation degree of CDK1 and Cyclin B1 is reduced, the amount or activity of the CDK1 and Cyclin B1 protein is reduced, the candidate substance, Mist1 (Muscle, intestine and stomach expression 1) and selecting a candidate substance in which the expression or activity of leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5 (LGR5) is reduced or a candidate substance in which the activity of SPC (surfactant protein)-positive cells is reduced as a tumor therapeutic substance. It provides a screening method of a tumor therapeutic material comprising a.

또한, 본 발명에서, (a) In vitro 상에서 피검체에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 피검체의 사이클린-의존성 키나아제 1(Cyclin-dependent kinase 1; CDK1)과 사이클린 B1(Cyclin B1)의 결합 정도를 측정하는 단계; 및 (c) 후보물질 비처리군에 비해, CDK1과 Cyclin B1의 결합정도가 감소되는 후보물질을 암 치료물질로 선정하는 단계를 포함하는 암 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, in the present invention, (a) treating a candidate substance in vitro in vitro; (b) measuring the degree of binding of the subject's cyclin-dependent kinase 1 (Cyclin-dependent kinase 1; CDK1) and cyclin B1 (Cyclin B1); and (c) selecting a candidate material having a reduced degree of binding between CDK1 and Cyclin B1 as a cancer treatment material compared to the candidate material untreated group.

상기 (b)단계에서 상기 조직의 레티노산 수용체 반응 1 유전자(Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1)와 CDK1 또는 Cyclin B1의 결합 정도를 측정하는 단계; 및 상기 (c)단계에서 CDK1과 Cyclin B1의 결합정도가 감소되고, 상기 RARRES1와 CDK1 또는 Cyclin B1의 결합 정도가 증가되는 후보물질을 암 치료물질로 선정하는 단계를 더 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않고, 결국 (c)단계에서 RARRES1가 CDK1 또는 Cyclin B1과 결합하여 CDK1-Cyclin B1 복합체 형성을 억제하는 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않는다.Measuring the degree of binding between the tissue retinoic acid receptor responder 1 (RARRES1) and CDK1 or Cyclin B1 in the step (b); and selecting, as a cancer treatment material, a candidate in which the degree of binding of CDK1 and Cyclin B1 is reduced in step (c) and the degree of binding of RARRES1 and CDK1 or Cyclin B1 is increased, as a cancer treatment material, but is not limited thereto. and, eventually, in step (c), RARRES1 binds to CDK1 or Cyclin B1 to inhibit CDK1-Cyclin B1 complex formation, but is not limited thereto.

또한, 상기 (b) 단계는 중합효소연쇄반응(PCR), 마이크로어레이(microarray), 노던 블롯팅(northern blotting), 웨스턴 블롯팅(western blotting), 효소면역분석법(ELISA), 면역침전법(immunoprecipitation), 면역화학염색법(immunohistochemistry), 또는 면역형광염색법(immunofluorescence)을 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않는다.In addition, the step (b) is a polymerase chain reaction (PCR), microarray (microarray), northern blotting (northern blotting), western blotting (western blotting), enzyme immunoassay (ELISA), immunoprecipitation (immunoprecipitation) ), immunohistochemistry, or immunofluorescence, but is not limited thereto.

또한, 상기 피검체는 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상에서 분리된 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않고, 상기 피검체는 조직, 세포, 전혈, 혈액, 타액, 객담, 뇌척수액, 및 뇨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In addition, the subject is characterized in that it is isolated from one or more selected from the group consisting of spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia, but is not limited thereto, The subject may be one or more selected from the group consisting of tissues, cells, whole blood, blood, saliva, sputum, cerebrospinal fluid, and urine, but is not limited thereto.

또한, 상기 CDK1과 Cyclin B1의 결합정도가 감소되는 것은 Cyclin B1 단백질의 126번째 세린의 인산화가 억제되는 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않으며, RARRES1와 CDK1의 결합 정도가 증가되는 것은 RARRES1 단백질 중 269~294번 아미노산을 포함하는 C-terminal부위에서 불활성화된 CDK1과 결합되는 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않는다.In addition, the decrease in the degree of binding between CDK1 and Cyclin B1 is characterized in that phosphorylation of the 126th serine of the Cyclin B1 protein is inhibited, but is not limited thereto. It is characterized in that it binds to CDK1 inactivated at the C-terminal site including amino acid 294, but is not limited thereto.

또한, 상기 후보물질은 인산화 정도를 측정하기 위하여 스크리닝에서 사용되는 미지의 물질, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성을 측정하기 위하여 사용되는 미지의 물질, Mist1 및 LGR5의 발현 또는 활성을 측정하기 위하여 사용되는 미지의 물질, SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성을 측정하기 위하여 사용되는 미지의 물질, 또는 CDK1과 Cyclin B1의 결합정도 또는 RARRES1과 CDK1 또는 Cyclin B1의 결합정도를 측정하기 위하여 스크리닝에서 사용되는 미지의 물질을 의미하며, 바람직하게는 화합물, 미생물 배양액 또는 추출물, 천연물 추출물, 핵산, 및 펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않으며, 상기 핵산은 앱타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않는다.In addition, the candidate substance is an unknown substance used in screening to measure the degree of phosphorylation, an unknown substance used to measure the amounts or activity of CDK1 and Cyclin B1 proteins, Mist1 and LGR5 To measure the expression or activity Used in screening to measure an unknown substance used, an unknown substance used to measure the activity of SPC (surfactant protein)-positive cells, or the binding degree of CDK1 and Cyclin B1 or RARRES1 and CDK1 or Cyclin B1 It means an unknown substance, preferably one or more selected from the group consisting of a compound, a microbial culture medium or extract, a natural product extract, a nucleic acid, and a peptide, but is not limited thereto, and the nucleic acid is an aptamer. , LNA (locked nucleic acid), PNA (peptide nucleic acid), and characterized in that at least one selected from the group consisting of morpholino (morpholino), but is not limited thereto.

또한, 상기 피검체의 인산화 정도의 측정, CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성을 측정, Mist1 및 LGR5의 발현 또는 활성을 측정, SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성을 측정, 또는 상기 피검체의 CDK1과 Cyclin B1의 결합정도 또는 RARRES1과 CDK1 또는 Cyclin B1의 결합정도의 측정은 중합효소연쇄반응(PCR), 마이크로어레이(microarray), 노던 블롯팅(northern blotting), 웨스턴 블롯팅(western blotting), 효소면역분석법(ELISA), 면역침전법(immunoprecipitation), 면역화학염색법(immunohistochemistry), 또는 면역형광염색법(immunofluorescence)을 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하나 이에 제한되지 않는다.In addition, measuring the degree of phosphorylation of the subject, measuring the amounts or activity of CDK1 and Cyclin B1 proteins, measuring the expression or activity of Mist1 and LGR5, measuring the activity of SPC (surfactant protein) positive cells, or measuring the activity of the subject The degree of binding of CDK1 and Cyclin B1 or the degree of binding of RARRES1 and CDK1 or Cyclin B1 was measured by polymerase chain reaction (PCR), microarray, northern blotting, western blotting, Enzyme immunoassay (ELISA), immunoprecipitation (immunoprecipitation), immunohistochemistry (immunohistochemistry), or characterized in that the measurement using the immunofluorescence (immunofluorescence) method, but is not limited thereto.

또한, 상기 종양은 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In addition, the tumor may be selected from the group consisting of spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia, but is not limited thereto.

또한, 상기 Mist1, LGR5, 또는 SPC는 줄기세포 마커로서, 바람직하게는 마우스에서 분리한 줄기세포 마커일 수 있다. 또한, 상기 Mist1, LGR5, 또는 SPC는 마우스의 여러 장기에서 분리할 수 있으며, 바람직하게는 Mist1 또는 LGR5는 마우스의 위에서 분리한 줄기세포 마커이고, SPC는 마우스이 폐에서 분리한 줄기세포 마커이나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the Mist1, LGR5, or SPC may be a stem cell marker, preferably a stem cell marker isolated from a mouse. In addition, the Mist1, LGR5, or SPC can be isolated from various organs of a mouse, preferably, Mist1 or LGR5 is a stem cell marker isolated from the mouse stomach, and SPC is a stem cell marker isolated from the mouse lung. not limited

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1. 실험준비 및 실험방법Example 1. Experimental preparation and experimental method

1-1. RT-PCR1-1. RT-PCR

제조업체의 지시에 따라 TRIZOL 시약(Invitrogen)을 사용하여 쥐의 배아 섬유아세포에서 총 RNA를 추출하고, 1ug의 총 RNA를 Superscript® Ⅲ 역전사 효소(Invitrogen)로 cDNA로 전환시켰다. 사용된 프라이머는 다음과 같다: Rarres1-F(GCGCTGCACTTCTTCAACTT), Rarres1-R (GCCATAGCTGATGCTTCCAT). Gapdh-F (TGCACCACCAACTGCTTA), Gapdh-R (GGATGCAGGGATGATGTTC), 상기 프라이머들은 653bp와 177BP의 예측된 크기의 PCR 산물을 산출했다.Total RNA was extracted from murine embryonic fibroblasts using TRIZOL reagent (Invitrogen) according to the manufacturer's instructions, and 1 ug of total RNA was converted to cDNA with Superscript® III reverse transcriptase (Invitrogen). The primers used were: Rarres1-F (GCGCTGCACTTCTTCAACTT), Rarres1-R (GCCATAGCTGATGCTTCCAT). Gapdh-F (TGCACCACCAACTGCTTA), Gapdh-R (GGATGCAGGGATGATGTTC), the above primers yielded PCR products of predicted sizes of 653 bp and 177 bp.

1-2. 세포 동기화(Cell synchronizations)(혈철 기아 및 노코다졸 방출)1-2. Cell synchronizations (blood iron starvation and nocodazole release)

쥐의 배아 섬유아세포(MEFs)를 G0기에 동기화하기 위하여, 세포를 PBS로 4번 닦아낸 다음 0.1% 소태아혈청(FBS)를 포함하는 배지에 72 시간 동안 배양하였다. 이후에 10% FBS를 포함하는 정상 배지로 바꿔주어서 세포주기를 시작하도록 한 다음 특정시간에 세포를 거두어들였다.In order to synchronize the mouse embryonic fibroblasts (MEFs) to the G0 phase, the cells were washed 4 times with PBS and then cultured in a medium containing 0.1% fetal bovine serum (FBS) for 72 hours. Thereafter, the normal medium containing 10% FBS was changed to start the cell cycle, and then the cells were harvested at a specific time.

세포분열기를 마치는 것을 모니터링 하기 위하여 노코다졸 방출을 시행하였다. 30~40% 정도 자란 MEF에 80 ng/ml 노코다졸을 포함하는 배지에 12시간 동안 배양한 다음, 세포를 PBS로 4번 닦아낸 다음 정상배지로 바꾸어서 세포분열기를 빠져나가도록 한 다음 특정시간에 세포를 거두어들였다.Nocodazole release was performed to monitor the completion of cell division. MEFs grown to 30-40% were cultured in a medium containing 80 ng/ml nocodazole for 12 hours, then the cells were washed 4 times with PBS, changed to a normal medium, and allowed to exit the cell division for a specific time. cells were harvested in

1-3. 면역 블로팅(Immunoblotting)1-3. Immunoblotting

상기 세포를 용해 완충액(20 mM Tris, pH7.4, 5mM EDTA, 10mM Na4P2O7, 100mM NaF, 1% NP-40, 1mM PMSF, 0.2% protease inhibitor cocktail and phosphatase inhibitor)에서 용해시켰다. 세포 용해물의 단백질 농도는 Pierce BCA Protein Assay kit (Pierce, Rockford, USA)를 사용하여 측정하였다. 이어서, 단백질 용해물을 로딩 완충액에 재현탁시키고, 5분간 끓인 다음 SDS-PAGE를 수행하고 지시된 항체로 면역 블로팅하였다. SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate(Pierce)를 사용하여 화학 발광으로 단백질 발현을 검출했다.The cells were lysed in lysis buffer (20 mM Tris, pH7.4, 5 mM EDTA, 10 mM Na4P2O7, 100 mM NaF, 1% NP-40, 1 mM PMSF, 0.2% protease inhibitor cocktail and phosphatase inhibitor). The protein concentration of the cell lysate was measured using the Pierce BCA Protein Assay kit (Pierce, Rockford, USA). The protein lysates were then resuspended in loading buffer, boiled for 5 minutes, followed by SDS-PAGE and immunoblotting with the indicated antibodies. Protein expression was detected by chemiluminescence using SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate (Pierce).

1-4. 항체 및 시약1-4. Antibodies and Reagents

다음의 주요 항체는 실시예 1-3에 따른 면역 블로팅, 실시예 1-10에 따른 간접 면역 형광에 사용되었다 : Cdc2/cdk1에 대한 마우스 단일 클론 항체(Santa cruz, sc-54,1/1000), cyclin B1(Cell signaling, #4135, 1/2000), cyclin D1(Santa cruz, sc-246, 1/1000), Rb(Cell signaling, #9309, 1/2000), histone H3-phospho-Ser 10(abcam, ab14955, 1/500), β-actin, and α-tubulin(Sigma-Aldrich, 1/5000), γH2AX(Millipore, #05-636, 1/500). 토끼 다 클론 항체 Cdk1-phospho-Thr 14(Abgent, AP7517d, 1/500)뿐만 아니라, Cdk1-phospho-Thr 161(Cell signaling, #9114, 1/1000, phosphor-(ser) CDKs substrate(Cell signaling, #2324, 1/1000), cyclin B1(Cell signaling, #4138,1/1000), cyclin B1-phospho-ser 126(abcam, ab55184,1/1000), cyclin B1-phospho-ser 128(Santa Cruz, sc-130591, 1/1000), cyclin B1-phospho-ser 133(Cell signaling, #4133, 1/1000), cyclin B1-phospho-ser 147(Cell signaling, #4131, 1/1000), separase(Abcam, ab3762, 1/1000), cyclin E(Santa cruz, sc-481, 1/1000), Rb-phospho-Ser 807,811(Cell signaling, #9308, 1/1000), PARP(Cell signaling, #9542, 1/1000), caspase3(Cell signaling, #9602, 1/1000), Ki-67(Abcam, ab15580, 1/3000) 그리고 RARRES1에 대한 염소 항체(R&D systems, AF4255, 1/1000). Alexa Flour 488 phalloidin (Invitrogen)은 F-actin을 염색하는데 사용하였다. 서양고추냉이 퍼옥시다아제-태그된 2차 항체(horseradish peroxidase-tagged secondary antibodies)(Jackson Immuno Research Laboratories, Inc., West Grove, USA)를 사용하였다. 이 연구에서 사용된 다른 시약은 달리 명시되지 않는 한 Sigma-Aldrich (St. Louis, USA)에서 구입했다. 모든 시약은 제조자의 권장 프로토콜에 따라 사용되었다.The following main antibodies were used for immunoblotting according to Examples 1-3 and for indirect immunofluorescence according to Examples 1-10: a mouse monoclonal antibody against Cdc2/cdk1 (Santa cruz, sc-54,1/1000) ), cyclin B1 (Cell signaling, #4135, 1/2000), cyclin D1 (Santa cruz, sc-246, 1/1000), Rb (Cell signaling, #9309, 1/2000), histone H3-phospho-Ser 10 (abcam, ab14955, 1/500), β-actin, and α-tubulin (Sigma-Aldrich, 1/5000), γH2AX (Millipore, #05-636, 1/500). Rabbit polyclonal antibody Cdk1-phospho-Thr 14 (Abgent, AP7517d, 1/500) as well as Cdk1-phospho-Thr 161 (Cell signaling, #9114, 1/1000, phosphor-(ser) CDKs substrate (Cell signaling, #2324, 1/1000), cyclin B1 (Cell signaling, #4138,1/1000), cyclin B1-phospho-ser 126 (abcam, ab55184,1/1000), cyclin B1-phospho-ser 128 (Santa Cruz, sc-130591, 1/1000), cyclin B1-phospho-ser 133 (Cell signaling, #4133, 1/1000), cyclin B1-phospho-ser 147 (Cell signaling, #4131, 1/1000), separase (Abcam) , ab3762, 1/1000), cyclin E (Santa cruz, sc-481, 1/1000), Rb-phospho-Ser 807,811 (Cell signaling, #9308, 1/1000), PARP (Cell signaling, #9542, 1) /1000), caspase3 (Cell signaling, #9602, 1/1000), Ki-67 (Abcam, ab15580, 1/3000) and goat antibody to RARRES1 (R&D systems, AF4255, 1/1000). Alexa Flour 488 phalloidin (Invitrogen) was used to stain F-actin Horseradish peroxidase-tagged secondary antibodies (Jackson Immuno Research Laboratories, Inc., West Grove, USA) were used. Other reagents used in this study were obtained from Sigma-Aldrich (St. Louis, USA) unless otherwise specified. wore it All reagents were used according to the manufacturer's recommended protocol.

1-5. 유동 세포 계측법(Flow cytometry)1-5. Flow cytometry

세포주기 또는 sub-G1 DNA 함량 분석을 위해 세포를 얼음처럼 차가운 80%에탄올로 고정시키고, 4 ℃에서 보관하였다. 50 μg/ml 요오드화 프로피디움(propidium iodide; PI)와 100 μg ml RNase A를 함유한 PBS로 37 ℃에서 30분간 염색하였다. DNA 함량은 FACS Calibur 세포 계측법으로 분석하였으며, 결과는 Cellquest 소프트웨어(Becton-Dickinson Immunocytometry Systems, San Diego, CA) 및 Modfit LT 3.3 소프트웨어로 분석했다. 1 샘플 당 최소 10000개의 세포가 분석되었다.For cell cycle or sub-G1 DNA content analysis, cells were fixed in ice-cold 80% ethanol and stored at 4 °C. It was stained with PBS containing 50 μg/ml propidium iodide (PI) and 100 μg ml RNase A at 37° C. for 30 minutes. DNA content was analyzed by FACS Calibur cytometry and results were analyzed with Cellquest software (Becton-Dickinson Immunocytometry Systems, San Diego, CA) and Modfit LT 3.3 software. A minimum of 10000 cells per sample was analyzed.

1-6. RARRES1 넉아웃 마우스의 생성1-6. Generation of RARRES1 knockout mice

RARRES1 넉아웃 마우스에 대한 ES 세포 클론(F07 및 A05)은 넉아웃 마우스 프로젝트(KOMP)를 통해 획득했다. 쥐의 RARRES1 유전자의 인트론 2에 베타-갈락토시다제(β-galactosidase; βgal)와 네오마이신-저항성(neomycin-resistant; neo) 선별 카세트를 넣었다. ES 세포의 포배(blastocyst)주입을 통해 키메라(chimeras)를 생성시켰고, RARRES1에 대한 이형 접합 마우스를 얻기 위해 배아 줄기 키메라를 C57BL/6균주에 역교배 시켰다. 모든 마우스는 C57BL/6 유전적 배경에서 사용되었으며, 병원체가 없는 장벽 환경에 수용되어 정상적인 식이로 유지되었다. 배아 및 마우스의 유전자형 분석은 프라이머 KO-1F(CTGGGTTCTAGCCAGTTTACAGTT), Ex3-R (ACTCAGCTTTGGGTAGCATTAGTC), F4 (CAGTTGGTCTGGTGTCAAAAATAA), KO-2R(CTCAGGTTCTAGACTTCCCTGAAA)를 사용하여 상기 프라이머들은 593bp(야생형 대립 유전자)와 478bp(넉아웃 대립 유전자)의 예측된 크기의 PCR산물을 산출했다.ES cell clones (F07 and A05) for RARRES1 knockout mice were obtained through the Knockout Mouse Project (KOMP). Beta-galactosidase (β-galactosidase; βgal) and a neomycin-resistant (neomycin-resistant; neo) selection cassette were inserted into intron 2 of the RARRES1 gene in mice. Chimeras were generated through blastocyst injection of ES cells, and embryonic stem chimeras were backcrossed to C57BL/6 strain to obtain mice heterozygous for RARRES1. All mice were used from a C57BL/6 genetic background and were housed in a pathogen-free barrier environment and maintained on a normal diet. Genotyping of embryos and mice was performed using primers KO-1F (CTGGGTTCTAGCCAGTTTACAGTT), Ex3-R (ACTCAGCTTTGGGTAGCATTAGTC), F4 (CAGTTGGTCTGGTGTCAAAAATAA), KO-2R (CTCAGGTTCTAGACTTCCCTGAAA) and the primers were 593 bp (wild-type knockout allele) and 478 bp (knockout allele) Allele) of the predicted size of the PCR product was calculated.

1-7. 마우스 배아 섬유 아세포 및 상피세포(Mouse embryo fibroblasts and epithelial cells)의 배양1-7. Culture of Mouse embryo fibroblasts and epithelial cells

마우스 배아 섬유 아세포(MEF)s와 마우스 배아 상피 세포(MEEs)는 이전에 설명한대로 13.5일 된 태아에서 파생되었다. 즉, 머리 및 내부 장기를 제거한 후 배아를 인산 완충 식염수(PBS)로 씻고 잘게 자른 후 trypsin/EDTA를 처리하여 단일 세포화 하였다. 배아 섬유아세포(MEFs)는 10% FBS, 2mM L-glutamine, 0.1mM MEM nonessential amino acids, 55uM beta-mercaptoethanol, 100IU/ml penicillin, 100ug/ml streptomysin을 포함하는 DMEM에 재현탁되었다. 세포 배지 및 시약은 GIBCO(Paisley, England)로부터 얻었다. 배아 상피세포(MEEs)는 1% FBS, 1 mg Insulin, 1 mg Hydrocortisone, 12.5 ㎍ EGF, 10 mg Ascorbic acid, 10 mg Transferin, 14.1 mg Phosphoethanolamine, Na selenite, 1 ㎍ Cholera toxin, 6.5 ㎍ Triiodo thyronine, 35 mg Bovine pituitary extract, Ethanolamine, 50 IU/ml penicillin, 50 ug/ml streptomysin을 포함하는 D-MEM/F-12 배지에 배양하였다. 37℃ 5% CO2의 습한 챔버에서 배양되었다. 배아 분해 후, 도금은 passage 0으로 간주되었다. 모든 실험은 3개의 상이한 배치로부터 passage 5 이내의 세포를 사용하여 수행되었다. Genotyping PCR에 의해 MEF와 MEEs 유전자형이 확인되었다. 유전자형 당 최소 3개의 독립적으로 생성된 세포 라인이 사용되었다.Mouse embryonic fibroblasts (MEFs) and mouse embryonic epithelial cells (MEEs) were derived from 13.5-day-old embryos as previously described. That is, after removing the head and internal organs, the embryos were washed with phosphate-buffered saline (PBS), chopped, and treated with trypsin/EDTA to make single cells. Embryonic fibroblasts (MEFs) were resuspended in DMEM containing 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 0.1 mM MEM nonessential amino acids, 55 uM beta-mercaptoethanol, 100 IU/ml penicillin, and 100 ug/ml streptomysin. Cell media and reagents were obtained from GIBCO (Paisley, England). Embryonic epithelial cells (MEEs) contain 1% FBS, 1 mg Insulin, 1 mg Hydrocortisone, 12.5 μg EGF, 10 mg Ascorbic acid, 10 mg Transferin, 14.1 mg Phosphoethanolamine, Na selenite, 1 μg Cholera toxin, 6.5 μg Triiodo thyronine, 35 It was cultured in D-MEM/F-12 medium containing mg Bovine pituitary extract, Ethanolamine, 50 IU/ml penicillin, and 50 ug/ml streptomysin. Incubated in a humid chamber at 37° C. 5% CO 2 . After embryo dissociation, plating was considered passage 0. All experiments were performed using cells within passage 5 from 3 different batches. MEF and MEEs genotypes were confirmed by genotyping PCR. A minimum of three independently generated cell lines per genotype were used.

1-8. 마우스 배아의 M. LacZ 염색1-8. M. LacZ staining of mouse embryos

RARRES1의 발현을 시각화하기 위해, 넉아웃 대립 유전자로부터 LacZ의 발현을 분석했다. 11.5(E11.5) ~ 14.5(E14.5)일이 된 배아를 2% 파라포름알데히드(paraformaldehyde)로 얼음 위에서 밤새도록 고정시키고, PBS로 세척하고, 염색 용액(1mg/ml X-gal [5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside], 1mM potassium ferricyanide, 1mM potassium ferrocyanide in washing buffer)에서 밤새 배양했다. 배아를 세정 완충액(2mM MgCl2, 0.01% deoxycholate, 0.02% NP-40, 0.1M sodium phosphate, pH 7.3)으로 3회(각각 20분) 세척하고, 2 % 파라포름알데히드로 4 ℃에서 밤새 재고정한 다음 70% 에탄올로 탈수시켰다.To visualize the expression of RARRES1, we analyzed the expression of LacZ from the knockout allele. Embryos aged 11.5 (E11.5) to 14.5 (E14.5) days were fixed overnight on ice with 2% paraformaldehyde, washed with PBS, and staining solution (1 mg/ml X-gal [5] -bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside], 1 mM potassium ferricyanide, 1 mM potassium ferrocyanide in washing buffer) overnight. Embryos were washed three times (20 min each) with washing buffer (2 mM MgCl 2 , 0.01% deoxycholate, 0.02% NP-40, 0.1M sodium phosphate, pH 7.3), and re-fixed overnight at 4 °C with 2% paraformaldehyde. It was then dehydrated with 70% ethanol.

1-9. PET / CT 이미징1-9. PET/CT imaging

모든 쥐는 PET/CT 스캔을 위하여 최소 6시간을 금식(오직 물만 제공)시켰다. 18F-fluorodeoxyglucose(FDG)(370MBq)를 정맥 주사한 후, PET스캐너에서 축 방향 원시 데이터를 얻었다. 획득 시간은 약 20분이었다. 축 영상은 Shepp-Logan 필터(컷오프 주파수, 픽셀 당 0.35 사이클)로 재구성되었고, 관상 및 시상 면에서 재배열되었다. 공간 해상도는 6.1 ± 6.1 ± 4.3 mm이었다.All rats were fasted (water only) for at least 6 hours for PET/CT scans. After intravenous injection of 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) (370 MBq), axial raw data were obtained on a PET scanner. Acquisition time was about 20 minutes. Axial images were reconstructed with a Shepp-Logan filter (cutoff frequency, 0.35 cycles per pixel) and rearranged in coronal and sagittal planes. The spatial resolution was 6.1 ± 6.1 ± 4.3 mm.

1-10. 면역 형광법(Immunofluorescence)1-10. Immunofluorescence

MEF를 실온(RT)에서 10분동안 PBS/3.7% 파라포름알데히드에서 고정시키고, 0.2% PBS/Triton X-100에서 5분 간 투과시키고, 실온에서 30분 동안 PBS/3 % BSA에서 차단시켰다. 샘플을 1차 항체와 함께 4℃에서 하룻밤 배양하였다. 그 다음 0.05% Tween-20/PBS 세척(3회)하고, RT에서 2시간 동안 2차 항체를 배양하고 RT에서 5분 동안 DAPI (0.5ug/ml)후 PBS로 세척했다. 커버슬립(coverslips)은 Prolong Gold antifade reagent(Invitrogen)를 사용하여 유리 슬라이드에 장착하고, confocal microscope(Zeiss 510 Meta, Carl Zeiss)으로 관찰했다. 감마-H2AX 양성 세포의 정량화를 위해, 각 MEF라인 당 적어도 100개의 세포가 분석되었다.MEFs were fixed in PBS/3.7% paraformaldehyde for 10 min at room temperature (RT), permeabilized in 0.2% PBS/Triton X-100 for 5 min, and blocked in PBS/3% BSA for 30 min at room temperature. Samples were incubated overnight at 4°C with primary antibody. Then, it was washed with 0.05% Tween-20/PBS (3 times), the secondary antibody was incubated at RT for 2 hours, and then washed with PBS after DAPI (0.5ug/ml) for 5 minutes at RT. Coverslips were mounted on glass slides using Prolong Gold antifade reagent (Invitrogen) and observed with a confocal microscope (Zeiss 510 Meta, Carl Zeiss). For quantification of gamma-H2AX positive cells, at least 100 cells per each MEF line were analyzed.

1-11. 중기 확산(Metaphase spreading)1-11. Metaphase spreading

MEF로부터 중기 확산을 준비하고, 이수배수체를 통해 그들을 분석하기 위해, passage 5의 MEFs를 37℃에서 4-5시간 동안 0.1ug/ml Colcemide(GIBCO BRL)로 처리 하였다. 트립신 처리 후, 세포를 800rpm에서 10분간 원심 분리하고, 0.075M KCl 5ml에 재현탁시키고, 37℃에서 20분 동안 배양했다. 그들은 새로 준비된 Carnoy용액(메탄올 : 빙초산 = 3 : 1)에 고정시킨 다음, 적절한 양의 Carnoy용액에 재현탁시켰다. 세포 현탁액을 현미경/유리 슬라이드 상에 떨어뜨려 공기 건조시켰다. 염색체를 DAPI(0.5ug / ml)염색으로 시각화하고, 100X 대물 렌즈를 사용하여 confocal microscope(Zeiss 510 Meta, Carl Zeiss) 하에서 분석하였다.To prepare metaphase diffusion from MEFs and analyze them through aneuploidy, MEFs from passage 5 were treated with 0.1ug/ml Colcemide (GIBCO BRL) at 37°C for 4-5 hours. After trypsinization, the cells were centrifuged at 800 rpm for 10 minutes, resuspended in 5 ml of 0.075M KCl, and incubated at 37° C. for 20 minutes. They were fixed in freshly prepared Carnoy's solution (methanol : glacial acetic acid = 3 : 1), and then resuspended in an appropriate amount of Carnoy's solution. The cell suspension was dropped onto a microscope/glass slide and air dried. Chromosomes were visualized with DAPI (0.5ug/ml) staining and analyzed under a confocal microscope (Zeiss 510 Meta, Carl Zeiss) using a 100X objective.

1-12. 면역 조직 화학(Immunohistochemistry; IHC)1-12. Immunohistochemistry (IHC)

마우스를 희생시키고 그들의 기관을 완충 포르말린(10 %)에 넣고 ~ 24 시간 동안 고정시키고 파라핀에 끼웠다. 파라핀 내장 조직 블록은 4μm의 두께로 자르고 섹션은 56℃에서 1시간 건조시켰다. 면역 조직 화학 염색법은 다음과 같이 자동화 염색기구 Discovery XT(Ventana Medical System, Inc.Tucson Medical System, Inc., Tucson Arizona, USA)를 사용하여 수행하였다. 섹션을 탈 파라핀화시키고 EZ prep(Ventana)으로 재수화하여 반응 완충액(Ventana)으로 세척하였다. Phopho-cyclin B1-Ser126, anti-phospho-Cdk1-Thr 161 및 anti-Ki67에 대해 90℃에서 30분 간 pH6.0 구연산 완충액(Ribo CC, Ventana)에서 열처리하여 항원을 회수하였다.Mice were sacrificed and their organs placed in buffered formalin (10%), fixed for ~24 h, and embedded in paraffin. Paraffin-embedded tissue blocks were cut to a thickness of 4 μm, and sections were dried at 56°C for 1 hour. Immunohistochemical staining was performed using an automated staining apparatus Discovery XT (Ventana Medical System, Inc. Tucson Medical System, Inc., Tucson Arizona, USA) as follows. Sections were deparaffinized and rehydrated with EZ prep (Ventana) and washed with reaction buffer (Ventana). For Phopho-cyclin B1-Ser126, anti-phospho-Cdk1-Thr 161 and anti-Ki67, antigens were recovered by heat treatment at 90° C. for 30 minutes in pH 6.0 citrate buffer (Ribo CC, Ventana).

1-13. 전체 게놈 시퀀싱 및 RNA-Seq에 대한 차세대 시퀀싱 분석1-13. Next-generation sequencing analysis for whole genome sequencing and RNA-Seq

WGS 데이터는 각 샘플의 게놈 DNA에서 생성되었으며, 게놈 DNA는 증폭되어 HiSeq 2500을 사용하여 시퀀싱 처리되었다. Trimmomatic v.0.36을 사용하여 저품질 판독 값을 줄였으며, 줄여진 판독 값은 BWA 0.7.13을 사용하여 mm10 기준으로 정렬되었다. GATK 3.5 및 Picard 2.7.1을 사용하여, 공동 세정 및 사후 정렬 품질 관리를 수행했다. MuTect2를 사용하여 종양 샘플과 정상 샘플의 일치 쌍에 대한 체세포 돌연변이를 확인했다. 일치하는 정상 샘플이 없는 경우, 대조군으로 3개의 일치하지 않는 정상 샘플 각각을 사용하여 변형 호출을 수행하고, 적어도 2번 호출된 변이체를 선택했다. 모든 체세포 돌연변이를 필터링하여, 야생형 배아라고 불리는 germline 변이체을 배제하고, ANNOVAR 2016.2.1을 사용하여 주석을 달았다. GATK 모범 사례에 따라, 모든 정상 샘플을 정상 패널로 사용하였을 때, 체세포 복제 수 변이체(CNV)가 검출되었다. Manta v1.3.2를 사용하여 체세포 구조 변이체(Somatic Structural Variants; SV)를 호출했다. 비교할 수 없는 종양 샘플의 경우, 대조군으로서 3개의 비교할 수 없는 정상 샘플 각각을 SV 호출을 수행하였고, 교차점을 선택하였다. 또한, RNA-Seq 저해상도 판독을 정돈하고, STAR 2.5.2b를 사용하여 mm10 및 RefSeq 유전자 모델 참조에 정렬했다. 유전자 발현 프로파일은 RSEM 1.3.0을 사용하여 정량화되었다. wildtype 그룹에 비해 넉아웃(knockout) 그룹에서 시간에 따라 크게 변하는 유전자를 확인하기 위해 다음 비교를 테스트했다.WGS data were generated from the genomic DNA of each sample, which was amplified and sequenced using a HiSeq 2500. Low-quality readings were reduced using Trimmomatic v.0.36, and the reduced readings were aligned to mm10 using BWA 0.7.13. Co-cleaning and post-alignment quality control were performed using GATK 3.5 and Picard 2.7.1. MuTect2 was used to identify somatic mutations for matched pairs of tumor and normal samples. In the absence of a matching normal sample, variant calls were made using each of the three non-matching normal samples as controls, and variants called at least twice were selected. All somatic mutations were filtered out to exclude germline variants called wild-type embryos and annotated using ANNOVAR 2016.2.1. Following GATK best practices, somatic copy number variants (CNVs) were detected when all normal samples were used as normal panels. Somatic Structural Variants (SV) were called using Manta v1.3.2. For uncomparable tumor samples, SV calls were performed on each of the three uncomparable normal samples as controls, and crossover points were selected. In addition, RNA-Seq low resolution reads were trimmed and aligned to mm10 and RefSeq genetic model references using STAR 2.5.2b. Gene expression profiles were quantified using RSEM 1.3.0. The following comparisons were tested to identify genes that changed significantly over time in the knockout group compared to the wildtype group.

1. 녹아웃 군의 3 가지 시점 (18 개월된 종양 샘플과 함께), 2. 녹아웃 군의 3 가지 시점 (18 개월된 정상 샘플과 함께), 3. 야생형 군의 3 가지 시점, 4. 18 개월된 종양 및 정상 샘플.1. 3 time points in the knockout group (with 18 month old tumor samples), 2. 3 time points in the knockout group (with 18 month old normal samples), 3. 3 time points in the wild type group, 4. 18 months old tumor and normal samples.

R 패키지 'EBSeqHMM'은 처음 세 가지 검사에서 차별적으로 발현된 유전자를 확인하는 데 사용되었다. 네 번째 테스트는 R 패키지 'limma'를 사용하여 수행되었다. 첫 번째 테스트에서 유의미한 유전자 중, 네 번째 테스트에서 차별적으로 발현되지 않은 유전자는 걸러 냈지만, 두 번째 및 세 번째 테스트에서는 통계적으로 유의미한 결과를 보였다. DAVID 6.7을 사용하여 선택된 유전자 세트에 대해 유전자 집합 농축 분석(GSEA)을 수행하고, MSigDB HALLMARK 경로 유전자 세트를 참조하여, GSVA(gene set variation analysis)를 사용하여 경로 활성을 평가했다.The R package 'EBSeqHMM' was used to identify differentially expressed genes in the first three tests. A fourth test was performed using the R package 'limma'. Among the significant genes in the first test, genes that were not differentially expressed in the fourth test were filtered out, but the results were statistically significant in the second and third tests. Gene set enrichment analysis (GSEA) was performed on selected gene sets using DAVID 6.7, and pathway activity was evaluated using gene set variation analysis (GSVA) with reference to the MSigDB HALLMARK pathway gene set.

또한, 단백질-단백질 상호작용(PPI) 네트워크를 통한 차별적인 발현 분석의 결과를 통합했다. 먼저, 실험적으로 검증된 단백질 상호 작용을 마우스 BioGRID 네트워크에 추가하여 PPI 네트워크를 구축했다. 첫번째와 네번째 테스트에서 조정된 p값으로 계산된 총 p값을 기반으로, R 패키지 "BioNet"을 사용하여 PPI 네트워크에서 최적 서브 네트워크를 유도했다. 다시한번, 최적 서브 네트워크의 유전자에 대해 GSEA를 수행했다.We also integrated the results of differential expression analysis via protein-protein interaction (PPI) networks. First, a PPI network was constructed by adding experimentally validated protein interactions to the mouse BioGRID network. Based on the total p-values calculated with the adjusted p-values in the first and fourth tests, an optimal subnetwork was derived from the PPI network using the R package "BioNet". Again, GSEA was performed on genes in the optimal subnetwork.

1-14. TCGA 폐선암을 이용한 추가 기능 연구 및 폐 단일 세포 프로파일과의 비교1-14. Additional Functional Study Using TCGA Lung Adenocarcinoma and Comparison with Lung Single Cell Profiles

TCGA 폐선암으로부터 RARRES1의 체세포 돌연변이, CNVs, 유전자 발현 프로파일 및 관련 경로를 조사했다. TCGA level3 데이터에서 체세포 돌연변이와 CNV를 유도했다. 다음으로 GSVA를 이용하여 각 클러스터에 대한 경로 활동을 추정하였고, 주요 마커의 유전자 발현을 유전자 발현 프로파일로부터 조사하였다. 또한, RARRES1과 결합하는 Cdk1의 단백질 및 mRNA 상태를 RPPA와 유전자 발현의 비교로부터 조사하였다. 정상 및 간질성 폐세포의 풍부한 상태는 단일 세포 마우스 아틀라스(scMouse) 폐 조직 결과로부터 추정되어, 24개의 정상 폐세포 및 그 마커 유전자(Supple 1)를 정의한다. 마커 유전자를 참조하는 MCP-카운터를 이용하여 24개의 폐세포에 마우스 유전자 발현 프로파일을 사용하여 세포 디콘볼루션을 시도했다. TCGA 폐선암종 발현 프로파일에서 동등한 추정을 수행하였고, TCGA 연구에서 정의된 각 아형에 대한 평균 세포 존재도를 요약하였다.Somatic mutations in RARRES1 from TCGA lung adenocarcinoma, CNVs, gene expression profiles and related pathways were investigated. We induced somatic mutations and CNV in TCGA level3 data. Next, the pathway activity for each cluster was estimated using GSVA, and the gene expression of key markers was investigated from the gene expression profile. In addition, the protein and mRNA status of Cdk1 binding to RARRES1 was investigated from comparison of RPPA and gene expression. The abundance status of normal and interstitial lung cells was estimated from single-cell mouse atlas (scMouse) lung tissue results, defining 24 normal lung cells and their marker genes (Supple 1). Cell deconvolution was attempted using mouse gene expression profiles in 24 lung cells using MCP-counters referencing marker genes. Equivalent estimates were made in the TCGA lung adenocarcinoma expression profile and the mean cell abundance for each subtype defined in the TCGA study was summarized.

1-15. 세포증식 (Cell proliferation)1-15. Cell proliferation

13.5일 된 태아에서 유래한 MEFs를 사용하여 성장을 확인하였다. 세포를 6 well plate에 20000개의 세포/well를 깐 뒤, 다음날부터 5일동안 매일 세포 수를 측정하였다. 세포분열 억제제인 노코다졸(nocodazole)에 대한 세포생존 반응을 알아보고 위하여, 세포에 50과 100 ng/ml 노코다졸을 48시간동안 처리하여 키웠다. 이후에 세포를 trypsin/EDTA를 처리하여 떼어낸 다음 세포 수를 측정하였다.Growth was confirmed using MEFs derived from 13.5-day-old fetuses. After placing 20000 cells/well in a 6-well plate, the number of cells was counted every day for 5 days from the next day. To investigate the cell survival response to the cell division inhibitor nocodazole, cells were grown by treatment with 50 and 100 ng/ml nocodazole for 48 hours. Thereafter, the cells were detached by treatment with trypsin/EDTA, and the number of cells was measured.

1-16. 라이브 셀 이미징(Live cell imaging) 1-16. Live cell imaging

하루 전날 lab-tekⅡ chammber에 깔아놓은 배아 상피세포에 H2B-separase sensor를 발현시킬 수 있는 Retro virus를 감염시켰다. 3일 후에 비디오 현미경 플랫폼 내부의 37 ℃ 및 5 % CO2에서 가습 배양기 조건에서 현미경(Carl Zeiss, Germany)을 사용하여 5분 간격으로 총 3개의 z-stack을 넣어서 형광 이미지를 촬영했다. 촬영된 이미지의 z-stack을 모두 합친 후, 각 이미지마다 염색체 내의 형광 intensity를 Zen 2 pro blue sofrware를 사용하여 측정하였다.The day before, the retro virus capable of expressing the H2B-separase sensor was infected in the embryonic epithelial cells laid on the lab-tekⅡ chamber. After 3 days, fluorescence images were taken by inserting a total of three z-stacks at intervals of 5 minutes using a microscope (Carl Zeiss, Germany) in a humidified incubator condition at 37 °C and 5% CO2 inside the video microscope platform. After merging the z-stacks of the captured images, the fluorescence intensity in the chromosome for each image was measured using Zen 2 pro blue software.

실시예 2. RARRES1 넉아웃 마우스의 생성Example 2. Generation of RARRES1 knockout mice

RARRES1의 생체 내 생리기능을 결정하기 위해, 넉아웃 마우스 프로젝트(knock out mouse project; KOMP)에 대한 마우스 배아줄기(ES) 세포 클론(F07 및 A05)으로부터 조건부 RARRES1 녹아웃 마우스를 유도했다. 스플라이싱 수용체(splicing acceptor; SA), β-galactosidase(βgal), 및 SV40 polyA signal(pA)를 포함하는 표적 구조(이 다음에는 β-actin promoter에 의해 조절되는 플록스된 네오마이신-저항성 카세트(floxed neomycin-resistance cassette; neo)으로 이어진다)를 마우스 RARRES1 유전자의 인트론 2에 삽입했다. 또한, 3번째 loxP가 인트론 3에 삽입되어 위치해 있어, 결과적으로, 엑손 3는 cre 재조합효소(Cre recombinase)에 의해 인식되고 제거되는 두 개의 loxP 서열에 의해, 둘러 쌓이게 된다(도 1a). 올바르게 표적화된 ES 클론을 포배에 주입하여 RARRES1 +/N 자손을 얻었다. RARRES1 +/- 마우스는 RARRES1 +/N 수컷을 생식세포계열에서 cre 재조합효소를 발현하는 형질전환 암컷과 교배시킴으로써 만들어졌으며, 이는 마우스 zona pellucida 3(Zp3)프로모터에 의해 조절된다. 또한, Rarres1의 넉아웃 서류의 생성 확인을 위하여 RARRES1 RNA-seq의 서열분석으로 확인한 RARRES1의 coverage를 표로 나타내었다(도 1b). 또한 DNA exon3 서열의 deletion으로 RARRES1 전체 mRNA 발현이 정상적으로 이루어지지 못함을 whole genome 염기서열 분석을 통해 확인하였다(도 1c). 이로 인해 해당 염기서열의 RNA-seq coverage가 0이 됨을 확인하였다. To determine the in vivo physiological function of RARRES1, conditional RARRES1 knockout mice were derived from mouse embryonic stem (ES) cell clones (F07 and A05) for the knock out mouse project (KOMP). A target construct containing a splicing acceptor (SA), β-galactosidase (βgal), and an SV40 polyA signal (pA) followed by a floxed neomycin-resistance cassette controlled by the β-actin promoter ( floxed neomycin-resistance cassette (neo)) was inserted into intron 2 of the mouse RARRES1 gene. In addition, the third loxP is inserted into intron 3, and as a result, exon 3 is surrounded by two loxP sequences that are recognized and removed by cre recombinase (Fig. 1a). A correctly targeted ES clone was injected into the blastocyst to obtain RARRES1 +/N progeny. RARRES1 +/- mice were created by mating RARRES1 +/N males with transgenic females expressing cre recombinase in the germline, which is regulated by the mouse zona pellucida 3 (Zp3) promoter. In addition, the coverage of RARRES1 confirmed by sequencing of RARRES1 RNA-seq in order to confirm the generation of a knockout document of Rarres1 is shown in a table ( FIG. 1b ). In addition, it was confirmed through whole genome sequencing analysis that full RARRES1 mRNA expression was not normally achieved due to deletion of the DNA exon3 sequence (FIG. 1c). As a result, it was confirmed that the RNA-seq coverage of the corresponding nucleotide sequence became 0.

RARRES1 +/+ , RARRES1 +/- , 및 RARRES1 -/- MEFs의 꼬리 게놈 DNA(도 1d) 및 실시예 1-1의 방법에 따른 RT-PCR의 PCR 유전형 분석(도 1e)을 통해 자손을 생산한 RARRES1 +/- 마우스를 교차 분석하여 검증했다. 배아된 지 13.5일이 되었을 때, 전체 배아 용해물의 웨스턴 블롯 분석은 RARRES1 +/+ 에 비해 RARRES1 +/- 에서 단백질 발현 수준이 감소하지 않았지만, RARRES1 단백질의 수준은 RARRES1 -/- 배아에서 낮은 것으로 나타났다(도 1f). RARRES1과 βgal의 융합으로 인해, RARRES1 +/- 배아에서 RARRES1의 발현은 실시에 1-8에 따른 LacZ 염색을 통해 쉽게 모니터링 할 수 있다. 도 1g에 도시된 바와 같이, RARRES1은 배아된 지 11.5일에서 14.5일까지 전체 배아에 제한적인 발현을 나타내었으며, 주로 앞다리와 뒷다리 주위에 실시에 1-8에 따른 LacZ로 염색되었으며, 배아의 눈에는 약하게 염색되었다. Progeny were produced through PCR genotyping of RARRES1 +/+ , RARRES1 +/- , and tail genomic DNA of RARRES1 −/- MEFs ( FIG. 1d ) and RT-PCR according to the method of Example 1-1 ( FIG. 1e ). One RARRES1 +/- mice were validated by cross-analysis. At 13.5 days of embryonicity, Western blot analysis of whole embryo lysates showed that there was no decreased protein expression level in RARRES1 +/- compared to RARRES1 +/+ , but the level of RARRES1 protein was low in RARRES1 −/- embryos. appeared (Fig. 1f). Due to the fusion of RARRES1 with βgal, the expression of RARRES1 in RARRES1 +/- embryos can be easily monitored through LacZ staining according to Examples 1-8. As shown in Fig. 1g, RARRES1 showed limited expression in whole embryos from 11.5 to 14.5 days after embryogenesis, and was mainly stained with LacZ according to Examples 1-8 around the forelimbs and hindlimbs, and the eyes of the embryos. was lightly dyed.

또한, RARRES1 넉아웃이 배아의 치사에 미치는 영향을 알아보기 위해, 13.5일에 이형 접합체와 배아의 유전형을 교차 분석하고, 유아 마우스를 대상으로 조사했다. 표 1에서 볼 수 있듯이, 82마리의 배아와 165마리의 신생아 마우스가 예상 멘델 비율로 존재했다. RARRES1 이형접합체 마우스와 동형접합체 마우스는 모습과 건강 상태가 정상적이었다. 따라서, RARRES1의 이 표적 녹아웃은 배아 발생 기간 동안 생존에 영향을 미치지 않았다.In addition, to investigate the effect of RARRES1 knockout on embryonic lethality, we cross-analyzed the genotypes of the heterozygotes and embryos at day 13.5 and investigated them in infant mice. As shown in Table 1, 82 embryos and 165 neonatal mice were present at the expected Mendelian ratio. RARRES1 heterozygous and homozygous mice were normal in appearance and health. Thus, this targeted knockout of RARRES1 did not affect survival during embryonic development.

Figure 112018120875668-pat00001
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다음으로, RARRES1 -/- 암컷과 RARRES1 +/- 수컷 또는 RARRES1 -/- 수컷과 RARRES1 +/- 암컷을 교배시킴으로써 RARRES1-결핍 마우스가 불임을 앓고 있는지 여부를 테스트했다. 성별에 관계없이 KO 마우스가 생식력에 이상이 있다면 새끼는 태어날 수 없다. 신생아 동물은 멘델의 유전법칙에 따라 예측하였던 대로 생존하였고, 겉으로 보기에는 정상적이고 건강하였는 바, RARRES1-결핍 마우스는 정상적인 생식력을 가지고 있음을 암시했다(표 2).Next, we tested whether RARRES1-deficient mice suffered from infertility by crossing RARRES1 -/- females with RARRES1 +/- males or RARRES1 -/- males with RARRES1 +/- females. Regardless of sex, if KO mice have fertility abnormalities, offspring cannot be born. Neonatal animals survived as predicted according to Mendel's genetic laws, and were apparently normal and healthy, suggesting that RARRES1-deficient mice had normal fertility (Table 2).

Figure 112018120875668-pat00002
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실시예 3. RARRES1 넉아웃 마우스의 비림프성 조혈 종양 확인Example 3. Identification of non-lymphoid hematopoietic tumors in RARRES1 knockout mice

Rarres1 넉아웃 마우스(KO mice)에서 비림프성 종양(nonlymphoid neoplasia)형성 가능성을 확인하기 위하여 Rarres1 +/+ Rarres1 -/- 의 유전자 형의 서류에서 골수, 비장, 말단 혈액의 세포를 추출하였다. 이를 FACS buffer(1×PBS with 0.1% bovine calf serum and 0.05% sodium azide)에 4℃에서 30분간 아래의 항체들과 반응시켰다- eFluor 450-conjugated anti-mouse hematopoietic lineage antibody cocktail [CD3 (17A2), CD45R (RA3-6B2), CD11b (M1/70), TER-119 (TER-119), Gr-1 (RB6-8C5)] (eBioscience, San Diego, CA, USA), eFluor 450-conjugated anti-Ly-6G (RB6-8C5, eBioscience), eFluor 450-conjugated anti-CD3ε (145-2C11, eBioscience), Alexa Fluor 488-conjugated anti-CD8α (53-6.7, eBioscience), phycoerythrin-cyanine7 (PE-Cy7)-conjugated anti-CD11b (M1/70, eBioscience), allophycocyanin-eFluor 780 (APC-eFluor 780)-conjugated anti-CD11c (N418, eBioscience), APC-eFluor 780-conjugated anti-CD4 (GK1.5, eBioscience), Alexa Fluor 488-conjuaged anti-Sca-1 (D7, Biolegend, San Diego, CA, USA),PE-conjugated anti-CD45R (RA3-6B2, BioLegend), PE-conjugated anti-CD25 (PC61, BioLegend), Alexa Fluor 647-conjugated anti-CD117 (2B8, BioLegend), Alexa Fluor 647-conjugated anti-Ly-6c (HK1.4, BioLegend), PE-Cy7 conjugated anti-CD16/32 (93, BioLegend), PE-Cy7 conjugated anti-CD19 (6D5, BioLegend), Brilliant Violet 650 (BV650)-conjugated anti-CD11b (M1/70, BioLegend), BV650-conjugated anti-I-A/I-E (M5/114.15.2, BioLegend), BV650-conjugated anti-CD44 (IM7, BioLegend). To determine the possibility of non-lymphoid neoplasia in Rarres1 knockout mice (KO mice), bone marrow, spleen, and terminal blood cells were extracted from the genotypes of Rarres1 +/+ and Rarres1 -/-. This was reacted with the following antibodies in FACS buffer (1×PBS with 0.1% bovine calf serum and 0.05% sodium azide) at 4°C for 30 minutes- eFluor 450-conjugated anti-mouse hematopoietic lineage antibody cocktail [CD3 (17A2), CD45R (RA3-6B2), CD11b (M1/70), TER-119 (TER-119), Gr-1 (RB6-8C5)] (eBioscience, San Diego, CA, USA), eFluor 450-conjugated anti-Ly-6G (RB6-8C5, eBioscience), eFluor 450-conjugated anti-CD3ε (145-2C11, eBioscience), Alexa Fluor 488-conjugated anti-CD8α (53-6.7, eBioscience), phycoerythrin-cyanine7 (PE-Cy7)-conjugated anti-CD11b (M1/70, eBioscience) , allophycocyanin-eFluor 780 (APC-eFluor 780)-conjugated anti-CD11c (N418, eBioscience), APC-eFluor 780-conjugated anti-CD4 (GK1.5, eBioscience), Alexa Fluor 488-conjugated anti-Sca-1 (D7, Biolegend, San Diego, CA, USA), PE-conjugated anti-CD45R (RA3-6B2, BioLegend), PE-conjugated anti-CD25 (PC61, BioLegend), Alexa Fluor 647-conjugated anti-CD117 (2B8, BioLegend), Alexa Fluor 647-conjugated anti-Ly-6c (HK1.4, BioLegend), PE-Cy7 conjugated anti-CD16/32 (93, BioLegend), PE-Cy7 conjugated anti-CD19 (6D5, BioLegend), Brilliant Violet 650 (BV650) -conjugated anti-CD11b (M1/70, BioLegend), BV650-conjugated anti-IA/IE (M5/114.15.2, BioLegend), BV650-conjugated anti-CD44 (IM7, BioLegend).

세포내의 염색을 위하여는 실온에서 20분간의 4% paraformaldehyde로 고정하였다. 고정 후 1×PBS로 세척하고 0.5 % Triton X-100로 세포 투과성을 확보하고, Alexa Fluor 647-conjugated anti-FOXP3(MF-14, BioLegend) 로 실온에서 1시간 염색과정을 거졌다. 염색된 세포들은 BD LSRFortessa (BD Bioscience, San Jose, CA, USA)로 이의 형광값의 정도를 분석하고 결과는 FlowJo software(TreeStar, Ashland, OR, USA)이용하여 분석하였다. 이를 통해 myeloid세포의 전구 층으로 알려진 c-Kit 양성 염색, Sca-1 음색 염색 세포군이 넉아웃 서류군에서 증가하였고 CMP(common myeloid progenitor), GMP(granulocyte, monocyte progenitor)세포들이 넉아웃 비장에 증가하였다. 실제 말단 혈액에서 골수(myeloid) 세포 수의 증가를 관찰하였다(도 2).For intracellular staining, it was fixed with 4% paraformaldehyde for 20 minutes at room temperature. After fixation, it was washed with 1×PBS, cell permeability was secured with 0.5% Triton X-100, and stained with Alexa Fluor 647-conjugated anti-FOXP3 (MF-14, BioLegend) at room temperature for 1 hour. The stained cells were analyzed for their fluorescence values with BD LSRFortessa (BD Bioscience, San Jose, CA, USA), and the results were analyzed using FlowJo software (TreeStar, Ashland, OR, USA). Through this, c-Kit positive staining, Sca-1 tone staining cell group, known as the progenitor layer of myeloid cells, increased in the knockout document group, and CMP (common myeloid progenitor) and GMP (granulocyte, monocyte progenitor) cells increased in the knockout spleen. did. In actual terminal blood, an increase in the number of myeloid cells was observed ( FIG. 2 ).

실시예 4. 자발적인 종양에 걸리기 쉬운 RARRES1 넉아웃(Knockout; KO) 마우스 Example 4. RARRES1 Knockout (KO) Mice Predisposed to Spontaneous Tumors

RARRES1 KO 마우스에서 자발적으로 종양이 형성되는지 확인하기 위해, 이종교배한 RARRES1 이형 접합 마우스(C57BL/6)에, RARRES1 +/+ (n=30), RARRES1 +/- (n=57), 및 RARRES1 -/- (n=63) 마우스의 집단을 형성하고, 22개월까지 관찰했다. 동물은 실험 과정에서 사망한 직후 부검을 시행하거나, 이산화탄소 질식으로 희생시키고 이 마우스의 종양을 찾기 위해 부검을 시행하였다.To determine whether tumors form spontaneously in RARRES1 KO mice, in outbred RARRES1 heterozygous mice (C57BL/6), RARRES1 +/+ (n=30), RARRES1 +/- (n=57), and RARRES1 −/- (n=63) mice were formed and observed up to 22 months of age. An autopsy was performed immediately after the animals died during the course of the experiment, or they were sacrificed by carbon dioxide asphyxiation and an autopsy was performed to find the tumor of this mouse.

부검 후, 각 마우스의 실질 장기는 10% 중성 포르말린에 즉시 고정했으며, 고정한 조직을 파라핀 블록 및 절편으로 만든 뒤 통상적인 헤마톡실린/에오신 염색을 실시하여 병리조직학적으로 검사했다. 각 장기에 대한 병리조직학적 검사에서는, 정상 조직학적 구조와 구분되는 비정상적 신생물을 종양으로 정의했으며, 주변 정상 조직을 압박하는 양상을 띠고 침습, 전이 소견을 보이지 않는 신생물을 양성 종양, 침습 또는 전이 소견을 보이는 신생물을 악성 종양으로 진단했다.After autopsy, the parenchymal organs of each mouse were immediately fixed in 10% neutral formalin, and the fixed tissues were made into paraffin blocks and sections, and then subjected to conventional hematoxylin/eosin staining and histopathological examination. In the histopathologic examination of each organ, an abnormal neoplasm distinct from the normal histological structure was defined as a tumor, and a neoplasm that compresses the surrounding normal tissue and does not show invasiveness or metastasis was defined as a benign tumor, invasive or A neoplasm showing metastasis was diagnosed as a malignant tumor.

그 결과, RARRES1 +/- RARRES1 -/- 마우스가 RARRES1 +/+ 마우스보다 자발적으로 종양에 더 많이 걸리기 쉽다는 것을 발견했다. 또한, RARRES1 +/- RARRES1 -/- 마우스는 비장, 흉선, 간, 폐, 신장, 갑상선, 소장, 위, 자궁 내막 및 눈을 포함하여 RARRES1 +/+ 마우스와는 달리 다양한 종류의 종양이 발생했음을 확인하였다(표 3). RARRES1 -/- 마우스에서는 간, 폐, 및 위 종양과 같은 다양한 주요 장기에서의 고형 종양이 발생했고 갑상선에서 발생한 고형 종양의 경우 간으로의 전이 소견을 보였다(표 3 및 도 3a, 3b 및 3c). 또한 RARRES1 +/+ 마우스와 달리 RARRES1 -/- 마우스에서는 흉선, 신장, 방광 등 다양한 장기로 전파된, 보다 진행된 형태의 T림프구 유래 림프종(T cell lymphoma)이 발생한 것을 T 림프구 마커인 CD3에 대한 면역조직화학적 염색을 통해 확인했다(표 3 및 도 3d). 이 외에도 골수와 비장이 연관된 골수성 백혈병(myeloid leukemia)이 RARRES1 -/- 마우스에서 더 빈번하게 발생한다는 것을 골수성 세포 마커인 myeloperoxidase에 대한 면역조직화학적 염색을 통해 확인했다(도3e). 한편, 이와 관련해서 비장, 간, 신장을 포함한 기관의 크기는 19개월 된 생쥐에서 유전자형에 따라 점차적으로 증가했다(도 4).As a result, we found that RARRES1 +/− and RARRES1 −/− mice were more prone to spontaneous tumors than RARRES1 +/+ mice. In addition, RARRES1 +/- and RARRES1 - / - mice caused the spleen, thymus, liver, lung, kidney, thyroid, intestine, stomach, endometrial and snow RARRES1 + / + mice with a variety of different types of tumors, including It was confirmed that (Table 3). RARRES1 -/- mice developed solid tumors in various major organs such as liver, lung, and gastric tumors, and solid tumors from the thyroid gland showed metastasis to the liver (Table 3 and FIGS. 3A, 3B and 3C). . In addition, unlike RARRES1 +/+ mice, RARRES1 -/- mice developed a more advanced form of T-lymphocyte-derived lymphoma that had spread to various organs, such as the thymus, kidney, and bladder, resulting in immunity to CD3, a T-lymphocyte marker. It was confirmed through histochemical staining (Table 3 and FIG. 3D). In addition, it was confirmed by immunohistochemical staining for myeloperoxidase, a myeloid cell marker, that myeloid leukemia associated with bone marrow and spleen occurred more frequently in RARRES1 -/- mice (Figure 3e). Meanwhile, in this regard, the size of organs including the spleen, liver, and kidney gradually increased according to the genotype in 19-month-old mice (FIG. 4).

또한, RARRES1 +/+ (n=6), RARRES1 +/- (n=6), and RARRES1 -/- (n=6) 마우스 집단을 대상으로 실시예 1-9에 따른 PET/CT을 이용해 종양 성장을 모니터 했는데, 생후 6개월부터 15개월까지 동일한 마우스를 두 달에 걸쳐 관찰했다. 실시예 1-9에 따른 [18F] FDG PET/CT 이미징(imaging)을 이용했을 때, 생후 10개월까지는 KO 마우스와 WT 마우스 사이의 마우스 FDG(fludeoxyglucose) 흡수 정도를 구별할 수 없었으나, 10개월된 마우스와 연령대가 비슷한 야생형 마우스와 비교하였을 때, 주로 척수 주위에 RARRES1 결핍 마우스의 FDG 흡수 강도가 증가되었다. 14.5 개월에, WT 마우스와 비교하였을 때는, RARRES1 KO 마우스의 간에서 FDG 흡수의 강도가 점차적으로 향상되었다(2/6 (33 %)). 실시예 1-9에 따른 PET/CT 이미징은 WT 마우스보다 RARRES1 KO 마우스에서 훨씬 초기에 종양이 시작된 것으로 나타났다(도 5). Also, RARRES1 + / + (n = 6), RARRES1 +/- (n = 6), and RARRES1 -/- (n = 6) according to Example 1-9 for the mouse population Tumor growth was monitored using PET/CT, and identical mice from 6 to 15 months of age were observed over two months. according to examples 1-9 [ 18 F] When FDG PET/CT imaging was used, it was not possible to distinguish the degree of mouse FDG (fludeoxyglucose) absorption between KO and WT mice until 10 months of age. Compared with wild-type mice, the intensity of FDG uptake in RARRES1-deficient mice was increased mainly around the spinal cord. At 14.5 months, the intensity of FDG uptake in the liver of RARRES1 KO mice gradually improved (2/6 (33%)) when compared to WT mice. according to examples 1-9 PET/CT imaging showed tumor initiation much earlier in RARRES1 KO mice than in WT mice (Fig. 5).

종합적으로, RARRES1 발현의 녹다운과 암 발달 사이의 인과 관계를 확립했으며, RARRES1 결실만으로 종양 형성을 일으키는 데 충분하다는 사실을 확인하였다.Collectively, we established a causal relationship between knockdown of RARRES1 expression and cancer development, confirming that RARRES1 deletion alone is sufficient to induce tumorigenesis.

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실시예 5. RARRES1 넉아웃(Knockout; KO) 마우스에서 CDK1-Cyclin B1 활성의 미세 조정 조절(fine tyning regulatin)을 통한 세포주기 진행Example 5. Cell cycle progression through fine tyning regulatin of CDK1-Cyclin B1 activity in RARRES1 knockout (KO) mice

RARRES1이 유사 분열에서 CDK1-cyclin B1 활성을 억제하고, RARRES1 KO 마우스가 종양 형성을 증가시킨다는 것을 발견했다. 또한, Cyclin B1 형질 전환 마우스는 종양에 매우 잘 걸리는 것으로 나타났다. 이를 통해 각 성분마다 RARRES1의 직접 결합에 의해 조절되는 CDK1-cyclin B1의 활성화가 RARRES1 KO 마우스에서 종양 형성을 촉진시키는 지 여부를 테스트하기 위하여, 체외 배양을 위해 배아가 된지 13.5일에 배아에서 야생형 및 실시예 1-7에 따른 RARRES1 결핍 MEF를 준비하고, 웨스턴 블랏(western blot)을 수행했다. 예상대로, CDK1의 트레오닌 14 및 161 잔기에서의 인산화는 KO MEFs에서 강화되었지만, 다른 MEF 세포에서는 CDK1 발현이 변하지 않았다. 또한, Cyclin B1 인산화(세린 126, 128, 133 및 147)는 RARRES1 결핍 MEFs에 WT 상대물과 비교했을 때 더 축적되었다. CDK 기질의 서열인, (K/R)(S*)PX(K/R) 모티프에서 phospho-serine을 검출하는 인산화된 CDK 기질에 대한 항체를 사용하여 CDK 활성을 측정하였는데, 이는 결핍 MEF에서 상승했다. G1에서 인산화되고 탈 인산화되고, 세포주기의 S에서 M까지 인산화되는 Rb는 CDK1의 기질이며, 유사 분열에서 활성 CDK1-cyclin B1 복합체에 의해 인산화된다. Rb 단백질은 KO MEFs에서 증가되고 인산화되었다. CDK1의 다른 기질인 Separase는 KO세포에서 절단되는데, 이는 RARRES1의 결핍으로 인해 CDK1-Cyclin B1 활성이 나타남을 나타낸다(도 6).We found that RARRES1 inhibited CDK1-cyclin B1 activity in mitosis, and that RARRES1 KO mice increased tumorigenesis. In addition, Cyclin B1 transgenic mice were shown to be highly resistant to tumors. Through this, to test whether activation of CDK1-cyclin B1 regulated by direct binding of RARRES1 for each component promotes tumorigenesis in RARRES1 KO mice, wild-type and wild-type and RARRES1 deficient MEFs were prepared according to Examples 1-7, and western blot was performed. As expected, phosphorylation at residues 14 and 161 of threonine of CDK1 was enhanced in KO MEFs, but CDK1 expression was not altered in other MEF cells. In addition, Cyclin B1 phosphorylation (serine 126, 128, 133 and 147) was more accumulated in RARRES1-deficient MEFs compared to their WT counterparts. CDK activity was measured using an antibody against phosphorylated CDK substrate that detects phospho-serine in the (K/R)(S*)PX(K/R) motif, a sequence of the CDK substrate, which is elevated in deficient MEFs. did. Rb, phosphorylated and dephosphorylated at G1, and phosphorylated from S to M of the cell cycle, is a substrate for CDK1 and is phosphorylated by the active CDK1-cyclin B1 complex in mitosis. Rb protein was increased and phosphorylated in KO MEFs. Separase, another substrate of CDK1, is cleaved in KO cells, indicating that CDK1-Cyclin B1 activity appears due to the lack of RARRES1 (FIG. 6).

다음으로 CDK1-Cyclin B1 활성이 증가되면 MEF세포의 세포 성장에 영향을 줄 수 있는지를 조사했다. MEF 세포를 6-웰 플레이트 세포당 2 x 104 세포의 밀도로 3번 시딩하고, 5일 동안 세포 수를 매일 카운트했다. RARRES1 +/+ 세포와 비교했을 때, RARRES1 -/- MEFs는 더 빠르게 성장했다(도 7a).Next, it was investigated whether the increase in CDK1-Cyclin B1 activity could affect the cell growth of MEF cells. MEF cells were seeded three times at a density of 2×10 4 cells per 6-well plate cell and cell counts were counted daily for 5 days. When compared to RARRES1 +/+ cells, RARRES1 -/- MEFs grew faster (Fig. 7a).

RARRES1 -/- MEFs에서 관찰되었던 향상된 종양세포 증식이 변경된 세포주기의 진행에 의한 것인지를 평가하기 위해, 실시예 1-2에 따른 세포 동기화 실험을 사용하여 G1에서 G2/M 상으로, G2/M에서 G1로의 전이를 연구했다. 최대 42시간 동안 혈청 자극(10 % FBS)에 이은 72시간 동안 혈청 기아(0.1 % FBS)는 세포주기의 G1에서 G2/M 단계까지 WT 세포와 비교하였을 때 RARRES1 -/- 세포에서 더 빨리 진행되고, 훨씬 더 오래 G2/M 단계에서 지속되었다는 것을 나타냈다(도 7b). G1시기 동안 발현 후 결합하고 DNA 합성을 준비하기 위해 G1 시기동안 CDK4/6을 활성화하는 것으로 밝혀진 Cyclin D의 발현이 방출 후 24시간 후에 WT 세포의 혈청 기아로부터 새로운 배지에서 정점을 이루었으나, 이 단백질 발현은 KO세포의 전반적인 기간 동안 하향 조절되었다. CDK4/6-cyclin D 복합체의 활성화는 ‘하이포-인산화(hypo-phosphorylation)'이라 불리는 다중 인산화에 의해 G1시기의 Rb 망막아세포종을 비활성화시킨다. Rb 인산화는 혈청 자극 후 27시간 이내에 양 세포주에서 모두 피크를 보였다. 그러나, RARRES1이 결여된 세포에서, 인산화는 42시간까지 유지되었다. Rb는 초기 G1 단계에서 E2F 전사 인자에 결합하고, 하이포-인산화된(hypo-phosphorylated) Rb는 CDK2를 결합 및 활성화시키는 사이클린 E의 발현을 이끄는 E2F의 방출을 유도하여, 하이포-인산화에 의해 Rb 단백질을 비활성화시키는 CDK2-사이클린 E 복합체의 활성화를 초래한다. WT세포에서 Cyclin E의 발현은 혈청 자극 후 30 시간에 최대치를 나타내었고 빠르게 감소했지만, Cyclin E는 30 시간에 최고점에 달했고 KO 세포에서는 약간 감소했다(도 7c 및 7d). FACS 및 웨스턴 블랏(western blot) 분석과 결합된 노코다졸(nocodazole)-방출 방법을 사용하여, WT세포에 비해 RARRES1 결핍 세포에서 유사 분열의 종결이 빠르다는 것을 알아냈다(도 7e). 이러한 세포주기의 차이는 CDK1과 Cyclin B1의 활성화 차이를 동반했다. KO세포는 CDK1의 활성 인산화(Threonine 161) 및 Cyclin B1의 인산화(Serine 126, 133 및 147)를 강화시켰다. 높은 CDK1 활성은 분리 효소의 활성을 조절함으로써 자매 염색 분체의 분리로 이어지지만, 세포질 분열을 완료하지는 못한다. 분리효소의 발현은 전체 시간 동안 증가하고, 18시간 후에 이 활성화에 의해 절단되었고, KO 세포에서 CDK1의 기질인 Rb의 인산화는 방출 후 6시간에서 18시간까지 향상되었는데(도 7f), 이는 RARRES1 -/- 세포가 CDK1-Cyclin B1 활성을 증가시켰음을 나타낸다. 이 결과를 통해 RARRES1 KO MEFs에서 WT MEF과 비교했을 때 CDK1-Cyclin B1 복합체의 활성이 높은 바, 세포주기 진행의 시기가 부적절하고 빠르다는 것을 확인할 수 있었다. RARRES1 --- To evaluate whether the improved tumor cell proliferation observed in MEFs is due to altered cell cycle progression, G1 to G2/M phase and G2/M to G1 transition using cell synchronization experiments according to Example 1-2 studied Serum stimulation (10% FBS) for up to 42 hours followed by serum starvation (0.1% FBS) for 72 hours was observed in RARRES1 −/- compared to WT cells from the G1 to G2/M phases of the cell cycle. cells progressed faster and persisted in the G2/M phase much longer (Fig. 7b). Expression of Cyclin D, found to bind and activate CDK4/6 during G1 to prepare for DNA synthesis after expression during G1, peaked in fresh medium from serum starvation of WT cells 24 h after release, although this protein Expression was down-regulated during the overall duration of KO cells. Activation of the CDK4/6-cyclin D complex inactivates Rb retinoblastoma in the G1 phase by multiple phosphorylation called 'hypo-phosphorylation'. Rb phosphorylation peaked in both cell lines within 27 hours after serum stimulation. However, in cells lacking RARRES1, phosphorylation was maintained up to 42 h. Rb binds to E2F transcription factor in early G1 phase, and hypo-phosphorylated Rb induces release of E2F leading to expression of cyclin E, which binds and activates CDK2, thereby hypo-phosphorylating Rb protein leads to activation of the CDK2-cyclin E complex, which inactivates Cyclin E expression in WT cells peaked at 30 h after serum stimulation and decreased rapidly, but Cyclin E peaked at 30 h and decreased slightly in KO cells ( FIGS. 7c and 7d ). Using a nocodazole-releasing method combined with FACS and western blot analysis, it was found that the termination of mitosis was faster in RARRES1-deficient cells compared to WT cells (FIG. 7e). These cell cycle differences were accompanied by differences in the activation of CDK1 and Cyclin B1. KO cells enhanced the active phosphorylation of CDK1 (Threonine 161) and Cyclin B1 (Serine 126, 133, and 147). High CDK1 activity leads to the segregation of sister chromatids by regulating the activity of the dissociation enzyme, but does not complete cytoplasmic division. Expression of separation enzyme was cleaved by the activated increased throughout the time, and after 18 hours, the phosphorylation of a CDK1 substrate in KO cell Rb is was enhanced at 6 hours and 18 hours after release (Fig. 7f), which RARRES1 - // indicates that the cells have increased CDK1-Cyclin B1 activity. From these results, it was confirmed that the cell cycle progression was inappropriate and rapid in RARRES1 KO MEFs compared to WT MEFs, as the CDK1-Cyclin B1 complex activity was high.

실시예 6. 유사 분열의 결함 및 염색체 불안정을 초래하는 RARRES1의 손실Example 6. Loss of RARRES1 leading to mitotic defects and chromosomal instability

RARRES1 결핍 세포에서 유사 분열의 결함이 일어나는지 여부를 조사하였는데, 이를 통해 CDK1-Cyclin B1 복합체의 높은 활성 및 조절되지 않는 세포주기의 진행을 확인하였다. 정렬불일치 염색체(misalignment chromosome), 염색질 다리(chromatin bridge), 및 지체 염색체(lagging chromosome)을 포함한 몇 가지 유형의 유사 분열 오류를 관찰했다(도 8a). 실시예 1-10에 따른 면역형광법으로 분석한 결과, RARRES1 KO MEFs의 유사 분열 동안 KO 세포에서 염색체 정렬이 불일치되고 염색체의 비분리가 일어남을 확인할 수 있었다(도 8b 및 도 8c).We investigated whether mitotic defects occur in RARRES1-deficient cells, confirming high activity of the CDK1-Cyclin B1 complex and unregulated cell cycle progression. Several types of mitotic errors were observed, including misalignment chromosomes, chromatin bridges, and lagging chromosomes (Fig. 8a). according to examples 1-10 As a result of immunofluorescence analysis, it was confirmed that chromosome alignment was mismatched and chromosome non-separation occurred in KO cells during mitosis of RARRES1 KO MEFs ( FIGS. 8b and 8c ).

최근 유사 분열에서의 염색체 분리 오류가 이수성(수치적) 및 구조적 이상(전위와 결실)을 포함한 염색체 이상을 유발한다는 것을 밝힌 바 있으므로 RARRES1의 넉다운이 염색체 안정성에 영향을 줄지 여부를 확인하기 위해, 콜세미드(colcemide)로 배양된 실시예 1-7에 따른 RARRES1 +/+ RARRES1 -/- MEFs에서의 실시예 1-11에 따른 중기 확산(metaphase spreads)를 분석하고 염색체 번호를 결정했다. 5회 passage시(P5), RARRES1 +/+ MEFs가 거의 정상 핵형을 가졌지만, 중기에서의 RARRES1 -/- MEFs의 20 % 이상은 상당한 이수성 또는 배수성을 보였다(표 4).To determine whether knockdown of RARRES1 would affect chromosome stability, as it has recently been shown that chromosomal segregation errors in mitosis cause chromosomal aberrations, including aneuploidies (numerical) and structural abnormalities (translocations and deletions), Colse RARRES1 +/+ and RARRES1 −/- according to example 1-7 according to example 1-7 cultured with colcemide according to example 1-11 in MEFs Metaphase spreads were analyzed and chromosome numbers determined. At passage 5 (P5), RARRES1 +/+ MEFs had an almost normal karyotype, but more than 20% of RARRES1 −/- MEFs in metaphase showed significant aneuploidy or ploidy (Table 4).

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MEF 세포의 구조적 이상을 조사했다. RARRES1 결핍 세포의 소핵 및 일차 핵 모두에서 히스톤 변이체 H2AX(감마-H2AX 초점 형성)의 손상-의존성 인산화로 측정했을 때 상당한 DNA 손상을 보였다. 이와 비교했을 때, 감마-H2AX 병합은 WT MEF에서 거의 발견되지 않았다(도 8c 및 도 8d). 이를 종합해 봤을 때, RARRES1 결실 세포에서 DNA 손상 초점(DNA damage foci) 및 이수 배수체의 발생에 의하여 염색체 비분리가 증가할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.Structural abnormalities of MEF cells were investigated. RARRES1-deficient cells showed significant DNA damage as measured by damage-dependent phosphorylation of the histone variant H2AX (gamma-H2AX foci formation) in both micronuclei and primary nuclei. In comparison, gamma-H2AX incorporation was hardly found in WT MEFs ( FIGS. 8c and 8d ). Taken together, it was confirmed that chromosomal non-separation can be increased by the occurrence of DNA damage foci and aneuploidy in RARRES1 deletion cells.

실시예 7. RARRES1 넉아웃(Knockout; KO) 세포에서의 노코다졸(Nocodazole) 내성Example 7. Nocodazole Resistance in RARRES1 Knockout (KO) Cells

노코다졸과 같은 유사 분열 스트레스를 유도하는 의약이 RARRES1 KO MEFs에 어떠한 영향을 미치는 지를 결정했다. MEF 세포를 노코다졸(50 및 100ng/ml) 또는 DMSO로 48시간 동안 처리하고, 실시예 1-5에 따른 유동 세포 계측법 및 세포 계수를 수행했다. 그 결과, 노코다졸에 의해 유도된 세포 사멸이 RARRES1 결핍 MEFs에서 용량 의존적으로 상당하게 감소했으며(도 9a 및 도 9b), WT MEF보다 노코다졸 처리에 의해 세포 수가 감소하지 않았다(도 9c). 이러한 결과와 일치하여, PARP 및 Caspase3의 절단은 WT 세포와 비교했을 때, KO 세포에서 감소되었는 바(도 9d), RARRES1의 손실은 nocodazole 처리의 저항성을 유발한다는 것을 확인 할 수 있었다.We determined how drugs that induce mitotic stress, such as nocodazole, affect RARRES1 KO MEFs. MEF cells were treated with nocodazole (50 and 100 ng/ml) or DMSO for 48 hours, and flow cytometry and cell counting were performed according to Examples 1-5. As a result, apoptosis induced by nocodazole was significantly decreased in a dose-dependent manner in RARRES1-deficient MEFs ( FIGS. 9a and 9b ), and nocodazole treatment did not decrease the number of cells than WT MEFs ( FIG. 9c ). . Consistent with these results, cleavage of PARP and Caspase3 was decreased in KO cells compared to WT cells ( FIG. 9d ), confirming that loss of RARRES1 induced resistance to nocodazole treatment.

실시예 8. RARRES1 결핍 마우스의 고형 종양에서 CDK1과 Cyclin B1의 인산화 증가Example 8. Increased phosphorylation of CDK1 and Cyclin B1 in solid tumors of RARRES1 deficient mice

RARRES1 KO 마우스에서 발생한 간암과 폐암에서 phospho-Cyclin B1-Ser126과 phospho-CDK1-T161에 대한 실시예 1-12에 따른 면역 조직 화학(IHC)을 시행하였다. WT 마우스의 간과 폐 절편에는 이 두 항체가 음성으로 염색되었으나, RARRES1 결핍 마우스의 종양 절편에서는 phospho-Cyclin B1-S126과 phosph-CDK1-T161로 강하게 염색되었고, 암이 아닌 암세포 주변에서는 이 두 항체에 음성 염색을 보였다(도 10a). 이러한 IHC 결과를 통해, RARRES1 결핍 마우스에서 Cdk1-Cyclin B1의 활성이 종양 발생과 관련이 있음을 시사한다. 한편, 동일한 연령(18개월령)의 마우스 폐 조직에서 세포 주기의 활성화를 나타내는 마커인 Ki67, CDK1, 인산화된 Rb protein에 대해 면역조직화학 염색을 실시한 결과, RARRES1 +/+에 비해 RARRES1 +/-, RARRES1 -/- 마우스에서는 위의 세 가지 마커에 대해 양성 반응을 보이는 세포가 다수 관찰되었다(도 10b).According to Examples 1-12 for phospho-Cyclin B1-Ser126 and phospho-CDK1-T161 in liver cancer and lung cancer in RARRES1 KO mice Immunohistochemistry (IHC) was performed. The liver and lung sections of WT mice were negatively stained with these two antibodies, but tumor sections of RARRES1-deficient mice were strongly stained with phospho-Cyclin B1-S126 and phosph-CDK1-T161. It showed negative staining (Fig. 10a). These IHC results suggest that the activity of Cdk1-Cyclin B1 in RARRES1-deficient mice is associated with tumorigenesis. On the other hand, RARRES1 +/- compared to the same age (18 months of age), subjected to immunohistochemical staining for the marker Ki67, CDK1, phosphorylated Rb protein representing the activation of the cell cycle in the mouse lung resulting in, RARRES1 + / +, In RARRES1 -/- mice, a large number of cells positive for the above three markers were observed ( FIG. 10b ).

실시예 9. 기관-미분화 세포의 항상성(organ-blast cell homeostasis)에 기여하는 RARRES1Example 9. RARRES1 contributing to organ-blast cell homeostasis

동일한 연령(18개월령)의 마우스에서 얻은 폐 조직에 각각 전구세포로 알려진, 제2형 폐포세포(type II pneumocyte) 마커 surfactant protein C(SPC)와 세포주기 활성화를 나타내는 Ki67에 대해 형광 발색을 이용해 동시에 면역조직화학 염색을 실시한 결과, RARRES1 +/+에 비해 RARRES1 -/-에서 세포주기가 활성화된 제 2형 세포가 더 빈번하게 관찰되었다(도 11a). 위 특이적으로 RARRES1을 결핍시킨 3개월령 마우스(도 11b)와 전신에서 RARRES1을 결핍시킨 18개월령의 마우스(도 11c)에서 얻은 위 조직에 위 특이적 줄기세포 마커인 Mist1, LGR5(3개월령) 또는 Mist1, CDK1(18개월령)으로 형광-면역조직화학적 염색을 실시한 결과, RARRES1이 전신적으로 결핍된 마우스와 위 특이적으로 결핍된 마우스 모두에서 대조군 마우스에 비해 다수의 위 특이적 줄기세포가 관찰되었다(도 11b 및 11c). In lung tissue obtained from mice of the same age (18 months of age), the type II pneumocyte marker surfactant protein C (SPC), which is known as progenitor cells, respectively, and Ki67 indicating cell cycle activation were simultaneously used by fluorescence. As a result of immunohistochemical staining, cell cycle-activated type 2 cells were more frequently observed in RARRES1 -/- than in RARRES1 +/+ (FIG. 11a). Stomach-specific stem cell markers Mist1, LGR5 (3 months old) or gastric tissue obtained from a 3-month-old mouse (Fig. 11b) deficient in stomach-specific RARRES1 and an 18-month-old mouse (Fig. 11c) deficient in RARRES1 systemically As a result of fluorescence-immunohistochemical staining with Mist1 and CDK1 (18 months old), a large number of gastric-specific stem cells were observed in both RARRES1 systemically deficient mice and gastric-specifically deficient mice compared to control mice ( 11b and 11c).

Spheroid-formation assay의 경우, 위에서 언급한 것과 같이 배아상피세포(embryonic epithelial cell) 배양에 사용한 advanced DMEM/F12 배지를 이용하였고, 24 well plate에 well당 2000개 또는 5000개의 세포를 300ul의 배지에 부유시켜 분주하였다(seeding). 3-4일에 한번씩 300ul의 배지를 추가해주면서 형성된 구(sphere)의 크기와 개수를 측정하였다. 또한 대조군 마우스와 RARRES1이 결핍된 마우스에서 얻은 배아상피세포에 CDK1의 활성을 저해하는 RO3306을 처리하여 구의 형성이 어떻게 달라지는지 확인하였다. 그 결과, RO3306을 처리하지 않은 그룹에서 대조군 마우스에 비해 RARRES1이 결핍된 마우스에서 얻은 배아상피세포의 구 형성이 활발했다. 한편, RO3306을 처리해 CDK1의 활성을 억제한 그룹에서는 전반적으로 구 형성이 크게 감소해, CDK1의 활성이 구 형성에 중요한 인자임을 확인하였다. 또한 대조군 마우스의 배아상피세포는 구 형성을 거의 하지 못한 반면, RARRES1이 결핍된 마우스에서 얻은 배아상피세포는 구를 형성했기 때문에 RARRES1의 결핍이 CDK1의 활성을 증가시켜 줄기세포능을 유지시킨다는 것을 알 수 있었다 (도 11d, 11e).For the spheroid-formation assay, as mentioned above, the advanced DMEM/F12 medium used for culturing embryonic epithelial cells was used, and 2000 or 5000 cells per well in a 24-well plate were suspended in 300ul of medium. and was busy (seeding). The size and number of formed spheres were measured while adding 300ul of medium once every 3-4 days. In addition, it was confirmed how the sphere formation was changed by treating the embryonic epithelial cells obtained from control mice and mice lacking RARRES1 with RO3306, which inhibits CDK1 activity. As a result, the sphere formation of embryonic epithelial cells obtained from RARRES1 -deficient mice was more active in the group not treated with RO3306 compared to the control mice. On the other hand, in the group treated with RO3306 to inhibit CDK1 activity, overall sphere formation was significantly reduced, confirming that CDK1 activity is an important factor in sphere formation. In addition, while embryonic epithelial cells of control mice was not nearly not formed, obtain, embryo epithelial cells derived from the RARRES1 deficient mice shows that sikindaneun because they form a phrase to a lack of RARRES1 increase of CDK1 activity maintaining stem cell function could be (Figs. 11d, 11e).

마우스의 위 오가노이드(gastric organoid)의 경우, 마우스의 위를 꺼낸 뒤, 위의 기저부(fundus)와 유문(pylorus)를 구분해 각각 8mM EDTA solution에 넣고 자른 뒤(chopping), 4℃에서 1시간동안 배양하였다. 그 후, 원심분리(centrifugation) 및 필터링(filtering)을 통해, 단일 세포로 분리하였다. 그 다음, 매트리젤(matrigel)로 현탁(suspension)시킨 뒤 48 well plate에 분주하였다(seeding). 37℃에서 5-10분 정도 배양(incubation)시켜, 매트리젤(matrigel)을 굳힌 뒤, 메크리젤(matrigel) 주변에 advanced DMEM/F12 media를 기본으로 하여 성장 인자(growth factor)를 넣어준 배지를 채워주었다. 그 후, 2-3일에 한번씩 배지 및 성장 인자(growth factor)를 교체해서 유지시켰다. 그 결과, 위(stomach)에서 RARRES1이 결핍된 마우스에서 얻은 위 오가노이드가 대조군 마우스에서 얻은 오가노이드에 비해 더 빨리 형성되는 것을 확인할 수 있었다(도 11f 참조).In the case of gastric organoids of mice, after taking out the stomach of the mouse, separate the fundus and pylorus of the stomach, put them in 8mM EDTA solution, respectively, and cut them (chopping) at 4℃ for 1 hour incubated during Thereafter, through centrifugation and filtering, the cells were separated into single cells. Then, after suspension (suspension) with matrigel (matrigel) was dispensed in a 48 well plate (seeding). After incubation at 37°C for 5-10 minutes to harden matrigel, the medium containing advanced DMEM/F12 media was added to the growth factor around the matrix. filled it Thereafter, the medium and growth factors were replaced and maintained once every 2-3 days. As a result, it was confirmed that gastric organoids obtained from mice lacking RARRES1 in the stomach were formed faster than organoids obtained from control mice (see FIG. 11f ).

실시예 10. 전체 게놈 시퀀싱을 이용한 체세포 변형 분석Example 10. Somatic transformation analysis using whole genome sequencing

표 5에 나타난 바와 같이, 모든 비-침묵의 체세포 돌연변이(somatic mutation)를 밝혀 냈다. 특히, 마우스의 BRAF p.V637E 돌연변이는 Vemurafenib 인간 BRAF p.V600E 변이체의 타겟과 일치했다. 그것은 RARRES1 KO 마우스 모델이 목표를 정할 수 있는 체세포 돌연변이를 유도한다는 것을 의미한다. Bcl9l 비유사(Bcl9l nonsynonymous)(p.S898T)와 Gnas(p.N964delinsNG) 비 골격 구조 이동 삽입(nonframeshift insertion)은 암 관련 유전자에서 발견되었다. 모든 체세포 돌연변이가 표 6에 나타나 있다.As shown in Table 5, all non-silent somatic mutations were revealed. In particular, the mouse BRAF p.V637E mutation matched the target of Vemurafenib human BRAF p.V600E mutant. That means that the RARRES1 KO mouse model induces targetable somatic mutations. Bcl9l nonsynonymous (p.S898T) and Gnas (p.N964delinsNG) nonframeshift insertions were found in cancer-associated genes. All somatic mutations are shown in Table 6.

SampleSample ChrChr StartStart EndEnd RefRef AltAlt Gene.Gene. ExonicFuncExonicFunc AAChangeAAChange refGenerefGene refGenerefGene refGenerefGene 6T6T chr6chr6 3962778339627783 3962778339627783 AA TT BrafBraf nonsynonymous SNVnonsynonymous SNV exon18:c.T1910A:p.V637Eexon18:c.T1910A:p.V637E 4T4T chr2chr2 174345439174345439 174345439174345439 -- CGGCGG GnasGnas nonframeshift insertionnonframeshift insertion exon8:c.2891_2892insCGG:p.N964delinsNGexon8:c.2891_2892insCGG:p.N964delinsNG 5T5T chr9chr9 4450744744507447 4450744744507447 TT AA Bcl9lBcl9l nonsynonymous SNVnonsynonymous SNV exon7:c.T2692A:p.S898Texon7:c.T2692A:p.S898T

CellCell MarkerMarker Alveolar bipotent progenitor Alveolar bipotent progenitor Krt8,Emp2,Aqp5,Sftpd,Sftpa1 Krt8,Emp2,Aqp5,Sftpd,Sftpa1 Alveolar macrophageAlveolar macrophages Ear2,Ear1,Cd68,Marco,Siglecf,Chil3,Pclaf,Marco,Siglecf,Ccna2 Ear2,Ear1,Cd68,Marco,Siglecf,Chil3,Pclaf,Marco,Siglecf,Ccna2 AT1 Cell AT1 Cell Ager,Igfbp2,Hopx,Clic5,Pdpn Ager,Igfbp2,Hopx,Clic5,Pdpn AT2 CellAT2 Cell Sftpc,Sftpa1,Sftpb,Sfta2,Dram1 Sftpc,Sftpa1,Sftpb,Sfta2,Dram1 B CellB Cell Cd79a,Ms4a1,Cd79b,Ighd,Cd19 Cd79a,Ms4a1,Cd79b,Ighd,Cd19 Basophil Basophil Ccl4,Ccl3,Il6,Cd69,Cd200r3 Ccl4,Ccl3,Il6,Cd69,Cd200r3 Ciliated cell Cilated cell Ccdc153,Tmem212,1110017D15Rik,Foxj1,Ccdc17 Ccdc153,Tmem212,1110017D15Rik,Foxj1,Ccdc17 Clara Cell Clara Cell Scgb1a1,Aldh1a1,Cyp2f2,Scgb3a1,Hp Scgb1a1,Aldh1a1,Cyp2f2,Scgb3a1,Hp Conventional dendritic cell Conventional dendritic cells Gngt2,Lst1,Plac8,Itgb2,Cd68,Cd209a,Itgax,Cd74,H2-Eb1,Itgam,Fscn1,Ccl22,Nudt17,H2-M2,Syngr2 Gngt2,Lst1,Plac8,Itgb2,Cd68,Cd209a,Itgax,Cd74,H2-Eb1,Itgam,Fscn1,Ccl22,Nudt17,H2-M2,Syngr2 Dendritic cell Dendritic cells Naaa,Irf8,Cd74,Itgax,Itgae Naaa,Irf8,Cd74,Itgax,Itgae Dividing cells dividing cells Cdc20,Ube2c,Stmn1,Pclaf,Tubb5 Cdc20, Ube2c, Stmn1, Pclaf, Tubb5 Dividing dendritic cell Dividing dendritic cells Cd74,H2-Aa,H2-Ab1,Naaa,Ccnb2 Cd74,H2-Aa,H2-Ab1,Naaa,Ccnb2 Dividing T cells Dividing T cells Thy1,Cd8b1,Cdk1,Cd3g,Cd3d Thy1,Cd8b1,Cdk1,Cd3g,Cd3d Endothelial cell Endothelial cells Eng,Kdr,Flt1,Cdh5,Pecam1,Car4,Kdr,Flt1,Cdh5,Pecam1,Vwf,Kdr,Flt1,Cdh5,Pecam1 Eng,Kdr,Flt1,Cdh5,Pecam1,Car4,Kdr,Flt1,Cdh5,Pecam1,Vwf,Kdr,Flt1,Cdh5,Pecam1 Eosinophil granulocyte Eosinophil granulocytes G0s2,Clec4d,S100a9,S100a8,Cd14 G0s2,Clec4d,S100a9,S100a8,Cd14 Ig-producing B cell Ig-producing B cells Jchain,Igha,Igkc,Ighm,Igkv2-109 Jchain,Igha,Igkc,Ighm,Igkv2-109 Interstitial macrophage Interstitial macrophages C1qc,C1qa,Pf4,Cd74,Adgre1 C1qc,C1qa,Pf4,Cd74,Adgre1 Monocyte progenitor cell Monocyte progenitor cell Elane,Mpo,Ctsg,Prtn3,Ms4a3 Elane,Mpo,Ctsg,Prtn3,Ms4a3 Neutrophil granulocyte Neutrophil granulocytes Ngp,S100a9,S100a8,Cd177,Ly6g Ngp,S100a9,S100a8,Cd177,Ly6g NK Cell NK Cells Nkg7,Klra8,Klra4,Klrb1c,Klra13-ps Nkg7,Klra8,Klra4,Klrb1c,Klra13-ps Nuocyte Nuocyte Cxcr6,Icos,Thy1,S100a4,Il7r Cxcr6,Icos,Thy1,S100a4,Il7r Plasmacytoid dendritic cellPlasmacytoid dendritic cells Ms4a6c,Plac8,Bst2,Irf7,Irf5 Ms4a6c,Plac8,Bst2,Irf7,Irf5 Stromal cell stromal cell Dcn,Col3a1,Fgf10,Tcf21,Hoxa5,Inmt,Gsn,Fgf10,Tcf21,Hoxa5,Acta2,Myl9,Fgf10,Tcf21,Hoxa5 Dcn,Col3a1,Fgf10,Tcf21,Hoxa5,Inmt,Gsn,Fgf10,Tcf21,Hoxa5,Acta2,Myl9,Fgf10,Tcf21,Hoxa5 T CellT Cell Trbc2,Cd8b1,Cd3d,Cd3g,Thy1 Trbc2,Cd8b1,Cd3d,Cd3g,Thy1

모든 마우스 종양 샘플(n = 5)의 체세포 복제 수 변이체(CNV)와 구조 변이체(SV)는 게놈 안정형 암을 고려하여 낮은 빈도(low frequency)에서 발생했다. 도 12에 나타난 바와 같이, 세그멘트화 레벨(segmentation-level)의 증폭 또는 결실 CNV는 종양 샘플에 존재하지 않았다. 그 사이에, 표 7에 나타난 바와 같이, 64개의 체세포의 구조 변이체(SV)가 종양 샘플에서 확인되었다. 결실(n = 27)와 전좌(n = 32)가 가장 자주 발생했다. 특히 KO4T 표본에서 chr17 지역 : 27975841-29991317 주변의 Cdkn1a 결실이 존재한다.Somatic copy number variants (CNVs) and structural variants (SVs) in all mouse tumor samples (n = 5) occurred at low frequency, considering genome stable cancer. 12 , no segmentation-level amplified or deleted CNVs were present in the tumor samples. Meanwhile, as shown in Table 7, 64 somatic structural variants (SVs) were identified in the tumor samples. Deletions (n = 27) and translocations (n = 32) occurred most frequently. In particular, there is a Cdkn1a deletion around the chr17 region: 27975841-29991317 in the KO4T sample.

SAMPLESAMPLE CHROM1CHROM1 POS1POS1 CHROM2CHROM2 POS2POS2 SVCLASSSVCLASS GENEGENE CANCERGENECANCERGENE INFOINFO FORMATFORMAT TUMORTUMOR T18_KO2TT18_KO2T chr12chr12 111538547111538547 chr12chr12 111539406111539406 DeletionDeletion Eif5Eif5 .. END=111539406;SVTYPE=DEL;SVLEN=-859;CIGAR=1M859D;CIPOS=0,1;HOMLEN=1;HOMSEQ=G;SOMATIC;SOMATICSCORE=115END=111539406;SVTYPE=DEL;SVLEN=-859;CIGAR=1M859D;CIPOS=0,1;HOMLEN=1;HOMSEQ=G;SOMATIC;SOMATICSCORE=115 PR:SRPR:SR 42,15:42,1942,15:42,19 T18_KO2TT18_KO2T chr12chr12 111539685111539685 chr12chr12 111539798111539798 DeletionDeletion Eif5Eif5 .. END=111539798;SVTYPE=DEL;SVLEN=-113;CIGAR=1M113D;CIPOS=0,4;HOMLEN=4;HOMSEQ=AGGT;SOMATIC;SOMATICSCORE=71END=111539798;SVTYPE=DEL;SVLEN=-113;CIGAR=1M113D;CIPOS=0,4;HOMLEN=4;HOMSEQ=AGGT;SOMATIC;SOMATICSCORE=71 PR:SRPR:SR 10,0:51,2010,0:51,20 T18_KO2TT18_KO2T chr12chr12 111539882111539882 chr12chr12 111540129111540129 DeletionDeletion Eif5Eif5 .. END=111540129;SVTYPE=DEL;SVLEN=-247;CIGAR=1M247D;SOMATIC;SOMATICSCORE=87END=111540129;SVTYPE=DEL;SVLEN=-247;CIGAR=1M247D;SOMATIC;SOMATICSCORE=87 PR:SRPR:SR 46,12:44,2546,12:44,25 T18_KO2TT18_KO2T chr12chr12 111540571111540571 chr12chr12 111541704111541704 DeletionDeletion Snora28,Eif5Snora28, Eif5 .. END=111541704;SVTYPE=DEL;SVLEN=-1133;CIPOS=0,1;CIEND=0,1;HOMLEN=1;HOMSEQ=G;SOMATIC;SOMATICSCORE=49END=111541704;SVTYPE=DEL;SVLEN=-1133;CIPOS=0,1;CIEND=0,1;HOMLEN=1;HOMSEQ=G;SOMATIC;SOMATICSCORE=49 PR:SRPR:SR 54,4:56,954,4:56,9 T18_KO2TT18_KO2T chr12chr12 111541844111541844 chr12chr12 111542150111542150 DeletionDeletion Eif5Eif5 .. END=111542150;SVTYPE=DEL;SVLEN=-306;CIGAR=1M306D;CIPOS=0,2;HOMLEN=2;HOMSEQ=GG;SOMATIC;SOMATICSCORE=85END=111542150;SVTYPE=DEL;SVLEN=-306;CIGAR=1M306D;CIPOS=0,2;HOMLEN=2;HOMSEQ=GG;SOMATIC;SOMATICSCORE=85 PR:SRPR:SR 41,1:39,1941,1:39,19 T18_KO2TT18_KO2T chr12chr12 111542841111542841 chr12chr12 111543099111543099 DeletionDeletion Eif5Eif5 .. 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실시예 11. 유전자 발현 프로파일 및 기능 조사Example 11. Gene expression profile and function investigation

유전자 발현 프로파일 분석은 각각의 경우 내에서 일치된 특성을 나타내었다. KO 종양 마우스의 종양과 정상 샘플(FDR <1.0e-05)을 비교하였을 때, 유전자 제거 후에 방법에 기술된 시간 계수(FDR <1.0e-04)에 의존하여, 차별적으로 발현된 유전자를 선택했다. 또한, 서브 네트워크 유전자를 선택하여 DEG 세트로 1720개의 유전자를 선택했다. 유전자 집합 농축 분석(gene set enrichment analysis; GSEA)의 결과로, 표준 Wnt 신호, 세포주기 및 유사 분열(도 13a)에 관여하는 경로를 확인하고, 추가로 펼쳐진 단백질 반응(unfolded protein response; UPR)은 KO와 WT 사이에서 반대 경로로 활동하는 것으로 나타났다. 상대적으로, UPR 유전자 Ciar, Eif2s1, Hspa5, Hspa8 및 Hsp90b1은 WT보다 KO 정상에서 하향 조절되었지만, KO 종양에서는 높게 발현되었다(도 13b). 또한, 도 13c에 나타난 바와 같이, Hspa8은 IgG 증거로부터 RARRES1과의 결합 단백질로 확인되었다. Wnt 신호 또는 유사분열 세포주기에서, KO 마우스 종양 샘플 중 Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1 및 Nup214가 고도로 발현되었다(도 13d).Gene expression profile analysis showed consistent traits within each case. When comparing tumor and normal samples (FDR <1.0e −05 ) from KO tumor mice, differentially expressed genes were selected, depending on the time factor (FDR <1.0e −04 ) described in the method after gene removal. . In addition, 1720 genes were selected as the DEG set by selecting the subnetwork genes. As a result of gene set enrichment analysis (GSEA), we identified pathways involved in canonical Wnt signaling, cell cycle and mitosis (Fig. 13a), and further unfolded protein response (UPR) was It has been shown to act in the opposite pathway between KO and WT. Relatively, UPR genes Ciar, Eif2s1, Hspa5, Hspa8 and Hsp90b1 were downregulated in KO normals than in WT, but were highly expressed in KO tumors (Fig. 13b). In addition, as shown in FIG. 13c , Hspa8 was identified as a binding protein with RARRES1 from the IgG evidence. At Wnt signaling or mitotic cell cycle, Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1 and Nup214 were highly expressed in KO mouse tumor samples ( FIG. 13D ).

Cdk1 mRNA는 KO 종양과 KO 정상 사이의 배수 변화(fold change) XXX를 나타냈다. 그러나, TCGA LUAD RNA-Seq와 RPPA 비교로부터, mRNA 발현과 단백질 존재량 사이의 낮은 상관 관계(XXX)를 확인했다. 그 외에는, Cdk1-RARRES1의 강한 결합 가능성(도 13c)을 IgG 실험을 통해 입증했다는 것을 밝혀냈다.Cdk1 mRNA exhibited a fold change XXX between KO tumors and KO normals. However, from the comparison of TCGA LUAD RNA-Seq and RPPA, a low correlation (XXX) between mRNA expression and protein abundance was confirmed. Otherwise, it was found that the strong binding potential of Cdk1-RARRES1 (Fig. 13c) was demonstrated through IgG experiments.

실시예 12. TCGA 폐선암종과 폐 세포 존재량 디콘볼루션에서의 RARRES1 상태Example 12. RARRES1 status in TCGA lung adenocarcinoma and lung cell overburden deconvolution

TCGA 인간 폐선암종의 DNA 및 RNA 증거 모두에서 RARRES1 상태를 조사했다(TCGA LUAD, n = 230). 도 14a에 나타난 바와 같이, Rarres1 변이형은 1.3 % CNV 증폭되었고, 체세포 변이가 없었다. 또한, 도 14b에 나타난 바와 같이, Rarres1 mRNA 발현은 6개의 TCGA LUAD subtype cluster 사이의 명확한 차이가 있었다. C1 그룹은 Rarres1 낮은 발현에 속한다(log2 배 변화 = -1.52, T- 테스트 P- 값 = 5.58e-08, 도 14b 및 도 14c).RARRES1 status was investigated in both DNA and RNA evidence of TCGA human lung adenocarcinoma (TCGA LUAD, n = 230). As shown in Fig. 14a, the Rarres1 mutant was amplified by 1.3% CNV, and there was no somatic mutation. In addition, as shown in FIG. 14b , there was a clear difference in Rarres1 mRNA expression among the six TCGA LUAD subtype clusters. The C1 group belongs to low expression of Rarres1 (log2 fold change = -1.52, T-test P-value = 5.58e -08 , Figure 14b and Figure 14c).

유전자 발현 프로파일을 사용하여 알려진 24가지 폐 세포의 존재를 추정했다. 대부분의 세포의 비율은 WT와 KO 상태가 일치했다. 그러나, 폐포 타입 2(alveolar type 2; AT2) 세포는 KO 종양 샘플에서만 극도로 풍부하게 보였으나, 다른 모든 조건에서는 낮은 농도를 나타냈다(KO 정상과 KO 종양 사이의 배수 변화 2.8, 도 14d). 또한, 인간 TCGA LUAD에서 C1그룹은 AT2 세포의 비율이 높았다(배수 변화 2.7, 도 14d).Gene expression profiles were used to estimate the presence of 24 known lung cells. The proportion of most cells was consistent with WT and KO status. However, alveolar type 2 (AT2) cells appeared extremely abundant only in KO tumor samples, but at low concentrations in all other conditions (fold change 2.8 between KO normal and KO tumors, FIG. 14d ). In addition, in human TCGA LUAD, the C1 group had a higher proportion of AT2 cells (fold change 2.7, FIG. 14d).

또한, 도 14e에 나타난 바와 같이, 오른쪽 상단 그래프를 통해, RARRES1는 인간 폐암 아류형 중 C1 그룹에 가장 낮은 발현을 보임을 알 수 있었고, 왼쪽 그래프를 통해, 폐 세포 정량 추정시 마우스 폐암 모델과 동일하게 인간 폐암 아류형 중 C1 그룹에서 AT2 cell과 Alveolar bipotent progenitor가 가장 높이 나타남을 볼 수 있었으며, 오른쪽 하단 히스토그램을 통해, 폐의 progenitor세포인 AT2 세포의 정량 전체 분포 히스토그램에서 인간 폐암 아류형 중 C1 그룹이 제일 높게 나타남을 알 수 있었다.In addition, as shown in Fig. 14e, through the upper right graph, it was found that RARRES1 showed the lowest expression in the C1 group among human lung cancer subtypes. Among the subtypes of human lung cancer, AT2 cells and alveolar bipotent progenitor were the highest in group C1. Through the histogram at the bottom right, the quantitative overall distribution histogram of AT2 cells, progenitor cells of the lung, group C1 among human lung cancer subtypes It was found that this was the highest.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다름 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 아닌 것으로 이해해야 한다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

<110> National Cancer Center <120> Retinoic acid receptor responder 1(RARRES1) gene knockout animal model and method for its production <130> MP18-188 <160> 8 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Rarres1-F <400> 1 gcgctgcact tcttcaactt 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Rarres1-R <400> 2 gccatagctg atgcttccat 20 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gapdh-F <400> 3 tgcaccacca actgctta 18 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gapdh-R <400> 4 ggatgcaggg atgatgttc 19 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KO-1F <400> 5 ctgggttcta gccagtttac agtt 24 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Ex3-R <400> 6 actcagcttt gggtagcatt agtc 24 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F4 <400> 7 cagttggtct ggtgtcaaaa ataa 24 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KO-2R <400> 8 ctcaggttct agacttccct gaaa 24 <110> National Cancer Center <120> Retinoic acid receptor responder 1 (RARRES1) gene knockout animal model and method for its production <130> MP18-188 <160> 8 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Rarres1-F <400> 1 gcgctgcact tcttcaactt 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Rarres1-R <400> 2 gccatagctg atgcttccat 20 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gapdh-F <400> 3 tgcaccacca actgctta 18 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gapdh-R <400> 4 ggatgcaggg atgatgttc 19 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KO-1F <400> 5 ctgggttcta gccagtttac agtt 24 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Ex3-R <400> 6 actcagcttt gggtagcatt agtc 24 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F4 <400> 7 cagttggtct ggtgtcaaaa ataa 24 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KO-2R <400> 8 ctcaggttct agacttccct gaaa 24

Claims (18)

제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위; 약물 저항성 유전자 부위; RARRES1 게놈 유전자의 3번째 엑손을 포함하는 유전자 절편; 및 제 2 loxP 부위의 순서로 이루어진 DNA 서열을 포함하는 인간을 제외한 종양형성 동물 모델 제작용 레티노산 수용체 반응인자 1(Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) 표적 벡터(targeting vector)가 형질도입된 인간을 제외한 종양형성 동물 모델 제작용 동물 세포를 낭배(blastocyst)에 주입하여 제조한 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델.
a first locus of X-over P1 (loxP) site; drug resistance gene region; a gene segment comprising the third exon of the RARRES1 genomic gene; And a second loxP site retinoic acid receptor response factor 1 (Retinoic acid receptor responder 1; RARRES1) target vector (targeting vector) for making a tumorigenic animal model other than humans comprising a DNA sequence consisting of a transduced human Non-human tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model prepared by injecting animal cells into the blastocyst for production of non-tumorigenic animal models.
제1항에 있어서,
상기 제 1 loxP(locus of X-over P1) 부위 앞에, 스플라이싱 수용체(splicing acceptor; SA), β-갈락토시다제 (β-galactosidase; βgal), 및 SV40 polyA signal(pA)의 순서로 이루어진 DNA 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델.
According to claim 1,
In front of the first locus of X-over P1 (loxP) site, splicing acceptor (SA), β-galactosidase (β-galactosidase; βgal), and SV40 polyA signal (pA) in the order A non-human tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model, characterized in that it comprises a DNA sequence consisting of
제1항에 있어서,
상기 약물 저항성 유전자 부위는 네오마이신 저항성 유전자인 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델.
According to claim 1,
The drug resistance gene region is a neomycin resistance gene, characterized in that the non-human tumorigenic RARRES1 + / N chimeric animal model.
제1항의 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델과 cre 재조합효소를 발현하는 인간을 제외한 동물을 교배시켜 제조한 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/- 동물 모델.
A non- human tumorigenic RARRES1 +/- animal model prepared by crossing the non-human tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model of claim 1 and an animal other than a human expressing cre recombinase.
제4항에 있어서,
상기 cre 재조합효소를 발현하는 인간을 제외한 동물은 cre 재조합효소를 코딩하는 유전자가 Zona pellucida 3(Zp3) 프로모터와 작동 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/- 동물 모델.
5. The method of claim 4,
In animals other than humans expressing the cre recombinase, the gene encoding the cre recombinase is operably linked to the Zona pellucida 3 (Zp3) promoter, non-human tumorigenic RARRES1 +/- animal model.
하기 단계를 포함하는 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델 제조방법.
(a) 제1항의 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 +/N 키메라 동물 모델을 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 키메라 동물 모델을 교배시켜 인간을 제외한 RARRES1 +/- 동물 모델을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 인간을 제외한 RARRES1 +/- 동물 모델을 교배하여 얻어진 자손들 중에서 인간을 제외한 RARRES1 -/- 동물 모델을 선별하는 단계.
A method for preparing a non -human tumorigenic RARRES1 -/- animal model comprising the following steps.
(a) preparing a non-human tumorigenic RARRES1 +/N chimeric animal model of claim 1;
(b) preparing a RARRES1 +/- animal model excluding humans by crossing the chimeric animal model of step (a); and
(c) selecting a non -human RARRES1 −/− animal model from among the progeny obtained by crossing the non-human RARRES1 +/- animal model of step (b).
제6항에 있어서,
상기 동물은 마우스인 것을 특징으로 하는, 제조방법.
7. The method of claim 6,
The production method, characterized in that the animal is a mouse.
제6항에 있어서,
상기 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델은 RARRES1이 결손되어 종양이 유발된 것을 특징으로 하는, 제조방법.
7. The method of claim 6,
The oncogenic RARRES1 -/- animal model except for the human is characterized in that the tumor is induced by the deletion of RARRES1, the manufacturing method.
제6항에 있어서,
상기 종양은 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 제조방법.
7. The method of claim 6,
The tumor is characterized in that at least one selected from the group consisting of spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia, a manufacturing method.
제6항의 제조방법에 의하여 제조된 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델.
A tumorigenic RARRES1 excluding humans prepared by the method of claim 6 -/- animal model.
제10항에 있어서,
상기 동물 모델은 유사분열 결함 유발용 또는 유사 분열 스트레스 저항용인 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델.
11. The method of claim 10,
The animal model is characterized in that for inducing mitotic defects or for resistance to mitotic stress, non-human tumorigenic RARRES1 -/- animal model.
제10항에 있어서,
상기 동물 모델은 체세포 돌연변이를 유도하는 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델.
11. The method of claim 10,
The animal model is characterized in that the induction of somatic mutation, non-human tumorigenic RARRES1 -/- animal model.
제10항에 있어서,
상기 동물 모델은 유사분열 세포주기에서 Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1, 및 Nup214로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유전자가 과발현되는 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델.
11. The method of claim 10,
The animal model is characterized in that at least one gene selected from the group consisting of Ccnd1, Cdkn1a, Cdkn2A, Nanog, Psrc1, and Nup214 in the mitotic cell cycle is overexpressed, non-human tumorigenic RARRES1 -/- animal model.
제10항에 있어서,
상기 종양은 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상에서 유발된 것을 특징으로 하는, 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델.
11. The method of claim 10,
Wherein the tumor is a non-colorectal cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, cervical cancer, and tumors other than the human, characterized in that the induction in the one or more selected from the group consisting of myeloid leukemia formed RARRES1 - // Animal model.
하기의 단계를 포함하는, 종양 치료물질의 스크리닝 방법:
(a) 인간을 제외한 종양형성 RARRES1 -/- 동물 모델의 피검체에 후보물질을 처리하는 단계;
(b) 상기 피검체의 사이클린-의존성 키나아제 1(Cyclin-dependent kinase 1; CDK1)과 사이클린 B1(Cyclin B1)의 인산화 정도를 측정하는 단계,
CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성을 측정하는 단계,
Mist1 및 LGR5의 발현 또는 활성을 측정하는 단계, 또는
SPC(surfactant protein) 양성 세포의 활성을 측정하는 단계; 및
(c) 후보물질 비처리군에 비해,
CDK1과 Cyclin B1의 인산화 정도가 감소되는 후보물질,
CDK1과 Cyclin B1 단백질의 양 또는 활성이 감소되는 후보물질,
Mist1(Muscle, intestine and stomach expression 1) 및 LGR5(Leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5)의 발현 또는 활성이 감소되는 후보물질, 또는
SPC양성 세포의 활성이 감소되는 후보물질을 종양 치료물질로 선정하는 단계.
A method for screening a tumor therapeutic agent, comprising the steps of:
(a) treating a candidate material in a subject of a non-human tumorigenic RARRES1 -/- animal model;
(b) measuring the degree of phosphorylation of the subject's cyclin-dependent kinase 1 (Cyclin-dependent kinase 1; CDK1) and cyclin B1 (Cyclin B1);
Measuring the amount or activity of CDK1 and Cyclin B1 protein,
measuring the expression or activity of Mist1 and LGR5, or
measuring the activity of SPC (surfactant protein) positive cells; and
(c) compared to the untreated group,
Candidate substances that decrease the degree of phosphorylation of CDK1 and Cyclin B1;
Candidate substances that decrease the amount or activity of CDK1 and Cyclin B1 proteins;
Candidate substances in which the expression or activity of Mist1 (Muscle, intestine and stomach expression 1) and LGR5 (Leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5) is reduced, or
A step of selecting a candidate material that reduces the activity of SPC-positive cells as a tumor treatment material.
제15항에 있어서,
상기 피검체는 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상에서 분리된 것을 특징으로 하는, 스크리닝 방법.
16. The method of claim 15,
The screening method, characterized in that the subject is isolated from one or more selected from the group consisting of spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia.
제15항에 있어서,
상기 종양은 비장암, 흉선암, 간암, 폐암, 신장암, 갑상선암, 소장암, 위암, 자궁암, 및 골수성 백혈병으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 스크리닝 방법.
16. The method of claim 15,
The tumor is spleen cancer, thymus cancer, liver cancer, lung cancer, kidney cancer, thyroid cancer, small intestine cancer, stomach cancer, uterine cancer, and myeloid leukemia, characterized in that at least one selected from the group consisting of, a screening method.
제15항에 있어서,
상기 Mist1, LGR5, 또는 SPC은 줄기세포 마커인 것을 특징으로 하는, 스크리닝 방법.

16. The method of claim 15,
The Mist1, LGR5, or SPC is a stem cell marker, characterized in that, screening method.

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