KR20250123260A - A pharmaceutical composition for preventing and treating ocular diseases comprising an NR2F1 inhibitor - Google Patents
A pharmaceutical composition for preventing and treating ocular diseases comprising an NR2F1 inhibitorInfo
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Abstract
본 발명은 NR2F1 (Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1) 억제제를 포함하는 안과 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다. 본 발명의 NR2F1 억제제는 NR2F1 유전자의 발현 또는 단백질의 활성을 억제하여 망막세포를 역노화시킴으로써, 망막색소상피세포의 세포노화를 감소시키고 시각 기능을 회복시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating ophthalmic diseases, comprising an NR2F1 (Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1) inhibitor. The NR2F1 inhibitor of the present invention has the effect of reducing cell aging of retinal pigment epithelial cells and restoring visual function by inhibiting the expression of the NR2F1 gene or the activity of the protein, thereby reverse-aging retinal cells.
Description
본 발명은 안과 질환 예방 및 치료용 약학 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 NR2F1의 발현 또는 활성 억제제를 포함하는 안과 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing and treating ophthalmic diseases, and more particularly, to a pharmaceutical composition for preventing or treating ophthalmic diseases comprising an inhibitor of the expression or activity of NR2F1.
나이 관련 황반변성(Age-Related Macular Degeneration; AMD)은 여러 선진국에서 65세 이상의 인구에서 실명을 초래하는 가장 중요한 질병으로 자리잡고 있다. 본 질환은 모든 종류의 동물에서 시기능의 핵심적인 역할을 담당하고 있는 망막의 항상성 및 생리적인 기능 유지에 결정적인 역할을 하는 망막색소상피세포층(Retinal Pigment Epithelium; RPE)의 기능저하 및 연령의 증가에 의한 위축이 가장 중요한 원인이 되는 것으로 알려져 있으며, 그 외 RPE의 기저막 역할을 하는 브루크막(Bruch's Membrane)의 나이에 따른 변화로 인한 비정상적인 변화 및 RPE 및 신경망막의 가장 외측에 위치하며 광변환(phototransduction)이 일어나는 광수용체세포(photoreceptor cell)에 영양분 및 산소를 공급하는 역할을 수행하는 맥락막모세혈관(Choriocapillaris)이 퇴화 등이 함께 작용할 것으로 생각되고 있다.Age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of blindness in people over 65 years of age in many developed countries. It is known that the most important cause of this disease is the functional decline and age-related atrophy of the retinal pigment epithelium (RPE), which plays a crucial role in maintaining the homeostasis and physiological function of the retina, which plays a key role in visual function in all species of animals. In addition, it is thought that abnormal changes due to age-related changes in Bruch's membrane, which acts as the basement membrane of the RPE, and degeneration of the choriocapillaris, which is located at the outermost layer of the RPE and the neural retina and supplies nutrients and oxygen to the photoreceptor cells where phototransduction occurs, may also play a role.
이와 같은 변화에 의하여 나타나는 표현형에 따라 나이 관련 황반변성은 크게 두 가지로 분류되는데, RPE와 Bruch's membrane, Choriocapillaris의 퇴화 및 기능의 저하를 특징으로 하는 건성 황반변성(Dry AMD)과 Dry AMD의 양상에 맥락막에서 기원한 신생혈관(Choroidal neovascularization; CNV)를 동반하는 습성 황반변성(wet AMD)으로 분류된다. 건성 황반변성의 10% 정도는 (염증반응으로 인한) 신생혈관 생성 및 부종과 출혈이 발생하는 습성 황반변성으로 진행되고, 나머지 환자는 신생혈관은 생성되지 않고 RPE와 시세포의 세포사멸로 인한 위축의 발생 및 이로 인한 위축형 황반변성이 유도된다.Depending on the phenotype exhibited by these changes, age-related macular degeneration is largely classified into two types: dry AMD, which is characterized by degeneration and functional decline of the RPE, Bruch's membrane, and choriocapillaris, and wet AMD, which has the characteristics of dry AMD but is accompanied by choroidal neovascularization (CNV). About 10% of dry macular degeneration progresses to wet macular degeneration, which causes neovascularization (due to an inflammatory reaction), edema, and hemorrhage, while the remaining patients do not develop neovascularization, but develop atrophy due to apoptosis of the RPE and photoreceptor cells, which induces atrophic macular degeneration.
습성 황반변성(Wet AMD)에 대한 치료는 2005년경부터 시작된 anti-vascular endothelial growth factor(anti-VEGF)의 유리체강내 주사를 통해 신생혈관 생성 억제를 이용한 치료법이 있고, 현재는 약효 지속 기간이 길고 VEGF뿐만 아니라 신생혈관을 줄일 수 있는 추가 타겟에 작용할 수 있는 신약들이 출시되어 습성 황반변성으로 인한 실명 비율은 눈에 띄게 감소하고 있다.Treatment for wet AMD has been available since around 2005, using intravitreal injections of anti-vascular endothelial growth factor (anti-VEGF) to inhibit neovascularization. Currently, new drugs with a long duration of effect and that can act on additional targets that can reduce neovascularization in addition to VEGF are being released, and the rate of blindness due to wet AMD is decreasing significantly.
하지만, 위축형 황반변성은 최근까지 뚜렷한 치료제가 존재하지 않아, 항산화 영양제 복용 또는 금연, 운동, 및 식습관 개선의 권장 정도이며, 환자는 서서히 실명이 되나 수명은 길어지고 있어 제약된 일상활동 기간은 증가하고 가족일원의 고통이 수반되는 사회경제적 손실이 증가하고 있다. 그러나, 위축형 나이 관련 황반변성은 의료현장에서도 경과 관찰 외에는 특별한 치료법이 없으나 점차 환자 수가 축적되고 있는 실정이다.However, atrophic macular degeneration has not yet had a clear treatment, and recommendations include antioxidant supplements, smoking cessation, exercise, and improved diet. Patients gradually lose their sight, but their lifespans are increasing, increasing the period of restricted daily activities and increasing the socioeconomic losses associated with the suffering of family members. Atrophic age-related macular degeneration, however, has no specific treatment beyond observation, even in the medical field. However, the number of patients is steadily increasing.
위축형 황반변성은 보체의 변이와 연관이 있는 것을 확인하여 과도한 보체 활성이 질환의 원인으로 제안되었고, 2023년 C3 보체 기능을 조절하는 약제(SYFOVRE™ [pegcetacoplan injection])가 최초로 위축형 황반변성의 FDA 승인을 받은 약제가 되었고 해당 약제에 의한 위축의 속도는 1년에 20% 정도 감소한 것을 확인하였다. 그러나, 시력의 의미 있는 향상으로 개선되지 않았고 오히려 맥락막신생혈관 발생 및 허혈성시신경병증 등 심각한 부작용이 관찰되었으며, C5 보체 기능을 조절하는 항체 약제(IZERVAY™ [Avacincaptad pegol]) 역시 시기능 보다는 위축의 진행억제라는 한계를 가지고 있다. 망막 신경 퇴화 억제나 재생 등 근본적 치료제나 치료법은 여전히 개발되지 않고 있다. 이에 기존과는 다른 근원적인 위축형 황반변성의 치료법 개발이 절실한 상황이다.Atrophic macular degeneration was confirmed to be associated with mutations in complement, suggesting that excessive complement activity is the cause of the disease. In 2023, a drug that modulates C3 complement function (SYFOVRE™ [pegcetacoplan injection]) became the first FDA-approved drug for atrophic macular degeneration, and it was confirmed that the rate of atrophy due to the drug decreased by about 20% per year. However, there was no significant improvement in visual acuity, and instead, serious side effects such as choroidal neovascularization and ischemic optic neuropathy were observed. In addition, an antibody drug that modulates C5 complement function (IZERVAY™ [Avacincaptad pegol]) has the limitation of only inhibiting the progression of atrophy rather than improving visual function. Fundamental treatments or therapies such as inhibition or regeneration of retinal nerve degeneration have still not been developed. Therefore, the development of a fundamental treatment for atrophic macular degeneration different from the existing ones is urgently needed.
한편, NR2F1(Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1)은 스테로이드/갑상선 호르몬 수용체 슈퍼패밀리에 속하는 전사 조절인자이며, DNA에 결합할 때 이량체로 기능하고 두 개의 고도로 보존된 도메인, 즉 아연 핑거 DNA 결합 도메인(DBD)과 추정 리간드 결합 도메인(LBD)을 조립하는 데 중요한 역할을 한다. NR2F1은 발달 중인 신피질의 신경 흥분성 조절, 피질 패턴화 및 신경 발생을 포함하여 다양한 뇌 발달 과정에 복잡하게 관여한다.Meanwhile, NR2F1 (Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1) is a transcriptional regulator belonging to the steroid/thyroid hormone receptor superfamily. It functions as a dimer upon binding to DNA and plays a crucial role in assembling two highly conserved domains: a zinc-finger DNA-binding domain (DBD) and a putative ligand-binding domain (LBD). NR2F1 is intricately involved in various brain developmental processes, including regulation of neuronal excitability in the developing neocortex, cortical patterning, and neurogenesis.
NR2F1의 반수체 결핍은 Bosch-Boonstra-Schaaf 시신경 위축 증후군으로 알려진 단일 유전자 신경발달 증후군과 관련이 있으며, 이는 초기 망막 및 시신경두 발달과 시각 시스템의 성숙(시각 시스템의 신경 발달)의 핵심 요소 중 하나이다. NR2F1은 발달 중인 마우스 망막과 성숙한 마우스 내부 핵층(INL) 내의 거의 모든 세포에서 다양한 수준으로 발현되며, 특히 성숙한 마우스 망막의 무축삭 세포에서 발현되는 것으로 보고되고 있다. 또한, NR2F1이 과발현되면 무축삭 세포와 원추체 광수용체 세포의 분화를 촉진하지만, 마우스 망막 외식편 배양에서 간체 광수용체의 감소로 이어지는 것으로 보고된다.Haplodeficiency of NR2F1 is associated with a single-gene neurodevelopmental syndrome known as Bosch-Boonstra-Schaaf optic atrophy syndrome, which is a key factor in early retinal and optic nerve head development and visual system maturation (neurogenesis of the visual system). NR2F1 is expressed at varying levels in virtually all cells within the developing mouse retina and the inner nuclear layer (INL) of the mature mouse retina, and is particularly expressed in amacrine cells of the mature mouse retina. Furthermore, overexpression of NR2F1 promotes the differentiation of amacrine and cone photoreceptor cells, but leads to a loss of rod photoreceptors in mouse retinal explant cultures.
그러나, 현재 노화 관련 안과 질환에서의 NR2F1에 역할과 NR2F1 발현 조절을 통한 안과 질환 치료 가능성에 대해 알려진 바 없으며, 국내외 역노화 기술을 이용한 망막질환 치료제는 아직까지 개발된 바가 없다However, the role of NR2F1 in age-related ophthalmic diseases and the possibility of treating ophthalmic diseases by regulating NR2F1 expression are currently unknown, and no treatment for retinal diseases using domestic or foreign reverse aging technology has yet been developed.
이에, 본 발명자들은 노화에서의 NR2F1의 역할을 확인하였으며, 전사인자인 NR2F1을 저해하여 망막세포를 역노화시킴으로써 NR2F1 발현 조절을 통한 망막변성질환 치료 효과를 확인하고 NR2F1 억제제를 포함한 안과질환, 특히 건성 황반변성에 적합한 치료제를 개발하였다.Accordingly, the present inventors confirmed the role of NR2F1 in aging, and confirmed the therapeutic effect of retinal degenerative disease through regulation of NR2F1 expression by inhibiting the transcription factor NR2F1 and reversing retinal cell aging, and developed a treatment suitable for ophthalmic diseases, particularly dry macular degeneration, including an NR2F1 inhibitor.
본 발명은 NR2F1 억제제를 포함하는 안과 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating ophthalmic diseases comprising an NR2F1 inhibitor.
또한, 본 발명은 NR2F1 억제제를 투여하는 단계를 포함하는 안과 질환의 치료방법을 제공한다.The present invention also provides a method for treating an ophthalmic disease, comprising administering an NR2F1 inhibitor.
또한, 본 발명은 안과 질환의 예방 또는 치료를 위하여 이를 필요로 하는 대상체에 유효량의 NR2F1 억제제를 투여하는 단계를 포함하는 안과 질환의 치료방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for treating an ophthalmic disease, comprising administering an effective amount of an NR2F1 inhibitor to a subject in need thereof for preventing or treating an ophthalmic disease.
또한, 본 발명은 안과 질환의 예방 또는 치료를 위한 약제 제조에 있어 NR2F1 억제제의 용도를 제공한다.The present invention also provides the use of an NR2F1 inhibitor in the manufacture of a medicament for the prevention or treatment of ophthalmic diseases.
또한, 본 발명은 안과 질환의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 NR2F1 억제제를 제공한다.The present invention also provides an NR2F1 inhibitor for use in the prevention or treatment of ophthalmic diseases.
또한 본 발명에 따른 약학 조성물을 포함하는 안과용 제제를 제공한다.Also provided is an ophthalmic preparation comprising a pharmaceutical composition according to the present invention.
본 발명은 NR2F1 (Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1) 억제제를 포함하는 안과 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating ophthalmic diseases comprising an NR2F1 (Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1) inhibitor.
본 발명에 따른 NR2F1 억제제는 NR2F1 유전자의 발현 억제제 또는 NR2F1 단백질의 활성 억제제일 수 있다.The NR2F1 inhibitor according to the present invention may be an expression inhibitor of the NR2F1 gene or an activity inhibitor of the NR2F1 protein.
본 발명의 발명자들은 NR2F1의 발현 증가가 세포 노화와 연관성이 있음을 확인하였으며, NR2F1 억제제를 통해 NR2F1의 발현 또는 활성을 억제시킴으로써 역노화를 유도하여 시각 기능을 회복시킬 수 있음을 확인하였다.The inventors of the present invention confirmed that increased expression of NR2F1 is associated with cellular aging, and confirmed that visual function can be restored by inducing reverse aging by inhibiting the expression or activity of NR2F1 using an NR2F1 inhibitor.
특히, 맥락막신생혈관 생성에 의해 망막부종과 출혈, 섬유화 반흔이 발생하는 습성 황반변성과는 다르게, 건성 황반변성(Dry AMD)은 신생혈관은 생성되지 않고 RPE와 광수용체 세포의 세포사멸로 인한 황반위축이 발생한다. 이러한 위축형 황반변성 (건성 황반변성의 진행성 형태)의 병인은 다양하고 아직 명확히 밝혀지지 않았으나, RPE의 세포노화로 인한 발생과 악화가 병인의 하나로 최근 대두되고 있다. 따라서 신경 퇴화를 억제할 수 있는 재생의학적 관점에서 역노화 치료제가가 근원적 치료가 될 수 있는데, 아직까지 전세계적으로 개발된 바가 없다. 이에, 본 발명에 따른 NR2F1 억제제는 RPE 역노화의 효과를 나타내어, 건성/위축성 황반변성에서 보다 근원적인 치료를 가능하게 함으로써 우수한 치료 효능을 나타낼 수 있다. In particular, unlike wet macular degeneration, which causes retinal edema, hemorrhage, and fibrotic scarring due to choroidal neovascularization, dry macular degeneration (Dry AMD) does not cause neovascularization, but causes macular atrophy due to apoptosis of RPE and photoreceptor cells. The etiology of this atrophic macular degeneration (a progressive form of dry macular degeneration) is diverse and has not yet been clearly identified, but the occurrence and deterioration due to cellular senescence of the RPE has recently emerged as one of the etiologies. Therefore, from a regenerative medicine perspective, an anti-aging treatment that can suppress neurodegeneration could be a fundamental treatment, but none has been developed worldwide yet. Therefore, the NR2F1 inhibitor according to the present invention exhibits the effect of RPE anti-aging, and thus enables more fundamental treatment in dry/atrophic macular degeneration, thereby exhibiting excellent therapeutic efficacy.
상기 “NR2F1(Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1)”는 COUP-TF1(COUP Transcription Factor 1)로도 알려져 있으며, 스테로이드/갑상선 호르몬 수용체 슈퍼패밀리에 속하는 전사 조절인자이다. NR2F1 유전자의 이상으로 보쉬분스트라샤프 시신경위축 증후군(Bosch-Boonstra-Schaaf Optic Atrophy syndrome) 발생한다는 사실이 알려져 있으나, 노화와 NR2F1 사이의 관련성을 이용한 치료제에 대한 연구개발은 이루어지지 않았다.The above “NR2F1 (Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 1)” is also known as COUP-TF1 (COUP Transcription Factor 1) and is a transcriptional regulator belonging to the steroid/thyroid hormone receptor superfamily. It is known that Bosch-Boonstra-Schaaf Optic Atrophy syndrome is caused by an abnormality in the NR2F1 gene, but there has been no research and development on a therapeutic agent that utilizes the relationship between aging and NR2F1.
본 발명의 NR2F1 억제제는 NR2F1에 상보적으로 결합하는 siRNA(short interfering RNA), shRNA(short hairpin RNA), miRNA(micro RNA), 리보자임 또는 안티센스 올리고뉴클레오타이드; 또는 RNPS1에 특이적으로 결합하는 화합물, 펩타이드, 펩타이드 유사체(mimetics), 앱타머(aptamer) 및 항체 또는 항체의 항 원 결합 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The NR2F1 inhibitor of the present invention may be at least one selected from the group consisting of siRNA (short interfering RNA), shRNA (short hairpin RNA), miRNA (micro RNA), ribozyme or antisense oligonucleotide that complementarily binds to NR2F1; or compounds, peptides, peptide mimetics, aptamers and antibodies or antigen-binding fragments of antibodies that specifically bind to RNPS1.
바람직하게 NR2F1 유전자의 발현을 억제하는 shRNA(short hairpin RNA)일 수 있으며, 안과 질환의 특성상 치료제의 적절 투여 경로로 전달을 위하여 shRNA를 발현 벡터에 의해 전달할 수 있다.Preferably, it may be a shRNA (short hairpin RNA) that suppresses the expression of the NR2F1 gene, and the shRNA may be delivered by an expression vector in order to deliver the therapeutic agent through an appropriate administration route due to the nature of the ophthalmic disease.
본 발명에서 용어 "짧은 헤어핀 RNAs(short hairpin RNA, shRNA)"는 인위적으로 세포내로 도입시켜 RNA 간섭(RNA interference, RNAi)를 유도하는 이중가닥 RNAs(double-stranded RNAs, dsRNAs)로서, 플라스미드 혹은 벡터-기반의 시스템으로 세포내로 도입되어 세포내에서 짧은 간섭 RNAs(small interfering RNAs, siRNAs)을 제공하는 dsRNA를 말한다. In the present invention, the term "short hairpin RNAs (shRNA)" refers to double-stranded RNAs (dsRNAs) that are artificially introduced into cells to induce RNA interference (RNAi), and are dsRNAs that are introduced into cells using a plasmid or vector-based system to provide short interfering RNAs (siRNAs) within the cells.
용어 "NR2F1 유전자를 표적으로 하는 shRNA"는 NR2F1 유전자에 대하여 RNAi 현상을 유도하는 shRNAs를 말한다. 상기 NR2F1 유전자는 진뱅크(Gene Bank) 등에 공지되어 있다.The term "shRNA targeting the NR2F1 gene" refers to shRNAs that induce RNAi activity against the NR2F1 gene. The NR2F1 gene is known from Gene Bank and other sources.
이에 바람직한 shRNA(short hairpin RNA)는 통상적으로 진뱅크(Gene Bank) 등에 공지된 유전자 서열을 고려하여 합성 가능하다. NR2F1 유전자에 대하여 RNAi 현상을 유도하는 서열이라면 임의의 서열이 본 발명의 shRNA 서열 내에 포함된다. 이의 예시적인 서열로 서열번호 4, 서열번호 11 내지 21의 서열 등이 가능하다. 본 발명의 일실시예에 따르면 서열번호 4의 염기서열을 사용하였다. Accordingly, a desirable shRNA (short hairpin RNA) can be synthesized by considering a gene sequence known in Gene Bank, etc. Any sequence that induces RNAi phenomenon for the NR2F1 gene is included in the shRNA sequence of the present invention. Exemplary sequences thereof include sequences of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 11 to 21, etc. According to one embodiment of the present invention, the base sequence of SEQ ID NO: 4 was used.
상기 NR2F1 억제제로 shRNA는 바람직하게 발현 벡터에 포함될 수 있다. The shRNA for the above NR2F1 inhibitor may preferably be included in an expression vector.
보다 구체적으로 서열번호 4의 shRNA가 발현 벡터에 적용된 것일 수 있다. More specifically, the shRNA of sequence number 4 may have been applied to the expression vector.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어, "siRNA(small interfering RNA)"란 특정 mRNA의 절단(cleavage)을 통하여 RNA간섭 (RNA interference; RNAi) 현상을 유도할 수 있는 짧은 이중사슬 RNA를 의미한다. 타겟 유전자의 mRNA와 상동인 서열을 가지는 센스 RNA 가닥과 이와 상보적인 서열을 가지는 안티센스 RNA 가닥으로 구성된다. siRNA는 타겟 유전자의 발현을 억제할 수 있기 때문에 효율적인 유전자 녹다운(knock-down) 방법으로서 또는, 유전자치료 (gene therapy)의 방법으로 제공된다.In addition, the term "siRNA (small interfering RNA)" used in the present invention refers to a short double-stranded RNA that can induce RNA interference (RNAi) by cleaving a specific mRNA. It is composed of a sense RNA strand having a sequence homologous to the mRNA of a target gene and an antisense RNA strand having a sequence complementary thereto. Since siRNA can suppress the expression of a target gene, it is provided as an efficient gene knock-down method or as a method of gene therapy.
siRNA(small interfering RNA)는 통상적으로 진뱅크(Gene Bank) 등에 공지된 유전자 서열을 고려하여 합성 가능하다. 이의 예시적인 서열로 서열번호 22 내지 31의 서열로 기재하였다(서열번호: 22-23, 24-25, 26-27, 28-29, 30-31 매칭). 황반변성 등의 망막질환은 눈에 국소적인 약물 투여가 필요하다. 그러나, 일반적으로 사용되는 anti-VEGF antibody 계열의 루센티스, 아일리아 등의 약물은 상당수 환자들에서 눈에 직접 수십회의 반복 투여가 필요하여 환자는 이에 대한 큰 거부감을 느끼는 것이 일반적이다. 이에 반하여 본 발명에 따른 발현 벡터에 포함된 shRNA는 1회 투여를 통해서도 장기간 치료 효능을 나타낼 수 있다는 점에서 기존의 치료제의 방식을 개선할 수 있다. siRNA (small interfering RNA) can usually be synthesized by considering the known gene sequences in Gene Bank, etc. Exemplary sequences thereof are described as sequences of SEQ ID NOs: 22 to 31 (SEQ ID NOs: 22-23, 24-25, 26-27, 28-29, 30-31 matching). Retinal diseases such as macular degeneration require topical drug administration to the eye. However, commonly used anti-VEGF antibody drugs such as Lucentis and Eylea require dozens of repeated direct administrations to the eye in many patients, which patients usually feel great resistance to. In contrast, the shRNA included in the expression vector according to the present invention can improve the existing therapeutic methods in that it can exhibit long-term therapeutic efficacy even with a single administration.
또한, 망막질환 치료제로서 본 발명에 따른 NR2F1 억제제는 망막하 또는 안구내 주사를 통해서 치료 유전자를 망막세포에 표적 전달이 가능하며, 장기간 안정적으로 발현시킬 수 있으며, 환자의 게놈에 통합되지 않게 함으로써 새로운 유전물질의 삽입에 따른 잠재적 위험이 드물기 때문에 돌연변이 유발 위험도 적다는 장점이 있다. 또한 일반적인 낮은 면역원성을 지닌 벡터이며 특히 망막과 RPE는 면역특혜 (Immune privilege) 조직으로 치료벡터의 면역 매개 거부 또는 파괴 가능성을 줄여 잠재적으로 치료의 효능과 수명이 더욱 향상될 수 있다.In addition, the NR2F1 inhibitor according to the present invention as a treatment for retinal diseases has the advantage of being able to target and deliver therapeutic genes to retinal cells through subretinal or intraocular injection, allowing for long-term stable expression, and reducing the risk of mutations by preventing integration into the patient's genome, thereby reducing the potential risk of inserting new genetic material. In addition, it is a vector with generally low immunogenicity, and in particular, the retina and RPE are immune privileged tissues, reducing the possibility of immune-mediated rejection or destruction of the therapeutic vector, which can potentially further improve the efficacy and longevity of the treatment.
특히, 일반적인 유전자에 상보적으로 결합하는 siRNA, shRNA, miRNA, 리보자임 등은 직접 눈에 국소적으로 적용하기 어렵다. 이에, 본 발명에서는 shRNA를 발현 벡터에 담지시켜 적용함으로써 치료 효능을 높일 뿐만 아니라 실제 임상 적용 등에 적합한 형태로 이를 디자인하였다. In particular, siRNA, shRNA, miRNA, ribozymes, and other RNAs that bind complementarily to common genes are difficult to apply directly to the eye. Therefore, the present invention utilizes shRNAs contained within expression vectors, thereby enhancing therapeutic efficacy and designing them in a form suitable for actual clinical applications.
상기 발현 벡터는 바이러스 벡터, 플라스미드 및 비-바이러스성 벡터일 수 있다. The above expression vector may be a viral vector, a plasmid, or a non-viral vector.
상기 바이러스 벡터는 아데노-관련 바이러스(adeno-associated virus, AAV) 벡터, 아데노바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터, 헤르페스 단순포진 바이러스 벡터, 바쿨로 바이러스 벡터, 센다이 바이러스 벡터, 레트로바이러스 벡터 등이 있으며, 바람직하게 상기 발현 벡터는 렌티바이러스 또는 아데노-관련 바이러스(adeno-associated virus, AAV) 벡터일 수 있다.The above viral vectors include adeno-associated virus (AAV) vectors, adenovirus vectors, lentivirus vectors, herpes simplex virus vectors, baculovirus vectors, Sendai virus vectors, retrovirus vectors, etc., and preferably, the expression vector may be a lentivirus or adeno-associated virus (AAV) vector.
본 발명에서, 상기 NR2F1 억제제는 NR2F1 유전자의 발현 또는 단백질의 활성을 억제하는 shRNA가 삽입된 재조합 AAV(rAAV) 벡터 또는 렌티 바이러스 벡터 일 수 있다. 보다 구체적으로 서열번호 4의 shRNA가 삽입된 재조합 AAV(rAAV) 벡터 또는 렌티 바이러스 벡터일 수 있다. In the present invention, the NR2F1 inhibitor may be a recombinant AAV (rAAV) vector or lentiviral vector into which an shRNA that suppresses the expression of the NR2F1 gene or the activity of the protein is inserted. More specifically, it may be a recombinant AAV (rAAV) vector or lentiviral vector into which an shRNA of SEQ ID NO: 4 is inserted.
"rAAV"는 적어도 하나의 AAV 캡시드 단백질 및 이종 폴리뉴클레오타이드(즉, 야생형 AAV 게놈이 아닌 폴리뉴클레오타이드, 예컨대, 포유동물 세포에 전달될 트랜스진)를 포함하는 캡시드화된(encapsidated) 폴리뉴클레오타이드 rAAV 벡터로 구성된 바이러스 입자를 지칭한다. rAAV 입자는 임의의 변형, 유도체 또는 위형(예를 들어, AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9 또는 AAV10 또는 이들의 유도체/변형/위형)을 포함하는 임의의 AAV 혈청형을 가질 수 있다. 이러한 AAV 혈청형 및 유도체/변형/위형 및 이러한 혈청형/유도체/변형/위형의 생성 방법은 당업계에 공지되어 있다(예를 들어, 문헌[Asokan et al., Mol. Ther. 20(4):699-708 (2012)] 참고). 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 및 AAV.HSC16으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다 "rAAV" refers to a viral particle comprised of an encapsidated polynucleotide rAAV vector comprising at least one AAV capsid protein and a heterologous polynucleotide (i.e., a polynucleotide other than the wild-type AAV genome, e.g., a transgene to be delivered into a mammalian cell). The rAAV particle may have any AAV serotype, including any modification, derivative, or pseudotype (e.g., AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, or AAV10 or derivatives/modifications/pseudotypes thereof). Such AAV serotypes and derivatives/modifications/pseudotypes and methods for producing such serotypes/derivatives/modifications/pseudotypes are known in the art (see, e.g., Asokan et al., Mol. Ther. 20(4):699-708 (2012)). In some embodiments, the rAAV particle comprises AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, It may be any one selected from AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 and AAV.HSC16.
또한, rAAV 입자는 AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 및 AAV.HSC16으로부터 선택된 AAV 캡시드 혈청형으로부터의 캡시드 단백질을 포함한다. 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15, 또는 AAV.HSC16 캡시드 단백질의 유도체, 변형 또는 위형인 캡시드 단백질을 포함한다. Additionally, rAAV particles include AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, A capsid protein from an AAV capsid serotype selected from AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 and AAV.HSC16. In some embodiments, the rAAV particle comprises AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, A capsid protein that is a derivative, variant, or pseudotype of the AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15, or AAV.HSC16 capsid protein.
본 개시내용의 rAAV 입자는 임의의 혈청형 또는 혈청형의 임의의 조합(예를 들어, 2개 이상의 혈청형을 포함하는, 예를 들어, rAAV2, rAAV8 및 rAAV9 입자 중 2개 이상을 포함하는 rAAV 입자의 집단)을 가질 수 있다. 일부실시형태에서, rAAV 입자는 rAAV1, rAAV2, rAAV3, rAAV4, rAAV5, rAAV6, rAAV7, rAAV8, rAAV9, rAAV10 또는 다른 rAAV 입자 또는 이들 둘 이상의 조합이다. 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 rAAV8 또는 rAAV9 입자이다. 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15 및 AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 및 AAV.HSC16으로부터 선택된 2개 이상의 혈청형으로부터의 캡시드 단백질을 포함한다. 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15 및 AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 및 AAV.HSC16 캡시드 단백질로부터 선택된 2개 이상의 혈청형의 유도체, 변형 또는 위형인 캡시드 단백질을 포함한다.The rAAV particles of the present disclosure can have any serotype or any combination of serotypes (e.g., a population of rAAV particles comprising two or more serotypes, e.g., two or more of rAAV2, rAAV8, and rAAV9 particles). In some embodiments, the rAAV particles are rAAV1, rAAV2, rAAV3, rAAV4, rAAV5, rAAV6, rAAV7, rAAV8, rAAV9, rAAV10, or other rAAV particles, or a combination of two or more thereof. In some embodiments, the rAAV particles are rAAV8 or rAAV9 particles. In some embodiments, the rAAV particle comprises AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, and AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, Comprising capsid proteins from two or more serotypes selected from AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 and AAV.HSC16. In some embodiments, the rAAV particle comprises AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, and AAV16, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.Anc80, AAV.Anc80L65, AAV.7m8, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, AAV2.5, AAV2tYF, AAV3B, AAV.LK03, AAV.HSC1, AAV.HSC2, AAV.HSC3, AAV.HSC4, AAV.HSC5, AAV.HSC6, Comprising a capsid protein which is a derivative, variant or pseudotype of two or more serotypes selected from AAV.HSC7, AAV.HSC8, AAV.HSC9, AAV.HSC10, AAV.HSC11, AAV.HSC12, AAV.HSC13, AAV.HSC14, AAV.HSC15 and AAV.HSC16 capsid proteins.
일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15 및 AAV16으로 이루어진 군으로부터 선택된 혈청형 또는 이들의 유도체, 변형 또는 위형의 AAV 캡시드 단백질을 갖는다. 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV8, AAV9의 혈청형 또는 이들의 유도체, 변형 또는 위형의 AAV 캡시드 단백질을 갖는다. 일부 실시형태에서, rAAV 입자는 AAV7, AAV8, AAV9, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB 및 AAV.7m8로 이루어진 군으로부터 선택된 혈청형의 AAV 캡시드 단백질을 갖는다.In some embodiments, the rAAV particle has an AAV capsid protein of a serotype selected from the group consisting of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13, AAV14, AAV15, and AAV16, or a derivative, variant, or pseudotype thereof. In some embodiments, the rAAV particle has an AAV capsid protein of the serotype AAV8, AAV9, or a derivative, variant, or pseudotype thereof. In some embodiments, the rAAV particle has an AAV capsid protein of a serotype selected from the group consisting of AAV7, AAV8, AAV9, AAV.rh8, AAV.rh10, AAV.rh20, AAV.rh39, AAV.Rh74, AAV.RHM4-1, AAV.hu37, AAV.PHP.B, AAV.PHP.eB, and AAV.7m8.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에서는 AAV 2 (phospholipase) / 8 (capsid domain)를 사용하였다.According to one embodiment of the present invention, AAV 2 (phospholipase) / 8 (capsid domain) was used.
“렌티바이러스 벡터"는 레트로바이러스의 일종이다. 상기 벡터는 렌티바이러스 트랜스퍼 벡터로 혼용하여 지칭되기도 한다. 상기 렌티바이러스 벡터는 감염 대상인 세포의 게놈 DNA에 삽입되어 안정되게 유전자를 발현시킨다. 또한, 상기 벡터는 분열세포 및 비분열세포에 유전자를 전달할 수 있다. 상기 벡터는 인체의 면역반응을 유도하지 않기 때문에 발현이 지속적이다. 또한, 종래에 사용되는 바이러스 벡터인 아데노바이러스 벡터에 비하여 큰 사이즈의 유전자도 전달 가능한 이점이 있다.A “lentiviral vector” is a type of retrovirus. The vector is also referred to interchangeably as a lentiviral transfer vector. The lentiviral vector is inserted into the genomic DNA of a cell to be infected and stably expresses a gene. In addition, the vector can transfer a gene to dividing cells and non-dividing cells. Since the vector does not induce an immune response in the human body, expression is continuous. In addition, compared to the adenovirus vector, which is a conventionally used viral vector, it has the advantage of being able to transfer genes of a large size.
렌티바이러스는 소 렌티바이러스 군, 말 렌티바이러스 군, 고양이 렌티바이러스 군, 양, 염소 렌티바이러스 군 및 영장류 렌티바이러스 군의 구성원을 포함한다. 유전자 요법을 위한 렌티바이러스 벡터의 개발은 문헌 [Klimatcheva et al. (1999) Frontiers in Bioscience 4:481-496]에 개관되어 있다. 유전자 요법에 적합한 렌티바이러스 벡터의 설계 및 사용은 예를 들어 미국 특허 제6,207,455호 및 미국 특허 제6,615,782호에 기술되어 있다. 렌티바이러스의 예는 HIV-1, HIV-2, HIV-1/HIV-2 슈도형, HIV-1/SIV, FIV, 염소 관절염 뇌염 바이러스(CAEV), 말 감염성 빈혈 바이러스, 및 소 면역 결핍 바이러스를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. Lentiviruses include members of the bovine lentivirus family, the equine lentivirus family, the feline lentivirus family, the ovine lentivirus family, the caprine lentivirus family, and the primate lentivirus family. The development of lentiviral vectors for gene therapy is reviewed in the literature [Klimatcheva et al. (1999) Frontiers in Bioscience 4:481-496]. The design and use of lentiviral vectors suitable for gene therapy are described, for example, in U.S. Patent No. 6,207,455 and U.S. Patent No. 6,615,782. Examples of lentiviruses include, but are not limited to, HIV-1, HIV-2, HIV-1/HIV-2 pseudotypes, HIV-1/SIV, FIV, caprine arthritis encephalitis virus (CAEV), equine infectious anemia virus, and bovine immunodeficiency virus.
재조합 렌티바이러스는 본 발명의 렌티바이러스 벡터, 패키징 (packaging) 플라스미드 및 엔벨로프 (envelope) 플라스미드로 숙주세포를 형질 전환시키는 단계; 및 형질 전환된 숙주세포로부터 렌티바이러스를 분리하는 단계를 통하여 수득할 수 있다.A recombinant lentivirus can be obtained through a step of transforming a host cell with the lentiviral vector, packaging plasmid, and envelope plasmid of the present invention; and a step of isolating the lentivirus from the transformed host cell.
상기 용어 "패키징 플라스미드(packaging plasmid)" 및 "엔벨로프플라스미드(envelope plasmid)"는 단백질을 코딩하는 유전자가 적재된 플라스미드이다. 이들 플라스미드는 렌티바이러스 벡터 이외에, 렌티바이러스를 생산하기 위해 필요한 헬퍼 구조물(예를 들어, 플라스미드 또는 단리된 핵산)을 제공할 수 있다. 이러한 구조물은 숙주세포에서 렌티바이러스 벡터를 제조하고, 이를 패키징하는데 유용한 요소들을 함유한다. 상기 요소로는 GAG 전구체와 같은 구조 단백질; pol 전구체와 같은 프로세싱 단백질; 프로테아제, 외피 단백질, 및 숙주세포에서 단백질을 제조하고 렌티바이러스 입자를 생산하는데 필요한 발현 및 조절 신호 등을 포함할 수 있다.The terms "packaging plasmid" and "envelope plasmid" as used herein refer to plasmids loaded with genes encoding proteins. In addition to lentiviral vectors, these plasmids may provide helper constructs (e.g., plasmids or isolated nucleic acids) necessary for lentivirus production. These constructs contain elements useful for producing and packaging lentiviral vectors in host cells. These elements may include structural proteins, such as GAG precursors; processing proteins, such as pol precursors; proteases, coat proteins, and expression and regulatory signals necessary for producing proteins and producing lentiviral particles in host cells.
재조합 렌티바이러스의 생산에는 Clonetech Laboratories사의 Lenti-X Lentiviral Expression System이나, Addgene사에서 제공하는 패키징 플라스미드(예를 들어, pRSV-Rev, psPAX, pCl-VSVG, pNHP 등) 또는 엔벨로프 플라스미드(예를 들어, pMD2.G, pLTR-G, pHEF-VSVG 등)를 사용할 수 있다.For the production of recombinant lentiviruses, the Lenti-X Lentiviral Expression System from Clonetech Laboratories, packaging plasmids (e.g., pRSV-Rev, psPAX, pCl-VSVG, pNHP, etc.) or envelope plasmids (e.g., pMD2.G, pLTR-G, pHEF-VSVG, etc.) provided by Addgene can be used.
상기 언급된 발현 벡터는 작동가능하게 연결된 서열을 통해 목적하는 shRNA의 발현을 달성할 수 있다. The above-mentioned expression vector can achieve expression of the desired shRNA through an operably linked sequence.
본 명세서에서 사용하는 용어, "작동적으로 연결된"이란, 뉴클레오티드 발현 조절 서열(예: 프로모터, 시그널 서열, 또는 전사조절인자 결합위치의 어레이)과 다른 뉴클레오티드 사이의 기능적인 결합을 의미한다. 상기 조절 서열은 상기 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 해독을 조절할 수 있다.As used herein, the term "operably linked" refers to a functional linkage between a nucleotide expression control sequence (e.g., a promoter, signal sequence, or array of transcription factor binding sites) and another nucleotide, wherein the control sequence is capable of controlling the transcription and/or translation of the other nucleic acid sequence.
본 발명에 있어서 프로모터 서열은 일반적으로 벡터 발현에서 사용되는 프로모터 서열, RPE 세포 특이적으로 알려져 있는 프로모터 서열 또는 과발현을 목적하는 프로모터 서열 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 일반적인 프로모터 서열로 CMV(cytomegalo virus) 프로모터, 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, HSV의 tk 프로모터, RSV U6 프로모터, 프로모터, EF1 알파 프로모터, 메탈로티오닌 프로모터, 베타-액틴 프로모터, 인간 IL-2 유전자의 프로모터, 인간 IFN 유전자의 프로모터, 인간 IL-4 유전자의 프로모터, 인간 림포톡신 유전자의 프로모터, 인간 GM-CSF 유전자의 프로모터 등을 이용할 수 있다.In the present invention, the promoter sequence may include a promoter sequence generally used in vector expression, a promoter sequence known to be specific to RPE cells, or a promoter sequence for overexpression, etc. For example, as a general promoter sequence, a CMV (cytomegalovirus) promoter, an adenovirus late promoter, a vaccinia virus 7.5K promoter, an SV40 promoter, a tk promoter of HSV, an RSV U6 promoter, a promoter, an EF1 alpha promoter, a metallothionine promoter, a beta-actin promoter, a promoter of a human IL-2 gene, a promoter of a human IFN gene, a promoter of a human IL-4 gene, a promoter of a human lymphotoxin gene, a promoter of a human GM-CSF gene, etc. may be used.
RPE 세포 특이적으로 사용 가능한 프로모터는 예를 들어 BEST1(VMD2) 프로모터, RPE65 프로모터, RDH5 프로모터 등을 들 수 있다. Promoters that can be used specifically for RPE cells include, for example, the BEST1 (VMD2) promoter, the RPE65 promoter, and the RDH5 promoter.
또한, 본 발명에 따른 벡터는 하나 이상의 적절한 전사 개시, 종결, 인핸서 서열, 효율적인 RNA 처리 신호, 예컨대 세포질의 mRNA를 안정화시키는 스플라이싱 및 폴리아데닐화 (폴리A) 신호, 예를 들어 Kozak 서열; 번역 효율을 증대시키는 서열 또는 WPRE; mRNA 안정성을 증대시키는 서열; Central polypyrimidine tract/central termination sequence (cPPT/CTS); Rev-responsive element (RRE) 및 필요에 따라, 암호화된 생성물의 분비를 증대시키는 서열 등을 함유할 수 있다.In addition, the vector according to the present invention may contain one or more suitable transcription initiation, termination, enhancer sequences, efficient RNA processing signals such as splicing and polyadenylation (polyA) signals that stabilize mRNA in the cytoplasm, e.g., Kozak sequences; sequences that enhance translation efficiency or WPRE; sequences that enhance mRNA stability; Central polypyrimidine tract/central termination sequence (cPPT/CTS); Rev-responsive element (RRE) and, if desired, sequences that enhance secretion of the encoded product.
예를 들어, 본 발명에 따른 유전자 작제물은 또한 인핸서를 포함할 수 있다. 이러한 인핸서는 CMV 인핸서, WPRE 인핸서, HPRE 인핸서, CTE 인핸서, 또는 이의 유도체 또는 하이브리드를 포함하나 이에 한정되지 않는 바이러스 인핸서이다. For example, the genetic construct according to the present invention may also comprise an enhancer. Such enhancers are viral enhancers, including but not limited to a CMV enhancer, a WPRE enhancer, an HPRE enhancer, a CTE enhancer, or derivatives or hybrids thereof.
또한 본 발명에 따른 유전자 작제물은 Kozak 서열을 포함할 수 있다. Additionally, the genetic construct according to the present invention may comprise a Kozak sequence.
포장 신호는 5' 역 말단 반복부 (ITR) 및 3' ITR일 수 있다. 예를 들어 유전자 작제물은 AAV 벡터에서 사용을 위한 AAV ITR 서열을 포함한다. 한 구체예에서, ITR은 캡시드를 공급하는 것과는 상이한 AAV로부터 유래된다. 바람직한 구체예에서, ITR 서열은 AAV2로부터 유래하거나, 편리를 위해 및 규제 승인을 가속화하기 위해 사용될 수 있는 그것 (ITR)의 결실된 버전이다. 그러나, 다른 AAV 공급원으로부터 유래되는 ITR이 선택될 수도 있다. ITR의 공급원이 AAV2로부터 유래하고 AAV 캡시드가 또 다른 AAV 공급원으로부터 유래되는 경우에, 그 결과의 벡터는 위형 (pseudotype)으로 명명될 수 있다. 전형적으로, AAV 벡터 게놈은 AAV 5' ITR, 본 발명에 따른 임의의 코딩 서열 및 임의의 조절 서열, 및 AAV 3' ITR을 포함한다. 그러나, 요소들의 다른 배치 형태도 적합할 수 있다. ITR로 명명되는, D-서열 및 말단 분해 부위(terminal resolution site) (trs)가 결실되어 있는, 5' ITR의 단축된 버전이 기술되었다. 다른 구체예에서, 전체-길이 AAV 5' 및 3' ITR이 사용된다.The packaging signal may be a 5' inverted terminal repeat (ITR) and a 3' ITR. For example, the genetic construct comprises AAV ITR sequences for use in an AAV vector. In one embodiment, the ITR is derived from a different AAV than the one supplying the capsid. In a preferred embodiment, the ITR sequence is derived from AAV2, or a deleted version thereof (ITR), which may be used for convenience and to accelerate regulatory approval. However, ITRs from other AAV sources may also be selected. When the source of the ITR is AAV2 and the AAV capsid is derived from another AAV source, the resulting vector may be designated a pseudotype. Typically, an AAV vector genome comprises an AAV 5' ITR, any coding sequence according to the invention, any regulatory sequence, and an AAV 3' ITR. However, other arrangements of the elements may also be suitable. A shortened version of the 5' ITR, termed ITR, has been described, which has a deletion of the D-sequence and terminal resolution site (trs). In another embodiment, full-length AAV 5' and 3' ITRs are used.
일부 구현예에서, 조절 서열은 폴리아데닐화(폴리A) 신호를 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리A 신호는 소(bovine) 성장 호르몬 폴리아데닐화(bovine growth hormone polyadenylation, bGH 폴리A) 신호, 작은 폴리A(small polyA, SPA) 신호, 인간 성장 호르몬 폴리아데닐화(human growth hormone polyadenylation, hGH 폴리A) 신호, SV40 폴리A 신호, SV40 후기(late) 폴리A 신호, 또는 이의 유도체 또는 하이브리드이다.In some embodiments, the regulatory sequence comprises a polyadenylation (polyA) signal. In some embodiments, the polyA signal is a bovine growth hormone polyadenylation (bGH polyA) signal, a small polyA (SPA) signal, a human growth hormone polyadenylation (hGH polyA) signal, an SV40 polyA signal, an SV40 late polyA signal, or a derivative or hybrid thereof.
본 발명에 따른 유전자 작제물은 작제물의 동일성을 유지하는 한도에서 변형 가능하다. 즉, 용어 "동일한" 또는 퍼센트 "동일성"은, 둘 이상의 핵산 또는 폴리펩타이드 서열의 맥락에서, 하기 기술된 기본 매개변수를 이용한 BLAST 또는 BLAST 2.0 서열 비교 알고리즘을 사용하여, 또는 수동 정렬 및 육안 검사에 의해(예를 들어, NCBI 웹사이트 등 참조) 측정된 바와 같이 명시된 영역 (예를 들어, 비교 창 또는 지정된 영역에 걸쳐 최대 일치에 대하여 비교 및 정렬될 때 본원에서 제공된 변형된 ORF 중 어느 하나)에 걸쳐 같거나 또는 같은 아미노산 잔기 또는 뉴클레오티드의 명시된 퍼센트 (즉, 바람직하게는 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 더 높은 동일성)를 갖는 둘 이상의 서열 또는 부분 서열을 말한다. The genetic constructs according to the present invention can be modified as long as the identity of the construct is maintained. That is, the term "identical" or percent "identity", in the context of two or more nucleic acid or polypeptide sequences, refers to two or more sequences or partial sequences that have a specified percentage (i.e., preferably 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or higher identity) of the same or identical amino acid residues or nucleotides over a specified region (e.g., any of the modified ORFs provided herein when compared and aligned for maximum match over a comparison window or a designated region) as measured using the BLAST or BLAST 2.0 sequence comparison algorithm with the default parameters described below, or by manual alignment and visual inspection (see, e.g., the NCBI website).
본 발명의 NR2F1 억제제 및 이를 포함하는 조성물은 p16, p21 및 p53으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자 발현을 억제할 수 있다. p16, p21 및 p53은 노화 마커로서 NR2F1가 과발현되거나, 노화가 진행되는 경우 p16, p21 및 p53 중 적어도 하나 이상의 단백질 발현량이 증가하게 된다. 이에 본 발명의 NR2F1 억제제는 p16, p21 및 p53 중 어느 하나 이상의 단백질 발현량을 억제시킨다.The NR2F1 inhibitor of the present invention and a composition comprising the same can suppress the expression of any one or more genes selected from the group consisting of p16, p21, and p53. p16, p21, and p53 are aging markers, and when NR2F1 is overexpressed or aging progresses, the protein expression level of at least one of p16, p21, and p53 increases. Accordingly, the NR2F1 inhibitor of the present invention suppresses the protein expression level of any one or more of p16, p21, and p53.
본 발명의 NR2F1 억제제 및 이를 포함하는 조성물은 노화 관련 분비 표현형(Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP)인 CXCL10, IL-1β, IL-6, IL-18 및 MMP9로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자 발현을 억제할 수 있다.The NR2F1 inhibitor of the present invention and the composition comprising the same can inhibit the expression of any one or more genes selected from the group consisting of CXCL10, IL-1β, IL-6, IL-18, and MMP9, which are senescence-associated secretory phenotypes (SASPs).
본 발명에 따른 약학 조성물은 안구 국소 투여용 안과용 조성물일 수 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may be an ophthalmic composition for topical administration to the eye.
본 발명에서 상기 안과 질환은 나이 관련 황반변성(AMD), 당뇨병성 망막증, 황반 부종, 낭포성 황반 부종, 망막색소변성증 (RP), 레베르 선천 흑암시(LCA), 스타가르트병, 어셔 증후군, 맥락막 결여, 로드-콘 또는 콘-로드 디스트로피, 섬모병증, 미토콘드리아 장애, 진행성 망막 위축증, 퇴행성 망막 질환, 가족형 또는 획득 황반병증, 겸상 적혈구 망막증, 망막 색소 상피-계 질환, 포도막염, 망막박리, 외상성 망막 손상, 의원성 망막 손상, 황반원공, 황반 모세관 확장증, 신경절 세포 질환, 시신경 질환, 녹내장, 시신경병증, 허혈성 망막 질환, 미숙아 망막증, 망막 혈관 폐쇄증, 결절맥락막혈관병증, 망막저산소증, 가족형 마크로아뉴리즘, 망막 혈관 질환, 안혈관 질환, 녹내장으로 인한 망막신경세포 퇴화, 허혈성 시신경병증 등일 수 있으며, 바람직하게는 나이 관련 황반변성(AMD)일 수 있다. 상기 나이 관련 황반변성은 구체적으로 습성 황반변성 또는 건성 황반변성일 수 있으며, 보다 바람직하게는 건성 황반변성일 수 있다. 또한, 이러한 황반변성은 위축성 황반변성의 특징을 나타낼 수 있다.In the present invention, the ophthalmic disease is age-related macular degeneration (AMD), diabetic retinopathy, macular edema, cystoid macular edema, retinitis pigmentosa (RP), Leber's congenital amaurosis (LCA), Stargardt's disease, Usher's syndrome, choroidal plexus atrophy, rod-cone or cone-rod dystrophy, ciliopathies, mitochondrial disorders, progressive retinal atrophy, degenerative retinal diseases, familial or acquired maculopathy, sickle cell retinopathy, retinal pigment epithelium-system diseases, uveitis, retinal detachment, traumatic retinal damage, iatrogenic retinal damage, macular hole, macular telangiectasia, ganglion cell disease, optic nerve disease, glaucoma, optic neuropathy, ischemic retinal disease, retinopathy of prematurity, retinal vascular occlusion, polypoid choroidal vasculopathy, retinal hypoxia, familial macroneuropathy, retinal vascular disease, ocular vascular disease, retinal neuron degeneration due to glaucoma, It may be ischemic optic neuropathy, and preferably age-related macular degeneration (AMD). The age-related macular degeneration may be wet macular degeneration or dry macular degeneration, and more preferably dry macular degeneration. Furthermore, this macular degeneration may exhibit characteristics of atrophic macular degeneration.
본 발명에서 사용되는 용어, “예방”이란 안과 질환 발병 전에 선제적으로 본 발명에 따른 약학 조성물의 투여에 의해 안과 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.The term “prevention” used in the present invention means any act of preemptively suppressing or delaying the onset of an ophthalmic disease by administering a pharmaceutical composition according to the present invention before the onset of the ophthalmic disease.
본 발명에서 사용되는 용어, “치료”란 안과 질환 발병 후에 본 발명에 따른 약학 조성물의 투여에 의해 안과 질환에 대한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.The term “treatment” used in the present invention means any action by which symptoms of an ophthalmic disease are improved or beneficially changed by administering a pharmaceutical composition according to the present invention after the onset of the ophthalmic disease.
본 발명은 NR2F1 유전자의 발현 억제제 또는 단백질의 활성 억제제를 투여하는 단계를 포함하는 안과 질환의 치료방법을 제공한다.The present invention provides a method for treating an ophthalmic disease comprising administering an inhibitor of expression of the NR2F1 gene or an inhibitor of activity of the protein.
또한, 본 발명은 안과 질환의 예방 또는 치료를 위하여 이를 필요로하는 대상체에 유효량의 NR2F1 유전자의 발현 억제제 또는 단백질의 활성 억제제를 투여하는 단계를 포함하는 안과 질환의 치료방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for treating an ophthalmic disease, comprising administering an effective amount of an expression inhibitor of the NR2F1 gene or an activity inhibitor of the protein to a subject in need thereof for the prevention or treatment of an ophthalmic disease.
NR2F1 억제제가 약제에서 사용될 수 있고, 이는 안과 질환을 치료하거나, 완화하거나, 예방하기 위한, 또는 노화 진행을 억제하기 위한 단독치료법으로서 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 대안적으로, 본 발명에 따른 NR2F1 억제제는 안과 질환을 치료하거나, 완화하거나, 예방하기 위한, 또는 노화 진행을 억제하기 위한 공지된 치료법에 부가하여 또는 이와 조합되어 사용될 수 있다.It will be appreciated that NR2F1 inhibitors can be used in pharmaceutical formulations, and can be used as a single therapy for treating, alleviating, or preventing ocular diseases, or for inhibiting the aging process. Alternatively, NR2F1 inhibitors according to the present invention can be used in addition to or in combination with known treatments for treating, alleviating, or preventing ocular diseases, or for inhibiting the aging process.
또한, 본 발명은 안과 질환의 치료에 사용하기 위한 NR2F1 억제제를 제공한다. The present invention also provides an NR2F1 inhibitor for use in the treatment of ophthalmic diseases.
또한, 본 발명은 안과 질환의 치료제로 사용하기 위한 약제의 제조에서 NR2F1 억제제의 용도를 제공한다. The present invention also provides the use of an NR2F1 inhibitor in the manufacture of a medicament for use as a treatment for an ophthalmic disease.
본 발명에 따른 NR2F1 억제제는 특히 조성물이 사용될 방식에 따라 여러 상이한 형태를 갖는 조성물에서 조합될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 조성물은 분말, 정제, 캡슐, 액체, 연고, 크림, 겔, 하이드로 겔, 에어로졸, 스프레이, 마이셀 용액, 경피 패치, 리포좀 현탁액의 형태 또는 치료를 필요로 하는 사람 또는 동물에 투여될 수 있는 임의의 다른 적합한 형태일 수 있다. 본 발명에 따른 약제의 담체는 이것이 주어지는 대상체에 의해 잘 관용되는 것이어야 함이 이해될 것이다.The NR2F1 inhibitor according to the present invention can be combined in compositions having various different forms, particularly depending on the manner in which the composition is to be used. Thus, for example, the composition may be in the form of a powder, tablet, capsule, liquid, ointment, cream, gel, hydrogel, aerosol, spray, micelle solution, transdermal patch, liposomal suspension, or any other suitable form that can be administered to a human or animal in need of treatment. It will be appreciated that the carrier for the agent according to the present invention must be well tolerated by the subject to which it is administered.
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 약제는 혈류, 신경 내로 또는 직접 치료를 필요로 하는 부위 내로 주사에 의해 대상체에 투여될 수 있다. 예를 들어, 안구내 (망막하주사 및 유리체강내주사), 정맥내(볼루스 또는 주입) 또는 피하(볼루스 또는 주입) 또는 피내(볼루스 또는 주입)일 수 있다.In a preferred embodiment, the agent according to the present invention may be administered to a subject by injection into the bloodstream, nerves, or directly into the site requiring treatment. For example, this may be intraocular (subretinal injection and intravitreal injection), intravenous (bolus or infusion), subcutaneous (bolus or infusion), or intradermal (bolus or infusion).
요구되는 NR2F1 억제제의 양이 그 생물학적 활성 및 생체이용률에 의해 결정되고, 이는 다시 투여 방식, NR2F1 억제제의 물리화학적 특성 및 이것이 단독치료법으로서 또는 조합 치료법에서 사용되는지 여부에 의존함이 이해될 것이다. 투여 빈도는 또한 치료받는 대상체 내에서 순환 폴리펩타이드의 반감기에 의해 영향받을 것이다. 투여될 최적 투여량은 당업자에 의해 결정될 수 있고, 사용 중인 특정 NR2F1 억제제, 약학 조성물의 강도, 투여 방식, 및 장애의 진행 또는 단계와 함께 변할 것이다. 치료받는 특정 대상체에 따라, 대상체 연령, 체중, 성별, 식이, 및 투여 시점을 포함하는 추가 요인이 투여량을 조정하는 것을 필요로 할 것이다.It will be understood that the amount of NR2F1 inhibitor required will be determined by its biological activity and bioavailability, which in turn will depend on the route of administration, the physicochemical properties of the NR2F1 inhibitor, and whether it is used as a monotherapy or in combination therapy. The frequency of administration will also be influenced by the half-life of the circulating polypeptide within the subject being treated. The optimal dosage to be administered can be determined by those skilled in the art and will vary with the particular NR2F1 inhibitor being used, the strength of the pharmaceutical composition, the route of administration, and the progression or stage of the disorder. Depending on the particular subject being treated, additional factors including subject age, weight, sex, diet, and timing of administration will necessitate dosage adjustment.
일반적으로, 사용되는 NR2F1 억제제에 따라, 본 발명에 따른 NR2F1 억제제의, 0.05 내지 0.1 mL의 1일 용량으로 유리체강내 주사하거나, 최대 0.3 mL의 용량으로 망막하 주사하여 안과 질환를 치료하거나, 완화하거나, 예방하기 위해 사용될 수 있으며, 투여 용량이 여기에 국한되는 것은 아니다.In general, depending on the NR2F1 inhibitor used, the NR2F1 inhibitor according to the present invention can be used to treat, alleviate, or prevent ophthalmic diseases by intravitreal injection at a daily dose of 0.05 to 0.1 mL, or subretinal injection at a dose of up to 0.3 mL, but the dosage is not limited thereto.
NR2F1 억제제는 질환 및/또는 장애의 개시 전에, 동안, 또는 후에 투여될 수 있다.The NR2F1 inhibitor may be administered before, during, or after the onset of the disease and/or disorder.
공지된 절차, 예컨대 약학 산업(예로, 생체내 실험, 임상 시험 등)에서 통상적으로 채택되는 것들이 본 발명에 따른 NR2F1 억제제의 특정 제형물 및 정확한 치료 요법(예컨대 제제의 1일 용량 및 투여 빈도)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. Known procedures, such as those commonly employed in the pharmaceutical industry (e.g., in vivo experiments, clinical trials, etc.), can be used to formulate specific formulations of the NR2F1 inhibitors according to the present invention and precise treatment regimens (e.g., daily dose and frequency of administration of the formulation).
본 발명에서 "대상체"는 척추동물, 포유류, 또는 가내 동물일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물 및 약제는 임의의 포유류, 예를 들어 가축(예로, 말), 애완 동물을 치료하기 위해 사용될 수 있거나, 다른 수의학적 적용에서 사용될 수 있다. 그러나 가장 바람직하게는, 대상체는 인간이다.In the present invention, the "subject" may be a vertebrate, mammal, or domestic animal. Therefore, the compositions and agents of the present invention may be used to treat any mammal, such as livestock (e.g., horses), pets, or in other veterinary applications. However, most preferably, the subject is a human.
NR2F1 억제제 또는 약학적 조성물의 "치료 유효량"은 대상체에 투여되는 경우, 안과 질환을 치료하기 위해, 또는 요망되는 효과, 예컨대 신경 재생 및/또는 생존 촉진을 생성하기 위해 필요한 상기 언급된 양인 임의의 양이다.A “therapeutically effective amount” of an NR2F1 inhibitor or pharmaceutical composition is any of the aforementioned amounts necessary, when administered to a subject, to treat an ophthalmic disorder or to produce a desired effect, such as promoting nerve regeneration and/or survival.
본원에서 언급되는 "약학적으로 허용가능한 담체"는 약학적 조성물의 제형화에서 유용한 당업자에게 공지된 임의의 공지된 화합물 또는 공지된 화합물들의 조합이다.A "pharmaceutically acceptable carrier" as referred to herein is any known compound or combination of known compounds known to those skilled in the art to be useful in formulating pharmaceutical compositions.
약학적 담체는 액체일 수 있고, 약학적 조성물은 용액 형태이다. 액체 담체는 용액, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 엘릭서 및 가압 조성물을 제조하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 유전자 작제물 또는 재조합 발현 벡터는 약학적으로 허용가능한 액체 담체, 예컨대 물, 유기 용매, 둘 다의 혼합물 또는 약학적으로 허용가능한 오일 또는 지방 중에 용해되거나 현탁될 수 있다. 액체 담체는 다른 적합한 약학적 첨가제, 예컨대 가용화제, 유화제, 완충제, 보존제, 감미제, 풍미제, 현탁화제, 증점제, 컬러, 점도 조절제, 안정화제 또는 삼투압-조절제를 함유할 수 있다. 경구 및 비경구 투여를 위한 액체 담체의 적합한 예에는 물(부분적으로는 상기와 같은 첨가제, 예로, 셀룰로스 유도체, 바람직하게는 나트륨 카복시메틸 셀룰로스 용액을 함유함), 알코올(1가 알코올 및 다가 알코올, 예컨대 글리콜을 포함함) 및 이의 유도체, 및 오일(예로, 분획화된 코코넛 오일 및 아라키스 오일)이 포함된다. 비경구 투여를 위해, 담체는 또한 유성 에스테르, 예컨대 에틸 올레에이트 및 이소프로필 미리스테이트일 수 있다. 멸균 액체 담체는 비경구 투여를 위한 멸균 액체 형태 조성물에서 유용하다. 가압 조성물을 위한 액체 담체는 할로겐화 탄화수소 또는 다른 약학적으로 허용가능한 추진제일 수 있다.The pharmaceutical carrier may be liquid, and the pharmaceutical composition is in the form of a solution. Liquid carriers are used to prepare solutions, suspensions, emulsions, syrups, elixirs, and pressurized compositions. The genetic constructs or recombinant expression vectors according to the present invention may be dissolved or suspended in a pharmaceutically acceptable liquid carrier, such as water, an organic solvent, a mixture of both, or a pharmaceutically acceptable oil or fat. The liquid carrier may contain other suitable pharmaceutical additives, such as solubilizers, emulsifiers, buffers, preservatives, sweeteners, flavoring agents, suspending agents, thickeners, colors, viscosity modifiers, stabilizers, or tonicity modifiers. Suitable examples of liquid carriers for oral and parenteral administration include water (partially containing additives such as those described above, e.g., cellulose derivatives, preferably sodium carboxymethyl cellulose solution), alcohols (including monohydric and polyhydric alcohols, such as glycols) and their derivatives, and oils (e.g., fractionated coconut oil and arachis oil). For parenteral administration, the carrier may also be an oily ester, such as ethyl oleate and isopropyl myristate. Sterile liquid carriers are useful in sterile liquid form compositions for parenteral administration. Liquid carriers for pressurized compositions may be halogenated hydrocarbons or other pharmaceutically acceptable propellants.
멸균 용액 또는 현탁액인 액체 약학적 조성물은, 예를 들어, 안구내(망막하주사 및 유리체강내주사), 뇌간, 근육내, 경막내, 경막외, 척수강내, 복강내, 정맥내 및 피하 주사에 의해 이용될 수 있다. 유전자 작제물 또는 재조합 발현 벡터는 투여 시 멸균수, 식염수, 또는 다른 적절한 멸균 주사용 매질을 사용해서 용해되거나 현탁될 수 있는 멸균 고체 조성물로서 제조될 수 있다.Liquid pharmaceutical compositions, which are sterile solutions or suspensions, can be used, for example, by intraocular (subretinal and intravitreal injections), brainstem, intramuscular, intrathecal, epidural, intrathecal, intraperitoneal, intravenous, and subcutaneous injection. The genetic constructs or recombinant expression vectors can be prepared as sterile solid compositions that can be dissolved or suspended in sterile water, saline, or other suitable sterile injectable media for administration.
본 발명의 NR2F1 억제제 및 약학적 조성물은 다른 용질 또는 현탁화제(예를 들어, 용액을 등장성으로 만들기 충분한 식염수 또는 글루코스), 담즙 염, 아카시아, 젤라틴, 소르비탄 모노올레에이트, 폴리소르베이트 80(소르비톨의 올레에이트 에스테르 및 에틸렌 옥사이드와 공중합된 그 무수물) 등을 함유하는 멸균 용액 또는 현탁액 형태로 경구 투여될 수 있다. 본 발명에 따른 NR2F1 억제제 또는 약학적 조성물은 또한 액체 또는 고체 조성물 형태로 경구 투여될 수 있다. 경구 투여에 적합한 조성물에는 고체 형태, 예컨대 알약, 캡슐, 과립, 정제, 및 분말, 그리고 액체 형태, 예컨대 용액, 시럽, 엘릭서, 및 현탁액이 포함된다. 비경구 투여에 유용한 형태에는 멸균 용액, 에멀젼, 및 현탁액이 포함된다.The NR2F1 inhibitors and pharmaceutical compositions of the present invention may be administered orally in the form of sterile solutions or suspensions containing other solutes or suspending agents (e.g., saline or glucose sufficient to render the solution isotonic), bile salts, acacia, gelatin, sorbitan monooleate, polysorbate 80 (the oleate ester of sorbitol and its anhydride copolymerized with ethylene oxide), and the like. The NR2F1 inhibitors or pharmaceutical compositions according to the present invention may also be administered orally in the form of liquid or solid compositions. Compositions suitable for oral administration include solid forms such as pills, capsules, granules, tablets, and powders, and liquid forms such as solutions, syrups, elixirs, and suspensions. Forms useful for parenteral administration include sterile solutions, emulsions, and suspensions.
본 발명은 본 발명에 따른 약학 조성물을 포함하는 안과용 제제를 제공한다.The present invention provides an ophthalmic preparation comprising a pharmaceutical composition according to the present invention.
상기 안과용 제제의 형태는 예를 들어 점안제(eye drop), 안 연고, 안구내 주사제, 연고 등일 수 있으며, 바람직한 것은 점안액 또는 피부 전달 형태의 제제이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 제제는 해당 분야의 일반적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 안과적 국소 투여 형태로서, 점적, 스프레이 또는 겔 형태가 가능하며, 또 다른 방법으로 리포좀을 이용하여 눈에 투여할 수 있다. 또한, 펌프-카테테르(pump-catheter) 시스템을 통해 눈물막에 주입될 수 있다. 부가적인 구체예로서, 눈 위의 콘택트렌즈에 포함될 수 있으며, 그에 의해 운반되거나 그에 부착될 수 있다. 다른 구현예로, 안구 표면에 가해질 수 있는 스펀지 또는 면봉에 함유된 형태가 이용될 수 있으며, 안구 표면에 가해질 수 있는 액체 스프레이도 이용될 수 있다.The above ophthalmic preparation may be in the form of, for example, eye drops, eye ointments, intraocular injections, ointments, etc., and is preferably, but not limited to, eye drops or skin delivery preparations. Such preparations may be manufactured according to methods commonly used in the art. As an ophthalmic topical administration form, the preparation may be in the form of drops, sprays, or gels, and another method is to administer the preparation to the eye using liposomes. In addition, the preparation may be injected into the tear film through a pump-catheter system. As an additional embodiment, the preparation may be incorporated into, carried by, or attached to a contact lens placed on the eye. In another embodiment, the preparation may be contained in a sponge or cotton swab that can be applied to the ocular surface, and a liquid spray that can be applied to the ocular surface may also be used.
본원(모든 첨부 청구범위, 요약 및 도면 포함)에 기재된 모든 특성 및/또는 이렇게 개시된 모든 방법 또는 공정의 모든 단계는 이러한 특성 및/또는 단계의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고, 임의의 조합으로 임의의 상기 양태와 조합될 수 있다.Any feature described in this application (including all attached claims, abstract and drawings) and/or any step of any method or process so disclosed may be combined with any of the above embodiments in any combination, except combinations where at least some of such features and/or steps are mutually exclusive.
본 발명의 NR2F1 억제제는 NR2F1 유전자의 발현 또는 단백질의 활성을 억제하여 망막 세포를 역노화시킴으로써, 망막색소상피세포의 세포노화를 감소시키고 시각 기능을 회복시킬 수 있는 효과가 있다.The NR2F1 inhibitor of the present invention has the effect of reducing cell aging of retinal pigment epithelial cells and restoring visual function by inhibiting the expression of the NR2F1 gene or the activity of the protein, thereby causing retinal cell aging.
본 발명의 더 우수한 이해를 위해, 그리고 이의 구현예가 어떻게 실제로 수행될 수 있는지를 나타내기 위해, 이제 예로서 첨부되는 도면에 대한 언급이 수행될 것이다:
도 1은 본 발명의 NR2F1 억제제에 의한 망막색소상피세포 역노화 및 시각기능 개선에 대한 개념도를 나타낸 것이다.
도 2는 Scramble이 삽입된 AAV 벡터의 일 예시를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 NR2F1 억제제인 shNr2f1가 삽입된 AAV 벡터의 일 예시를 나타낸 도이다.
도 4는 Scramble이 삽입된 LV(렌티바이러스) 벡터의 일 예시를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 NR2F1 억제제인 shNr2f1가 삽입된 LV(렌티바이러스) 벡터의 일 예시를 나타낸 도이다.
도 6은 주령별 마우스(3주령, 3개월령, 6개월령, 12개월령 및 24개월령)의 망막색소상피세포에서 NR2F1 단백질 발현 수준을 웨스턴 블롯팅으로 확인한 도이다.
도 7은 독소루비신으로 노화 유도된 인간 망막색소상피세포주(ARPE-19)에서 노화 관련 유전자 및 NR2F1 유전자의 발현 양상을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 인간 망막색소상피세포주(ARPE-19)에서 NR2F1 과발현시켰을 때 노화 관련 표현형의 mRNA 및 단백질 발현 변화를 정량적 실시간 PCR 및 웨스턴 블롯팅으로 확인한 도이다.
도 9는 독소루비신으로 노화 유도된 인간 망막색소상피세포주(ARPE-19)에서 NR2F1 억제시켰을 때 노화 관련 표현형의 mRNA 및 단백질 발현 변화를 정량적 실시간 PCR 및 웨스턴 블롯팅으로 확인한 도이다.
도 10은 어린 마우스 모델에서 AAV-NR2F1을 망막하 주입하였을 때 망막의 노화 세포 비율 및 노화 관련 분비(SASP) 표현형의 mRNA 발현 변화를 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 염색 및 정량적 실시간 PCR로 확인한 도이다.
도 11은 NaIO3으로 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1을 망막하 주입하였을 때 노화 관련 표현형의 mRNA 및 단백질 발현 변화를 정량적 실시간 PCR, 웨스턴 블롯팅 분석 및 플랫 마운트 RPE의 면역 형광 염색으로 확인한 도이다.
도 12는 NaIO3으로 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1을 망막하 주입하였을 때 마우스의 시각 기능 개선 효과를 분석한 결과를 나타낸 도이다(도 12A: a- 및 b-파 대표 파형 [위], c-파 대표 파형 [아래]; 12B: a-, b-, c-파 그래프).
도 13은 노령 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1을 망막하 주입하였을 때 망막의 노화 세포 비율 변화를 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 염색으로 확인한 도이다.
도 14는 노령 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1을 망막하 주입하였을 때 마우스의 시각 기능 개선 효과를 효과를 분석한 결과를 나타낸 도이다(도 14A: a- 및 b-파 대표 파형 [위], c-파 대표 파형 [아래]; 14B: a-, b-, c-파 그래프).For a better understanding of the present invention and to show how embodiments thereof may be carried out in practice, reference will now be made by way of example to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a conceptual diagram illustrating the reverse aging of retinal pigment epithelial cells and improvement of visual function by the NR2F1 inhibitor of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing an example of an AAV vector with Scramble inserted.
Figure 3 is a diagram showing an example of an AAV vector into which shNr2f1, an NR2F1 inhibitor of the present invention, is inserted.
Figure 4 is a diagram showing an example of a LV (lentivirus) vector with Scramble inserted.
Figure 5 is a diagram showing an example of an LV (lentivirus) vector into which shNr2f1, an NR2F1 inhibitor of the present invention, is inserted.
Figure 6 is a diagram showing the expression level of NR2F1 protein in retinal pigment epithelial cells of mice of different ages (3 weeks old, 3 months old, 6 months old, 12 months old, and 24 months old) confirmed by Western blotting.
Figure 7 is a diagram showing the results of confirming the expression patterns of aging-related genes and the NR2F1 gene in a human retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19) induced to age with doxorubicin.
Figure 8 is a diagram showing changes in mRNA and protein expression of aging-related phenotypes confirmed by quantitative real-time PCR and Western blotting when NR2F1 was overexpressed in a human retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19).
Figure 9 is a diagram showing changes in mRNA and protein expression of aging-related phenotypes confirmed by quantitative real-time PCR and Western blotting when NR2F1 was suppressed in a human retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19) induced to age with doxorubicin.
Figure 10 is a diagram showing the change in the proportion of senescent cells in the retina and the mRNA expression of the senescence-associated secretory (SASP) phenotype when AAV-NR2F1 was injected subretinacularly in a young mouse model, as confirmed by β-galactosidase (SA-β-gal) staining and quantitative real-time PCR.
Figure 11 shows the changes in mRNA and protein expression of age-related phenotypes confirmed by quantitative real-time PCR, Western blotting analysis, and immunofluorescence staining of flat-mount RPE when AAV-shNR2F1 was injected subretinacularly in a mouse model of dry macular degeneration induced by NaIO 3.
Figure 12 is a diagram showing the results of analyzing the effect of improving visual function in a mouse model in which dry macular degeneration was induced by NaIO 3 when AAV-shNR2F1 was injected subretinally (Figure 12A: representative waveforms of a- and b-waves [top], representative waveform of c-wave [bottom]; 12B: graphs of a-, b-, and c-waves).
Figure 13 is a diagram showing the change in the proportion of senescent cells in the retina when AAV-shNR2F1 was injected subretinally in an aged mouse model, confirmed by β-galactosidase (SA-β-gal) staining.
Figure 14 is a diagram showing the results of analyzing the effect of subretinal injection of AAV-shNR2F1 on improving visual function in an aged mouse model (Figure 14A: representative waveforms of a- and b-waves [top], representative waveforms of c-waves [bottom]; 14B: graphs of a-, b-, and c-waves).
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail below through examples. However, these examples are intended to exemplify the present invention and the scope of the present invention is not limited to these examples.
이하 실험예 또는 실시예에서 사용된 마우스는 C57BL/6 마우스로, 건국대학교 동물연구기관 동물연구이용위원회(IACUC)에서 인정한 시설에서 사육되었으며, IACUC에서 승인한 프로토콜에 따라 관리 및 사용되었다. The mice used in the following experimental examples or examples are C57BL/6 mice, bred in a facility approved by the Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) of the Konkuk University Animal Research Institute, and managed and used in accordance with the protocol approved by the IACUC.
이하 실시예에서 사용된 아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터 플라스미드는 VectorBuilder(미국)에서 구입하여 사용하였다.The adeno-associated virus (AAV) vector plasmid used in the examples below was purchased from VectorBuilder (USA).
[실시예][Example]
실시예 1. shRNA Nr2f1 포함 AAV 벡터의 제조Example 1. Preparation of AAV vector containing shRNA Nr2f1
서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 pAAV[Exp]-U6>Scramble[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE AAV 벡터 및 서열번호 2로 표시되는 염기서열로 이루어진 pAAV[Exp]-U6>mNr2f1[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE AAV 벡터를 준비하였다.A pAAV[Exp]-U6>Scramble[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE AAV vector consisting of the base sequence represented by sequence number 1 and a pAAV[Exp]-U6>mNr2f1[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE AAV vector consisting of the base sequence represented by sequence number 2 were prepared.
AAV serotype으로 AAV 2 (phospholipase) / 8 (capsid domain)을 사용하였으며, 벡터의 전장 서열은 아래 서열번호 1 및 2에 각각 나타내었다. AAV 2 (phospholipase) / 8 (capsid domain) was used as the AAV serotype, and the full-length sequences of the vectors are shown in sequence numbers 1 and 2 below, respectively.
- pAAV[Exp]-U6>Scramble[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE (서열번호 1)- pAAV[Exp]-U6>Scramble[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE (SEQ ID NO: 1)
- pAAV[Exp]-U6>mNr2f1[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE (서열번호 2)- pAAV[Exp]-U6>mNr2f1[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE (SEQ ID NO: 2)
여기서 사용된 Scramble shRNA 서열 및 mNr2f1 shRNA 서열을 각각 서열번호 3 및 4에 나타내었다(서열번호 3 및 4에서 밑줄로 표시한 서열은 실제 target mRNA에 상보적인 결합을 해서 기능을 하는 서열을 의미함). The Scramble shRNA sequence and mNr2f1 shRNA sequence used here are shown in SEQ ID NOs. 3 and 4, respectively (the underlined sequences in SEQ ID NOs. 3 and 4 indicate sequences that function by complementary binding to the actual target mRNA).
서열번호 3(Scramble shRNA): CCTAAGGTTAAGTCGCCCTCGCTCGAGCGAGGGCGACTTAACCTTAGGSequence number 3 ( Scramble shRNA ): CCTAAGGTTAAGTCGCCCTCG CTCGAGCGAGGGCGACTTAACCTTAGG
서열번호 4(mNr2f1 shRNA): GCTACCTGTCTGGCTACATTTCTCGAGAAATGTAGCCAGACAGGTAGCSequence number 4 ( mNr2f1 shRNA ): GCTACCTGTCTGGCTACATTT CTCGAGAAATGTAGCCAGACAGGTAGC
실시예 2. 실험준비 및 실험 방법Example 2. Experimental preparation and experimental method
2-1. 세포 배양2-1. Cell culture
ATCC에서 얻은 인간 성인 RPE 세포주 APRE19를 사용하였다. 세포를 10% 태아 소 혈청(FBS)(12483-020, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US)과 1% 페니실린/스트렙토마이신(LS202-02, Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA)을 함유하는 Dulbecco's modified Eagle's medium:nutrient mixture F12 (DMEM/F12, 1:1, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)에서 37℃, 5% CO2 가습 환경에서 배양하고 유지하였다.The human adult RPE cell line APRE19 obtained from ATCC was used. Cells were cultured and maintained in Dulbecco's modified Eagle's medium:nutrient mixture F12 (DMEM/F12, 1:1, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) containing 10% fetal bovine serum (FBS) (12483-020, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US) and 1% penicillin/streptomycin (LS202-02, Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA) at 37°C in a humidified atmosphere of 5% CO 2 .
- 렌티바이러스 생산- Lentivirus production
렌티바이러스 플라스미드는 VectorBuilder(Chicago, IL, USA)에서 구입하였다. Lentiviral plasmids were purchased from VectorBuilder (Chicago, IL, USA).
1) 인간 공벡터 대조군(pLV[Exp]-Puro-CMV>ORF_Stuffer)(서열번호 5); 1) Human empty vector control (pLV[Exp]-Puro-CMV>ORF_Stuffer) (SEQ ID NO: 5);
2) 인간 NR2F1 OE 벡터 (pLV[Exp]-Puro-CMV>hNR2F1[NM_005654.6](서열번호 6); 2) Human NR2F1 OE vector (pLV[Exp]-Puro-CMV>hNR2F1[NM_005654.6] (SEQ ID NO: 6);
3) shScramble : pLV[shRNA]-Puro-U6>Scramble_shRNA#1(서열번호 7); 3) shScramble: pLV[shRNA]-Puro-U6>Scramble_shRNA#1 (SEQ ID NO: 7);
4) shNR2F1 : pLV[shRNA]-Puro-U6>shNR2F1[ shRNA#1](서열번호 8)4) shNR2F1: pLV[shRNA]-Puro-U6>shNR2F1[ shRNA#1] (SEQ ID NO: 8)
이들 각각의 서열번호를 서열번호 5 내지 8에 나타내었다. The sequence numbers of each of these are shown in SEQ ID NOs: 5 to 8.
과발현을 위한 hNR2F1 삽입 서열은 서열번호 9에 나타내었다. 또한, 사용된 shScramble 서열 및 shNR2F1 서열은 서열번호 10 또는 서열번호 11에 각각 나타내었다.The hNR2F1 insertion sequence for overexpression is shown in SEQ ID NO: 9. In addition, the shScramble sequence and shNR2F1 sequence used are shown in SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, respectively.
서열번호 9(hNR2F1 삽입 서열): ATGGCAATGGTAGTTAGCAGCTGGCGAGATCCGCAGGACGACGTGGCCGGGGGCAACCCCGGCGGCCCCAACCCCGCAGCGCAGGCGGCCCGCGGCGGCGGCGGCGGCGCCGGCGAGCAGCAGCAGCAGGCGGGCTCGGGCGCGCCGCACACGCCGCAGACCCCGGGCCAGCCCGGAGCGCCCGCCACCCCCGGCACGGCGGGGGACAAGGGCCAGGGCCCGCCCGGTTCGGGCCAGAGCCAGCAGCACATCGAGTGCGTGGTGTGCGGGGACAAGTCGAGCGGCAAGCACTACGGCCAATTCACCTGCGAGGGCTGCAAAAGTTTCTTCAAGAGGAGCGTCCGCAGGAACTTAACTTACACATGCCGTGCCAACAGGAACTGTCCCATCGACCAGCACCACCGCAACCAGTGCCAATACTGCCGCCTCAAGAAGTGCCTCAAAGTGGGCATGAGGCGGGAAGCGGTTCAGCGAGGAAGAATGCCTCCAACCCAGCCCAATCCAGGCCAGTACGCACTCACCAACGGGGACCCCCTCAACGGCCACTGCTACCTGTCCGGCTACATCTCGCTGCTGCTGCGCGCCGAGCCCTACCCCACGTCGCGCTACGGCAGCCAGTGCATGCAGCCCAACAACATTATGGGCATCGAGAACATCTGCGAGCTGGCCGCGCGCCTGCTCTTCAGCGCCGTCGAGTGGGCCCGCAACATCCCCTTCTTCCCGGATCTGCAGATCACCGACCAGGTGTCCCTGCTACGCCTCACCTGGAGCGAGCTGTTCGTGCTCAACGCGGCCCAGTGCTCTATGCCGCTGCACGTGGCGCCGTTGCTGGCCGCCGCCGGCCTGCATGCCTCGCCCATGTCTGCCGACCGCGTCGTGGCCTTCATGGACCACATCCGCATCTTCCAGGAGCAGGTGGAGAAGCTCAAGGCGCTACACGTCGACTCAGCCGAGTACAGCTGCCTCAAAGCCATCGTGCTGTTCACGTCAGACGCCTGTGGCCTGTCGGATGCGGCCCACATCGAGAGCCTGCAGGAGAAGTCGCAGTGCGCACTGGAGGAGTACGTGAGGAGCCAGTACCCCAACCAGCCCAGCCGTTTTGGCAAACTGCTGCTGCGACTGCCCTCGCTGCGCACCGTGTCCTCCTCCGTCATCGAGCAGCTCTTCTTCGTCCGTTTGGTAGGTAAAACCCCCATCGAAACTCTCATCCGCGATATGTTACTGTCTGGGAGCAGCTTCAACTGGCCTTACATGTCCATCCAGTGCTCCTAGSEQ ID NO: 9 (hNR2F1 insertion sequence): ATGGCAATGGTAGTTAGCAGCTGGCGAGATCCGCAGGACGACGTGGCCGGGGGCAACCCCGGCGGCCCCAACCCCGCAGCGCAGGCGGCCCGCGGCGGCGGCGGCGGCGCCGGCGAGCAGCAGCAGCAGGCGGGCTCGGGCGCGCCGCACACGCCGCAG ACCCCGGGGCCAGCCCGGAGCGCCCGCCACCCCCGGCACGGCGGGGGACAAGGGCCAGGGCCCGCCCGGTTCGGGCCAGAGCCAGCAGCACATCGAGTGCGTGGTGTGCGGGGACAAGTCGAGCGGCAAGCACTACGGCCAATTCACCTGCGAGGGCTGC AAAAGTTTCTTCAAGAGGAGCGTCCGCAGGAACTTAACTTACACATGCCGTGCCAACAGGAACTGTCCCATCGACCAGCACCACCGCAACCAGTGCCAATACTGCCGCCTCAAGAAGTGCCTCAAAGTGGGCATGAGGCGGGAAGCGGTTCAGCGAGGA AGAATGCCTCCAACCCAGCCCAATCCAGGCCAGTACGCACTCACCAACGGGGACCCCCTCAACGGCCACTGCTACCTGTCCGGCTACATCTCGCTGCTGCTGCGCGCCGAGCCCTACCCCACGTCGCGCTACGGCAGCCAGTGCATGCAGCCCAACAAC ATTATGGGCATCGAGAACATCTGCGAGCTGGCCGCGCGCCTGCTCTTCAGCGCCGTCGAGTGGGCCCGCAACATCCCCTTCTTCCCGGATCTGCAGATCACCGACCAGGTGTCCCTGCTACGCCTCACCTGGAGCGAGCTGTTCGTGCTCAAGCGCGGCC CAGTGCTCTATGCCGCTGCACGTGGCGCCGTTGCTGGCCGCCGCCGGCCTGCATGCCTCGCCCATGTCTGCCGACCGCGTCGTGGCCTTCATGGACCACATCCGCATCTTCCAGGAGCAGGTGGAGAAGCTCAAGGCGCTACACGTCGACTCAGCCGAG TACAGCTGCCTCAAAGCCATCGTGCTGTTCACGTCAGACGCCTGTGGCCTGTCGGATGCGGCCCACATCGAGAGCCTGCAGGAGAAGTCGCAGTGCGCACTGGAGGAGTACGTGAGGAGCCAGTACCCCAACCAGCCCAGCCGTTTTGGCAAACTGCTG CTGCGACTGCCCTCGCTGCGCACCGTGTCCTCCTCCGTCATCGAGCAGCTCTTCTTCGTCCGTTTGGTAGGTAAAACCCCCATCGAAACTCTCATCCGCGATATGTTACTGTCTGGGAGCAGCTTCAACTGGCCTTACATGTCCATCCAGTGCTCCTAG
서열번호 10(shScramble): CCTAAGGTTAAGTCGCCCTCGCTCGAGCGAGGGCGACTTAACCTTAGGSEQ ID NO: 10 (shScramble): CCTAAGGTTAAGTCGCCCTCGCTCGAGCGAGGGCGACTTAACCTTAGG
서열번호 11(shNR2F1): GTCCGCAGGAACTTAACTTACCTCGAGGTAAGTTAAGTTCCTGCGGACSEQ ID NO: 11 (shNR2F1): GTCCGCAGGAACTTAACTTACCTCGAGGTAAGTTAAGTTCCTGCGGAC
렌티바이러스 생산을 위해 HEK293T 세포(2.5x106)를 폴리-D-라이신(PDL)으로 코팅된 100mm 플레이트에 밤새 사전-시딩하였다. 형질감염 3시간 전에 배지를 Opti-MEM으로 교체하였다. 렌티바이러스 벡터를 Lipofectamin 3,000(L3000001, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US)을 사용하여 pMD2.G-VSV-G 외피 플라스미드 및 psPAX2 패키징 벡터로 세포 현탁액에 공동 형질감염시키고 6시간 동안 배양한 후 신선한 DMDM으로 교체하였다. 배지 교체 36시간 후 HEK293T 세포로부터 바이러스 상청액을 수집하고 0.45-μm 시린지 필터(Merck Millipore, Burligton, MA, US)를 통과시켜 세포를 제거하였다.For lentivirus production, HEK293T cells (2.5 × 10 6 ) were pre-seeded overnight on poly-D-lysine (PDL)-coated 100-mm plates. The medium was replaced with Opti-MEM 3 h before transfection. Lentiviral vectors were co-transfected into cell suspensions with the pMD2.G-VSV-G envelope plasmid and the psPAX2 packaging vector using Lipofectamin 3,000 (L3000001, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US) and incubated for 6 h before replacing with fresh DMDM. Thirty-six hours after medium replacement, viral supernatants were collected from HEK293T cells and filtered through a 0.45-μm syringe filter (Merck Millipore, Burligton, MA, US) to remove cells.
- 렌티바이러스 형질도입(Lentiviral transduction)- Lentiviral transduction
NR2F1의 과발현Overexpression of NR2F1
0일째에 ARPE-19 세포를 60 mm 세포 배양 접시에 4.5 × 105의 밀도로 플레이트하였다. 다음날 헥사디메트린 브로마이드(8 μg/ml; 폴리브렌)(TR-1003-G, Sigma-Aldrich)와 함께 Stuffer 또는 NR2F1을 포함하는 렌티바이러스 벡터로 세포를 형질도입하였다. 16시간 배양 후 세포 배양 배지를 10% FBS 및 1% p/s 배지를 포함하는 신선한 DMEM/F12로 교체하였으며, 이틀 후 세포를 수집하여 분석하였다.On day 0, ARPE-19 cells were plated at a density of 4.5 × 10 5 in 60-mm cell culture dishes. The next day, cells were transduced with lentiviral vectors containing Stuffer or NR2F1 together with hexadimethrine bromide (8 μg/ml; polybrene) (TR-1003-G, Sigma-Aldrich). After 16 h of incubation, the cell culture medium was replaced with fresh DMEM/F12 containing 10% FBS and 1% p/s, and cells were harvested and analyzed two days later.
NR2F1의 녹다운Knockdown of NR2F1
0일째에 60 mm 세포 배양 접시에 ARPE-19 세포를 4.5 × 105의 밀도로 시드하였다. 다음 날, shScramble 또는 shNR2F1을 사용하여 렌티바이러스 형질도입을 수행하였다. 이어서, 16시간 배양 후 세포 배양 배지를 5μg/ml 퓨로마이신(ant-pr-1, InvivoGen, San Diego, CA)을 함유하는 새로운 배지로 교체하였으며, 3일째부터 퓨로마이신 및 독소루비신(250 nM)에 3일간 노출시켰으며, 이 처리를 다음 2일간 계속하였다. 7일째에 배양 배지를 새 배지로 교체하고 2일 동안 유지하였다. 이틀 후, 세포를 채취하여 분석을 수행하였다.On day 0, ARPE-19 cells were seeded at a density of 4.5 × 10 5 in 60 mm cell culture dishes. The following day, lentiviral transduction was performed using shScramble or shNR2F1. After 16 h of incubation, the cell culture medium was replaced with fresh medium containing 5 μg/ml puromycin (ant-pr-1, InvivoGen, San Diego, CA). Starting on day 3, the cells were exposed to puromycin and doxorubicin (250 nM) for 3 days, and this treatment was continued for the next 2 days. On day 7, the culture medium was replaced with fresh medium and maintained for 2 days. Two days later, the cells were harvested and analyzed.
2-2. 동물 실험2-2. Animal testing
실험 동물로는 8주령의 수컷 C57BL/6 마우스를 사용하였다. 마우스는 건국대학교 실험동물연구센터가 인증한 시설에서 사육하였으며, 실험동물 관리 및 사용은 대한민국 서울 건국대학교 동물실험윤리위원회(IACUC, 승인번호_KU23096)의 승인을 받은 프로토콜에 따라 수행하였다. Eight-week-old male C57BL/6 mice were used as experimental animals. Mice were raised in a facility certified by the Konkuk University Laboratory Animal Research Center, and the care and use of experimental animals were performed in accordance with a protocol approved by the Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC, Approval No. KU23096) of Konkuk University, Seoul, Republic of Korea.
AAV 벡터 플라스미드는 VectorBuilder(Chicago, IL, USA)에서 구입하였고, 위 실시예 1에서 언급된 방식으로 제조되었다:AAV vector plasmids were purchased from VectorBuilder (Chicago, IL, USA) and prepared as described in Example 1 above:
1) AAV-shScramble: pAAV[Exp]-U6>Scramble[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE ; 1) AAV-shScramble: pAAV[Exp]-U6>Scramble[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE;
2) AAV-mCherry-shNr2f1 : pAAV[Exp]-U6>mNr2f1[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE.2) AAV-mCherry-shNr2f1: pAAV[Exp]-U6>mNr2f1[shRNA#1]-mPGK>mCherry:WPRE.
복강 내 주사(IP)는 25 mg/kg의 NaIO3 또는 동등한 양의 PBS를 주입하여 수행하였다. 망막하 주사는 광학 현미경(Olympus SZ51, Tokyo, Japan)으로 blunt 35게이지 해밀턴 마이크로시린지(Hamilton Company, NV, USA)를 사용하여 아데노 관련 바이러스(AAV)를 주입하는 방식으로 수행하였다 (AAV-shScramble = 1.0 x 108 particles/mouse, AAV-mCherry-shNr2f1 = 1.0 x 108 particles/mouse).Intraperitoneal (IP) injections were performed with 25 mg/kg NaIO 3 or an equivalent volume of PBS. Subretinal injections were performed using a blunt 35-gauge Hamilton microsyringe (Hamilton Company, NV, USA) under a light microscope (Olympus SZ51, Tokyo, Japan) to inject adeno-associated virus (AAV) (AAV-shScramble = 1.0 × 10 8 particles/mouse, AAV-mCherry-shNr2f1 = 1.0 × 10 8 particles/mouse).
한편, 과발현 모델 제조를 위해서 Meanwhile, for the production of an overexpression model
1) AAV-mCherry : pAAV[Exp]-CMV>mCherry:WPRE; 1) AAV-mCherry: pAAV[Exp]-CMV>mCherry:WPRE;
2) AAV-mCherry-Nr2f1 : pAAV[Exp]-CMV>mCherry/mNr2f1[NM_010151.3]:WPRE;로 AAV 벡터를 제조하였고, 위 언급된 방법과 동일하게 망막하로 주사되었다. 2) AAV-mCherry-Nr2f1: pAAV[Exp]-CMV>mCherry/mNr2f1[NM_010151.3]:WPRE; was prepared as an AAV vector and injected subretinally in the same manner as mentioned above.
2-3. RNA 분리 및 정량적 실시간 PCR(quantitative real-time PCR)2-3. RNA isolation and quantitative real-time PCR
TRIzol 시약 (15596018, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)을 사용하여 수집한 세포와 마우스 RPE로부터 총 RNA를 분리하였다. 제조업체의 지침에 따라 iScript gDNA Clear cDNA 합성 키트(Bio-Rad, #1725035)를 사용하여 RNA를 상보성 DNA로 역전사하였다. 유전자의 발현 수준을 정량화하기 위해 SYBR Green Supermix(Bio-Rad, #1725271)를 사용하여 정량적 실시간 PCR(qRT-PCR)을 수행하였다. 유전자의 발현 수준은 housekeeping gene (GAPDH)로 정규화하였으며, 상대 정량화(2-ΔΔCt)를 통해 mRNA의 배수 변화를 계산하였다. Total RNA was isolated from harvested cells and mouse RPE using TRIzol reagent (15596018, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). RNA was reverse transcribed into complementary DNA using the iScript gDNA Clear cDNA Synthesis Kit (Bio-Rad, #1725035) according to the manufacturer's instructions. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) was performed using SYBR Green Supermix (Bio-Rad, #1725271) to quantify gene expression levels. Gene expression levels were normalized to the housekeeping gene (GAPDH), and the fold change in mRNA was calculated using relative quantification (2-ΔΔCt).
2-4. 웨스턴 블롯 분석2-4. Western blot analysis
세포를 인산 완충 식염수로 세척하고 차가운 RIPA 용해 완충액(89901, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US)으로 단백질을 추출하였다. 단백질 농도는 BCA 단백질 분석 키트(A53225, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US)를 사용하여 측정하였다. 동일한 양의 단백질을 10-15% SDS-PAGE 겔에서 전기영동으로 분리하여 트리스-글리신-메탄올 버퍼의 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 멤브레인(ISEQ00010, Merck Millipore, Burligton, MA, US)에 옮겼다. 멤브레인을 5% 탈지유(232100, BD Life Sciences, Franklin Lakes, NJ, US)로 TBST 버퍼에서 1시간 동안 차단하고 적절한 1차 항체와 함께 4°C에서 밤새 배양했습니다. 20분 동안 TBS-T로 세척한 후, 멤브레인을 실온에서 2시간 동안 specific HRP-결합 2차 항체(1:5,000, A90-116P, Bethyl Laboratories, Montgomery, TX, USA)와 함께 배양하였다. 밴드는 Chemi Doc Syetem(iBright CL1500 imaging System, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US)을 사용하여 ECL 화학발광 기질(34580, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US)로 시각화하였다. 1차 항체 결합의 신호 강도를 정량화하여 로딩 대조군(GAPDH)의 신호 강도로 정규하였으며, 이미지는 ImageJ에서 처리하였다. 웨스턴 블롯 분석에서 사용된 항체는 표 1과 같다.Cells were washed with phosphate-buffered saline and proteins were extracted with cold RIPA lysis buffer (89901, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US). Protein concentration was measured using the BCA protein assay kit (A53225, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US). Equal amounts of protein were separated by electrophoresis on a 10–15% SDS-PAGE gel and transferred to a polyvinylidene difluoride (PVDF) membrane (ISEQ00010, Merck Millipore, Burligton, MA, US) in Tris-glycine-methanol buffer. The membrane was blocked with 5% skim milk (232100, BD Life Sciences, Franklin Lakes, NJ, US) in TBST buffer for 1 hour and incubated overnight at 4°C with the appropriate primary antibody. After washing with TBS-T for 20 minutes, the membrane was incubated with specific HRP-conjugated secondary antibody (1:5,000, A90-116P, Bethyl Laboratories, Montgomery, TX, USA) for 2 hours at room temperature. Bands were visualized with ECL chemiluminescent substrate (34580, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US) using Chemi Doc System (iBright CL1500 imaging system, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US). The signal intensity of primary antibody binding was quantified and normalized to that of the loading control (GAPDH), and the images were processed in ImageJ. The antibodies used in Western blot analysis are listed in Table 1.
2.5. 면역 형광 분석 2.5. Immunofluorescence analysis
세포의 경우, 세포를 PBS로 세 번 세척하고 4% 파라포름알데히드로 15분간 실온에서 고정하였다. 세포를 PBS로 3회 세척한 후 PBS-0.1% 트리톤 X-100에서 10분 동안 투과화 단계를 거쳤다. PBS 세척(3회)하고, 3% BSA(보빈 혈청 알부민)-PBS-0.1% Triton X-100에서 실온으로 1시간 동안 차단하였다. 항원 염색을 위해 세포를 적절한 농도의 1차 항체(표 2)와 함께 4°C에서 하룻밤 동안 배양하였다. 다음 날, 세포를 PBS로 3회 세척하고 2차 항체(1:300 Alexa Fluor #A-21247(Rat647), #A-11029(mouse488), #A-21424(mouse555), #A-11034(rabbit488), #A-21429(rabbit555))로 실온에서 1시간 동안 배양하였다. 세포를 Hoechst(1:2,000)로 10분간 배양한 후 4°C에서 PBS에 보관하고 샘플을 Aqua-Poly/Mount(Polysciences, #18606-20)로 마운팅하였다. 공초점 현미경(Carl Zeiss, #LSM 900)으로 이미지를 캡처하였다.For cells, cells were washed three times with PBS and fixed with 4% paraformaldehyde for 15 minutes at room temperature. Cells were washed three times with PBS and permeabilized in PBS-0.1% Triton X-100 for 10 minutes. After washing with PBS (three times), cells were blocked in 3% bovine serum albumin (BSA)-PBS-0.1% Triton X-100 for 1 hour at room temperature. For antigen staining, cells were incubated overnight at 4°C with the appropriate concentration of primary antibodies (Table 2). The following day, cells were washed three times with PBS and incubated with secondary antibodies (1:300 Alexa Fluor #A-21247 (Rat647), #A-11029 (mouse488), #A-21424 (mouse555), #A-11034 (rabbit488), #A-21429 (rabbit555)) for 1 h at room temperature. Cells were then incubated with Hoechst (1:2,000) for 10 min, stored in PBS at 4°C, and samples were mounted with Aqua-Poly/Mount (Polysciences, #18606-20). Images were captured using a confocal microscope (Carl Zeiss, #LSM 900).
조직의 경우, 표시된 마우스에서 분리한 RPE를 4% 파라포름알데히드로 4°C에서 1시간 30분 동안 고정하고, PBS로 세척한 후 0.2% 트리톤 X-100으로 5분 동안 투과화하였다. 조직을 0.05% 트리톤-X-100으로 5분간 세척하고, 3% BSA와 0.05% 트리톤-X-100의 2% NGS로 4°C에서 2시간 동안 차단한 후, 4°C에서 하룻밤 동안 1차 항체(표 2)로 염색하였다. 다음 날, 0.05% 트리톤-X-100으로 RPE를 세척하고 형광 표지된 이차 항체(1:1500)로 24시간 동안 배양한 후 마지막으로 PBS로 두 번 세척하고 아쿠아 마운트를 사용하여 평평하게 장착하였다.For tissues, RPE isolated from the indicated mice were fixed with 4% paraformaldehyde at 4°C for 1 hour and 30 minutes, washed with PBS, and permeabilized with 0.2% Triton X-100 for 5 minutes. The tissues were washed with 0.05% Triton X-100 for 5 minutes, blocked with 2% NGS in 3% BSA and 0.05% Triton X-100 for 2 hours at 4°C, and then stained with primary antibodies (Table 2) overnight at 4°C. The following day, the RPE were washed with 0.05% Triton X-100 and incubated with fluorescently labeled secondary antibodies (1:1500) for 24 hours, finally washed twice with PBS, and flat-mounted using Aquamount.
2.6. SA-β-gal 분석2.6. SA-β-gal analysis
노화 관련 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 분석은 노화 검출 키트(#ab65351, abcam, Cambridge, UK)를 사용하여 수행하였다. Senescence-associated β-galactosidase (SA-β-gal) assay was performed using a senescence detection kit (#ab65351, abcam, Cambridge, UK).
세포의 경우, 세포를 인산 완충 식염수(PBS)로 두 번 세척하고 고정 용액으로 실온에서 15분간 고정시킨 후 PBS로 두 번 세척하였다. 그런 다음 세포를 37°C에서 4~6시간 동안 SA-β-Gal 염색 용액 혼합물(염색 용액, 염색 보조제, DMF의 20 mg/ml X-gal)에서 배양하였다. 이후 세포를 PBS로 두 번 세척하고 광학 현미경으로 관찰하여 양성 세포를 수동으로 계수하여 염색된 세포의 비율을 결정하였다.For cells, cells were washed twice with phosphate-buffered saline (PBS), fixed with fixative for 15 minutes at room temperature, and then washed twice with PBS. Cells were then incubated in a SA-β-Gal staining solution mixture (staining solution, staining aid, 20 mg/ml X-gal in DMF) at 37°C for 4–6 hours. Cells were then washed twice with PBS and observed under a light microscope. Positive cells were manually counted to determine the percentage of stained cells.
조직 샘플의 경우, 마우스를 마취한 후 즉시 안구를 적출하고 차가운 PBS로 세척하였다. 적출한 안구 주위의 지방 조직을 제거하고 망막과 RPE/맥락막/공막 복합 조직을 분리하였다. RPE/맥락막/공막 복합 조직을 고정액으로 실온에서 30분간 고정하였다. PBS로 두 번 세척한 후, 37°C에서 15시간 동안 제조업체의 프로토콜에 따라 염색 용액 혼합물(BioVision, #K320, CA, USA)로 조직을 염색하였다. 탈색을 위해 RPE/맥락막/공막 복합체 조직을 30% H2O2에 담그고 55°C 열 블록(heat block)에서 약 50분간 배양하였다. 이후 PBS로 세척한 후, Aqua-Poly/Mount를 사용하여 조직을 슬라이드 유리에 평평하게 장착하였다.For tissue samples, the eyes were immediately enucleated after anesthetizing the mice and washed with cold PBS. The fat tissue around the enucleated eyes was removed, and the retina and RPE/choroid/sclera complex tissue were isolated. The RPE/choroid/sclera complex tissue was fixed in a fixative for 30 minutes at room temperature. After washing twice with PBS, the tissue was stained with a dye mixture (BioVision, #K320, CA, USA) according to the manufacturer's protocol at 37°C for 15 hours. For destaining, the RPE/choroid/sclera complex tissue was immersed in 30% H 2 O 2 and incubated in a 55°C heat block for approximately 50 minutes. After washing with PBS, the tissue was flat-mounted on a slide glass using Aqua-Poly/Mount.
2.7. 세포 증식 분석 2.7. Cell proliferation analysis
세포 증식은 다음 프로토콜에 따라 크리스탈 바이올렛 분석법, CCK-8 및 EdU 염색을 사용하여 평가하였다.Cell proliferation was assessed using crystal violet assay, CCK-8 and EdU staining according to the following protocol.
(1) 크리스탈 바이올렛 분석 (1) Crystal violet analysis
배지를 흡인하고 세포를 PBS로 세 번 세척한 다음 0.5% 크리스탈 바이올렛 용액으로 10분간 배양하였다. 크리스탈 바이올렛 염료(C0775-25G, Sigma-Aldrich)를 25% 메탄올에 용해시켰다. 이후 세포를 PBS로 4회 이상 세척하여 과량의 크리스탈 바이올렛 용액을 제거하였다. 흡광도는 595nm에서 판독하였으며, 현미경(ZEISS)으로 이미지를 캡처하였다.The medium was aspirated, and the cells were washed three times with phosphate-buffered saline (PBS) and then incubated with a 0.5% crystal violet solution for 10 minutes. Crystal violet dye (C0775-25G, Sigma-Aldrich) was dissolved in 25% methanol. The cells were then washed at least four times with PBS to remove excess crystal violet solution. Absorbance was read at 595 nm, and images were captured using a microscope (ZEISS).
(2) CCK-8 분석(2) CCK-8 analysis
제조업체의 프로토콜(Dojindo)에 따라 CCK-8 분석법으로 세포 증식을 정량화하였다.Cell proliferation was quantified using the CCK-8 assay according to the manufacturer's protocol (Dojindo).
(3) EdU 염색(3) EdU staining
5-에티닐-2′-데옥시유리딘(EdU) 라벨링을 위해 제조업체의 지침에 따라 Click-IT EdU 반응을 수행하였다(Molecular Probes). 또한 ARPE-19 세포주에 대한 항체 염색 프로토콜을 사용하여 DAPI 염색을 포함한 항체와의 공동 염색을 수행하였다.For 5-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) labeling, the Click-IT EdU reaction was performed according to the manufacturer's instructions (Molecular Probes). Additionally, co-staining with antibodies, including DAPI staining, was performed using the antibody staining protocol for the ARPE-19 cell line.
2.8. 통계분석2.8. Statistical Analysis
분석 결과는 평균 ± SEM으로 표시하였다. 각 실험 데이터는 two-tailed Student's t-test를 사용하여 분석하였다. 모든 수치는 GraphPad Prism 5를 사용하여 플롯하였다. 본 발명의 도면에서 통계적으로 유의미한 P-값은 다음과 같이 표시하였다: ***p < 0.001, **p < 0.01, *p < 0.05.The results of the analysis are expressed as the mean ± SEM. Each experimental data was analyzed using a two-tailed Student's t-test. All figures were plotted using GraphPad Prism 5. In the drawings of the present invention, statistically significant P values are indicated as follows: ***p < 0.001, **p < 0.01, *p < 0.05.
실시예 3. 주령별 마우스에서 망막색소상피세포(RPE)의 Nr2f1 단백질 발현 비교Example 3. Comparison of Nr2f1 protein expression in retinal pigment epithelial cells (RPE) of mice at different ages.
마우스의 성장 및 노화와 Nr2f1 단백질 발현 사이의 관계를 확인하기 위해, 주령별 마우스(3주령, 3개월령, 6개월령, 12개월령 및 24개월령)의 RPE 세포를 채취하고 웨스턴 블롯팅을 통해 Nr2f1 단백질 발현 수준을 비교하였으며 그 결과를 도 6에 나타내었다. To determine the relationship between mouse growth and aging and Nr2f1 protein expression, RPE cells were collected from mice of different ages (3 weeks, 3 months, 6 months, 12 months, and 24 months) and the Nr2f1 protein expression levels were compared by Western blotting, and the results are shown in Fig. 6.
위 실험에서, 마우스의 연령이 증가함에 따라 Nr2f1의 발현량이 증가하였으며, 특히 12개월령 및 24개월령에서 가장 높은 발현을 나타내었다. In the above experiment, the expression level of Nr2f1 increased as the mice aged, and the highest expression was observed at 12 and 24 months of age.
이를 통해 마우스의 RPE 세포 내 Nr2f1 단백질 발현량이 마우스의 노화와 관련이 있음을 확인하였다.Through this, it was confirmed that the expression level of Nr2f1 protein in RPE cells of mice is related to the aging of mice.
실시예 4. 독소루비신으로 노화 유도된 ARPE-19 세포에서 노화 관련 유전자 및 NR2F1 유전자의 발현 양상 확인Example 4. Confirmation of the expression patterns of senescence-related genes and the NR2F1 gene in ARPE-19 cells induced by doxorubicin.
독소루비신으로 노화가 유도된 ARPE-19에서 노화 관련 유전자와 NR2F1의 발현 변화를 확인하였다.Changes in the expression of aging-related genes and NR2F1 were identified in ARPE-19 cells induced by doxorubicin.
DNA 손상으로 인한 노화를 유발하는 화학물질로 250 nM의 독소루비신(DOX)을 사용하여 노화 유도 인간 망막 색소 상피 세포주의 노화를 유도하였다. 구체적으로 ARPE-19 세포를 250 nM의 DOX로 3일간 처리하고 지정된 날짜에 세포를 취하여 분석하였다(도 7A). Senescence was induced in a human retinal pigment epithelial cell line using 250 nM doxorubicin (DOX), a chemical that induces DNA damage-induced senescence. Specifically, ARPE-19 cells were treated with 250 nM DOX for 3 days, and cells were harvested and analyzed on the indicated days (Fig. 7A).
분석 결과, DOX 처리시 세포 노화가 진행되고 노화 관련 유전자 마커인 p16, p21 및 p53의 mRNA 및 단백질 수준을 크게 증가하는 것으로 나타났다(도 7B 및 7C). The analysis results showed that cell senescence progressed when DOX was treated, and the mRNA and protein levels of senescence-related gene markers p16, p21, and p53 were significantly increased (Figures 7B and 7C).
또한, 정량적 실시간 PCR을 사용하여 노화유도된 ARPE-19 세포에서 IL-1β, IL-8, IL-18 및 MMP2를 포함한 다양한 사이토카인 및 케모카인 유전자의 전사 조절이 mRNA 수준에서 상향 조정된 것으로 나타났다(도 7D).Additionally, quantitative real-time PCR revealed that transcriptional regulation of various cytokine and chemokine genes, including IL-1β, IL-8, IL-18, and MMP2, was upregulated at the mRNA level in senescence-induced ARPE-19 cells (Fig. 7D).
또한, 노화 유도된 ARPE-19 세포에서 NR2F1 발현이 유의미하게 증가하는 것으로 나타났다(도 7E, F).Additionally, NR2F1 expression was found to be significantly increased in senescence-induced ARPE-19 cells (Fig. 7E, F).
따라서, Dox로 유도된 노화 ARPE-19 세포에서 세포 노화의 주요 지표와 NR2F1의 발현 증가하는 것을 확인하였다.Therefore, we confirmed that the expression of NR2F1, a key indicator of cellular senescence, increased in Dox-induced senescent ARPE-19 cells.
실시예 5. 인간 망막색소상피세포주에서 NR2F1의 기능 확인Example 5. Functional confirmation of NR2F1 in human retinal pigment epithelial cell lines.
실시예 5-1. 인간 망막색소상피세포주에서 NR2F1 과발현에 의한 세포 노화 효과Example 5-1. Cell senescence effect due to NR2F1 overexpression in human retinal pigment epithelial cell lines
인간 망막색소상피세포주(ARPE-19)에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, ARPE-19에 NR2F1을 과발현시킨 후 유도되는 노화 관련 표현형의 발현 변화를 관찰하였다.To investigate the function of NR2F1 in human retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19), we observed changes in the expression of aging-related phenotypes induced by overexpression of NR2F1 in ARPE-19.
먼저, ARPE-19 세포를 60 mm 세포 배양 접시에 4.5 x 105의 밀도로 배양한 후, 다음날 헥사디메트린 브로마이드(8 μg/ml; 폴리브렌)(TR-1003-G, Sigma-Aldrich)와 함께 Stuffer 또는 NR2F1을 포함하는 렌티바이러스 벡터로 세포를 형질도입하였다. 이어서, 16시간 배양 후 세포 배양 배지를 10% FBS 및 1% p/s 배지를 포함하는 신선한 DMEM/F12로 교환하였으며, 이틀 후 세포를 수집하여 각각 대조군(control)과 NR2F1 과발현군(NR2F1-OE)으로 나누었다. 정량적 실시간 PCR 및 웨스턴 블롯팅을 통해 각 군의 노화 관련 유전자 및 단백질의 상대적 수준을 분석하였으며, 이러한 결과를 도 8A 및 도 8B에 나타내었다.First, ARPE-19 cells were cultured in 60 mm cell culture dishes at a density of 4.5 × 10 5 , and then transduced the cells with lentiviral vectors containing Stuffer or NR2F1 together with hexadimethrine bromide (8 μg/ml; polybrene) (TR-1003-G, Sigma-Aldrich) the next day. After 16 h of culture, the cell culture medium was replaced with fresh DMEM/F12 containing 10% FBS and 1% p/s medium, and two days later, the cells were collected and divided into the control group and the NR2F1 overexpression group (NR2F1-OE), respectively. The relative levels of senescence-related genes and proteins in each group were analyzed by quantitative real-time PCR and Western blotting, and the results are shown in Fig. 8A and Fig. 8B .
위 실험에서, NR2F1 과발현군(NR2F1-OE)의 경우 p16, p21 및 p53 등 노화 관련 마커의 mRNA 및 단백질 수준이 대조군 대비 유의하게 증가하였다. 또한, NR2F1 과발현군(NR2F1-OE)에서 IL-1β, IL-8, CXCL1, CXCL10, CCL20, MMP3 및 MMP9 등 SASP(senescence associated secretory phenotype) 구성요소의 mRNA 수준이 대조군 대비 유의하게 증가하였다. In the above experiment, the mRNA and protein levels of aging-related markers, such as p16, p21, and p53, were significantly increased in the NR2F1 overexpression group (NR2F1-OE) compared to the control group. In addition, the mRNA levels of SASP (senescence-associated secretory phenotype) components, such as IL-1β, IL-8, CXCL1, CXCL10, CCL20, MMP3, and MMP9, were significantly increased in the NR2F1 overexpression group (NR2F1-OE) compared to the control group.
이를 통해 RPE 세포에서 NR2F1의 과발현이 세포 노화를 유도하는 효과가 있음을 확인하였다. Through this, we confirmed that overexpression of NR2F1 in RPE cells has the effect of inducing cell senescence.
실시예 5-2. 노화 유도된 인간 망막색소상피세포주에서 NR2F1 억제에 의한 세포 노화 감소 효과Example 5-2. Effect of NR2F1 inhibition on cell senescence in senescent human retinal pigment epithelial cell lines.
인간 망막색소상피세포주(ARPE-19)에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, 독소루비신으로 노화를 유도한 ARPE-19에 NR2F1를 억제시킨 후 유도되는 노화 관련 표현형의 발현 변화를 관찰하였다.To investigate the function of NR2F1 in human retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19), we observed changes in the expression of aging-related phenotypes induced by inhibition of NR2F1 in ARPE-19 cells induced by doxorubicin.
먼저, ARPE-19 세포를 60 mm 세포 배양 접시에 4.5 x 105의 밀도로 배양한 후, 다음날 shScramble 또는 shNR2F1을 포함하는 렌티바이러스 벡터로 세포를 형질도입하였다. 이어서, 16시간 배양 후 세포 배양 배지를 5 μg/ml 퓨로마이신(ant-pr-1, InvivoGen, San Diego, CA)을 함유하는 새로운 배지로 교체하였으며, 3일째부터 퓨로마이신 및 독소루비신(250 nM)에 3일간 노출되었다. 이후 약물이 없는 일반 배지로 교환하였으며, 이틀 후 세포를 수집하여 각각 대조군(Vehicle+shScramble), 독소루비신 처리군(Dox+shScramble), 독소루비신 처리 후 NR2F1 억제군(Dox+shNR2F1)으로 나누었다. 정량적 실시간 PCR 및 웨스턴 블롯팅을 통해 각 군의 노화 관련 유전자 및 단백질의 상대적 수준을 분석하였으며, 이러한 결과를 도 9A, 도 9B 및 도 9C에 나타내었다.First, ARPE-19 cells were cultured in 60 mm cell culture dishes at a density of 4.5 × 10 5 , and then transduced with lentiviral vectors containing shScramble or shNR2F1 the next day. Then, after 16 h of culture, the cell culture medium was replaced with fresh medium containing 5 μg/ml puromycin (ant-pr-1, InvivoGen, San Diego, CA), and from day 3, the cells were exposed to puromycin and doxorubicin (250 nM) for 3 days. Afterwards, the medium was replaced with regular medium without drugs, and two days later, the cells were harvested and divided into the control group (Vehicle + shScramble), doxorubicin treatment group (Dox + shScramble), and doxorubicin treatment followed by NR2F1 inhibition group (Dox + shNR2F1). The relative levels of aging-related genes and proteins in each group were analyzed using quantitative real-time PCR and Western blotting, and the results are shown in Figures 9A, 9B, and 9C.
위 실험에서, 독소루비신 처리군(Dox+shScramble)의 경우 p21 및 p53 등 노화 관련 마커의 mRNA 및 단백질 수준이 대조군 대비 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 반면, 독소루비신 처리 후 NR2F1 억제군(Dox+shNR2F1)의 경우 p21 및 p53 등 노화 관련 마커의 mRNA 및 단백질 수준이 독소루비신 처리군(Dox+shScramble) 대비 유의하게 감소한 것을 확인하였다. 이와 함께, 노화 관련 분비 표현형(SASP, senescence associated secretory phenotype) 구성요소인 IL-1β, IL-8, IL-18, CXCL20, 및 MMP9의 mRNA 수준이 독소루비신 처리군(Dox+shScramble) 대비 독소루비신 처리 후 NR2F1 억제군(Dox+shNR2F1)에서 유의하게 감소하였다.In the above experiment, it was confirmed that the mRNA and protein levels of senescence-related markers such as p21 and p53 were significantly increased in the doxorubicin-treated group (Dox+shScramble) compared to the control group. On the other hand, it was confirmed that the mRNA and protein levels of senescence-related markers such as p21 and p53 were significantly decreased in the NR2F1 inhibition group (Dox+shNR2F1) after doxorubicin treatment compared to the doxorubicin-treated group (Dox+shScramble). In addition, the mRNA levels of IL-1β, IL-8, IL-18, CXCL20, and MMP9, which are components of the senescence-associated secretory phenotype (SASP), were significantly decreased in the NR2F1 inhibition group (Dox+shNR2F1) after doxorubicin treatment compared to the doxorubicin-treated group (Dox+shScramble).
이를 통해 RPE 세포에서 NR2F1의 억제가 독소루비신에 의한 노화를 경감시키는 효과가 있음을 알 수 있다. This suggests that inhibition of NR2F1 in RPE cells has the effect of alleviating doxorubicin-induced aging.
실시예 6. 마우스 모델에서 NR2F1의 기능 확인Example 6. Functional confirmation of NR2F1 in a mouse model
실시예 6-1. 성체 마우스 모델에서 AAV-NR2F1 망막하 주입시 세포 노화 유도 효과Example 6-1. Effect of AAV-NR2F1 subretinal injection on cell senescence induction in an adult mouse model
마우스 생체 내에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, 정상 성체 마우스의 망막하 공간에 AAV-NR2F1을 주입하여 NR2F1을 과발현 시킨 후 망막의 노화를 관찰하였다.To investigate the function of NR2F1 in vivo, AAV-NR2F1 was injected into the subretinal space of normal adult mice to overexpress NR2F1, and then retinal aging was observed.
먼저, 8주령의 수컷 C57BL/6J 마우스 모델의 망막하 공간에 mCherry 또는 NR2F1을 포함하는 아데노 관련 바이러스(AAV)를 주입하였다(1.0 x 109 particles/mouse). 각 조건의 마우스를 대조군(Control)과 NR2F1 과발현군(NR2F1-OE)으로 나누고, 3주 후 망막을 채취하였다. 노화 검출 키트(#ab65351, abcam, Cambridge, UK)를 사용한 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 염색 및 정량적 실시간 PCR을 통해 각 군의 망막 내 노화 세포 비율 및 노화 관련 유전자의 상대적 수준을 분석하였으며, 이러한 결과를 도 10A 및 도 10B에 나타내었다.First, adeno-associated viruses (AAV) containing mCherry or NR2F1 were injected into the subretinal space of 8-week-old male C57BL/6J mouse models (1.0 x 10 9 particles/mouse). Mice under each condition were divided into control (Control) and NR2F1 overexpression (NR2F1-OE) groups, and retinas were collected after 3 weeks. The proportion of senescent cells in the retinas of each group and the relative levels of senescence-related genes were analyzed using β-galactosidase (SA-β-gal) staining and quantitative real-time PCR using a senescence detection kit (#ab65351, abcam, Cambridge, UK). The results are shown in Fig. 10A and Fig. 10B.
위 실험에서, NR2F1 과발현 마우스 모델(NR2F1-OE)의 경우 망막 내에 파란색으로 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 염색된 노화 세포 비율이 대조군 대비 유의하게 증가하였다. 또한, NR2F1 과발현 마우스 모델(NR2F1-OE)에서 CXCL10, IL-1β, IL-6, IL-18 및 MMP9 등 SASP(senescence associated secretory phenotype) 구성요소의 mRNA 수준이 대조군 대비 유의하게 증가하였다. In the above experiment, the proportion of senescent cells stained blue with β-galactosidase (SA-β-gal) in the retina significantly increased in the NR2F1-overexpressing mouse model (NR2F1-OE) compared to the control group. In addition, the mRNA levels of SASP (senescence-associated secretory phenotype) components, such as CXCL10, IL-1β, IL-6, IL-18, and MMP9, significantly increased in the NR2F1-overexpressing mouse model (NR2F1-OE) compared to the control group.
이를 통해 어린 마우스 모델에서 NR2F1의 과발현이 망막의 노화를 유도하는 효과가 있음을 확인하였다.Through this, we confirmed that overexpression of NR2F1 has the effect of inducing retinal aging in a young mouse model.
실시예 7. 건성 황반변성 마우스 모델에서 NR2F1 억제에 따른 효과 확인Example 7. Confirmation of the effect of NR2F1 inhibition in a mouse model of dry macular degeneration.
실시예 7-1. 건성 황반변성 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1 망막하 주입시 세포 노화 감소 효과Example 7-1. Effect of AAV-shNR2F1 subretinal injection on cell senescence reduction in a mouse model of dry macular degeneration.
마우스 생체 내에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, NaIO3 복강주입에 의한 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델의 망막하 공간에 AAV-shNR2F1을 주입하여 NR2F1을 억제시킨 후 망막의 노화 경감을 관찰하였다.To investigate the function of NR2F1 in vivo in mice, AAV-shNR2F1 was injected into the subretinal space of a mouse model in which dry macular degeneration was induced by intraperitoneal injection of NaIO 3 , and NR2F1 was suppressed, followed by observation of alleviation of retinal aging.
먼저, 8주령의 수컷 C57BL/6J 마우스 모델의 망막하 공간에 shScramble 또는 NR2F1을 포함하는 아데노 관련 바이러스(AAV)를 주입하였다(1.0 x 108 particles/mouse). 망막하 주사(SRI) 4주 후에 25 mg/kg의 인산염 완충 식염수(PBS) 또는 NaIO3을 복강 내(IP) 투여하였으며, 각 조건의 마우스를 대조군(Vehicle+shScramble), NaIO3 처리군(NaIO3+shScramble) 및 NaIO3 처리 후 NR2F1 억제군(NaIO3+shNR2F1)으로 나누고 2주 후 망막을 채취하였다. 정량적 실시간 PCR, 웨스턴 블롯팅 분석 및 플랫 마운트 RPE의 면역 형광 염색을 통해 각 군의 노화 관련 유전자 및 단백질의 상대적 수준을 분석하였으며, 이러한 결과를 도 11A 내지 도 11C에 나타내었다.First, adeno-associated virus (AAV) containing shScramble or NR2F1 was injected into the subretinal space of 8-week-old male C57BL/6J mouse models (1.0 × 10 8 particles/mouse). Four weeks after the subretinal injection (SRI), 25 mg/kg of phosphate-buffered saline (PBS) or NaIO 3 was administered intraperitoneally (IP). The mice in each condition were divided into the control group (Vehicle + shScramble), NaIO 3 treatment group (NaIO 3 +shScramble), and NaIO 3 treatment followed by NR2F1 inhibition group (NaIO 3 +shNR2F1), and the retinas were harvested after 2 weeks. The relative levels of aging-related genes and proteins in each group were analyzed by quantitative real-time PCR, Western blotting analysis, and immunofluorescence staining of flat-mount RPE, and the results are shown in Figures 11A to 11C.
분석 결과, NaIO3 처리군(NaIO3+shScramble)의 경우 p16 및 p53 등 노화 관련 마커의 mRNA 및 단백질 수준이 대조군 대비 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 반면, NaIO3 처리 후 NR2F1 억제군(NaIO3+shNR2F1)의 경우 p16 및 p53 등 노화 관련 마커의 mRNA 및 단백질 수준이 NaIO3 처리군(NaIO3+shScramble) 대비 유의하게 감소한 것을 확인하였다. The analysis results showed that the mRNA and protein levels of aging-related markers, such as p16 and p53 , significantly increased in the NaIO 3 treatment group (NaIO 3 +shScramble) compared to the control group. On the other hand, in the NR2F1 inhibition group (NaIO 3 +shNR2F1) after NaIO 3 treatment, the mRNA and protein levels of aging-related markers, such as p16 and p53, significantly decreased compared to the NaIO 3 treatment group (NaIO 3 +shScramble).
이를 통해 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델에서 NR2F1의 억제가 망막의 노화를 경감시키는 효과가 있음을 알 수 있다.This suggests that inhibition of NR2F1 has the effect of alleviating retinal aging in a mouse model of dry macular degeneration.
실시예 7-2. 건성 황반변성 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1 망막하 주입시 시각 기능 개선 효과Example 7-2. Effect of subretinal injection of AAV-shNR2F1 on visual function improvement in a mouse model of dry macular degeneration.
마우스 생체 내에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, NaIO3 복강주입에 의한 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델의 망막하 공간에 AAV-shNR2F1을 주입하여 NR2F1을 억제시킨 후 마우스의 시각 기능 변화를 망막전위도 검사 (Electroretinography, ERG)로 측정하였다(Celeris mouse ERG system (Diagnosys, LLC, 미국, MA). To investigate the function of NR2F1 in vivo in mice, AAV-shNR2F1 was injected into the subretinal space of a mouse model of dry macular degeneration induced by intraperitoneal injection of NaIO3 to suppress NR2F1, and changes in visual function in the mice were measured using electroretinography (ERG) (Celeris mouse ERG system (Diagnosys, LLC, MA, USA).
실험 전에 마우스는 최소한 16시간 동안 어두운 장소에서 암반응을 시켰다. 마우스는 NaCl로 희석된 Zoletil (Virbac, 프랑스)과 xylazine (Rompun, Bayer HealthCare, 독일, Leverkusen) 혼합물을 복강 내 주사를 통하여 마취하였다 (비율 4:1). 전신마취제 투여후, 마우스 안구에 Tropherine (Hanmi, 한국)으로 산동하여 동공을 확장하였고, 국소 마취제인 alkyne으로 마취하였다. 주사하기 전 2% 하이프로멜로스 (Samil, 한국)를 처리하여 안구를 보호하였다. Celeris mouse ERG system의 전극을 마우스 양안에 접진 상태로 몸 온도를 유지하기 위한 온난판 위에 뉘여 적색 빛 아래에서 마우스의 망막 기능을 측정하였다. ERG를 위해 전극은 각막과 접촉하여 안구 중심에 정렬되었으며, reference 전극은 반대 안구에 배치하였다. a-wave 및 b-wave에 대한 amplitude는 0.001에서 10 cd*s/m2 범위의 단일 플래시 자극과 c-파형을 위한 150 cd*s/m2 플래시로 유발하였다. 각 플래시 강도에 대해 최소한 세 개의 응답을 기록하고 평균을 내었다. a-wave와 b-wave의 진폭은 자극 전의 기준선에 대한 녹음의 최대 음수 및 양수 피크에서 측정되었으며, c-wave의 진폭은 c-wave의 최대 음성에서 c-파의 최대 피크 진폭까지의 거리로 측정하였다(망막색소상피의 기능 측정). 측정 결과는 도 12에 나타내었다.Before the experiment, mice were conditioned in a dark place for at least 16 hours. Mice were anesthetized via intraperitoneal injection of a mixture of Zoletil (Virbac, France) and xylazine (Rompun, Bayer HealthCare, Leverkusen, Germany) diluted in NaCl (4:1 ratio). After administration of general anesthesia, the pupils were dilated with Tropherine (Hanmi, Korea) and the mice were anesthetized with a local anesthetic, alkyne. The eyes were protected with 2% hypromellose (Samil, Korea) prior to injection. Retinal function was measured under red light while the mice were placed on a warming plate with electrodes of the Celeris mouse ERG system attached to each eye. For ERG, the electrodes were aligned with the center of the eye and in contact with the cornea, and the reference electrode was placed in the contralateral eye. The amplitudes of the a-wave and b-wave were evoked by a single flash stimulus ranging from 0.001 to 10 cd*s/m 2 and the c-wave by a 150 cd*s/m 2 flash. At least three responses were recorded for each flash intensity and averaged. The amplitudes of the a-wave and b-wave were measured from the maximum negative and positive peaks of the recording relative to the pre-stimulus baseline, and the c-wave amplitude was measured as the distance from the maximum negative c-wave to the maximum peak amplitude of the c-wave (a measure of retinal pigment epithelium function). The measurement results are shown in Figure 12.
도 12에서 확인할 수 있는 바와 같이, AAV-shNR2F1 주입군에서, 대조군에 비해 측정된 a-wave 및 b-wave 진폭의 유의한 향상이 확인되어, 마우스 시각 기능이 회복됨을 확인할 수 있었다. 또한, RPE의 기능을 확인할 수 있는 c-wave 진폭이 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델군에서 감소되었고, AAV-shNR2F1를 망막하 주사한 군에서 유의하게 증가하였다(도 12A: a- 및 b-wave 대표 파형 [위], c-wave 대표 파형 [아래]; 12B: a-, b-, c-wave 그래프). 이를 통해 건성 황반변성이 유도된 마우스 모델에서 NR2F1의 억제가 마우스의 시각 기능을 개선시키는 효과가 있음을 알 수 있다.As can be confirmed in Fig. 12, in the AAV-shNR2F1 injection group, a significant improvement in the measured a-wave and b-wave amplitudes was confirmed compared to the control group, confirming that the visual function of the mouse was restored. In addition, the c-wave amplitude, which can confirm the function of the RPE, was decreased in the mouse model group induced with dry macular degeneration, and significantly increased in the group injected subretinacularly with AAV-shNR2F1 (Fig. 12A: representative waveforms of a- and b-waves [top], representative waveforms of c-waves [bottom]; 12B: graphs of a-, b-, and c-waves). This shows that the inhibition of NR2F1 has the effect of improving the visual function of the mouse in the mouse model induced with dry macular degeneration.
실시예 8: 노령 마우스 모델에서 NR2F1의 기능 확인 Example 8: Confirmation of NR2F1 function in an aged mouse model
실시예 8-1: 노령 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1 망막하 주입시 세포 노화 경감 효과Example 8-1: Effect of AAV-shNR2F1 subretinal injection on alleviation of cell senescence in an aged mouse model
노령 마우스의 생체 내에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, 노령 마우스 모델의 망막하 공간에 AAV-shNR2F1을 주입하여 NR2F1을 억제시킨 후 망막의 노화 경감을 관찰하였다.To investigate the function of NR2F1 in vivo in aged mice, AAV-shNR2F1 was injected into the subretinal space of an aged mouse model to suppress NR2F1, and then the alleviation of retinal aging was observed.
먼저, 3개월령 및 24개월령의 C57BL/6J 마우스 모델의 망막하 공간에 shScramble 또는 shNR2F1을 포함하는 아데노 관련 바이러스(AAV)를 주입하였다(1.0 x 109 particles/mouse). 각 조건의 마우스를 3개월령 대조군(3-month-old_shControl)과 24개월령 대조군(24-month-old_shControl) 및 24개월령 shNR2F1 억제군(24-month-oldsh_NR2F1)으로 나누고, 3주 후 망막을 채취하였다. 노화 검출 키트(#ab65351, abcam, Cambridge, UK)를 사용한 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 염색을 통해 각 군의 망막 내 노화 세포 비율을 분석하였으며, 이러한 결과를 도 13A 및 도 13B에 나타내었다. First, adeno-associated viruses (AAV) containing shScramble or shNR2F1 were injected into the subretinal space of 3-month-old and 24-month-old C57BL/6J mouse models (1.0 × 10 9 particles/mouse). Mice in each condition were divided into a 3-month-old control group (3-month-old_shControl), a 24-month-old control group (24-month-old_shControl), and a 24-month-old shNR2F1 inhibition group (24-month-oldsh_NR2F1), and the retinas were collected after 3 weeks. The proportion of senescent cells in the retinas of each group was analyzed by β-galactosidase (SA-β-gal) staining using a senescence detection kit (#ab65351, abcam, Cambridge, UK), and the results are shown in Fig. 13A and Fig. 13B.
분석 결과, 24개월령 대조군(24-month-old_shControl)의 경우 망막 내에 파란색으로 β-갈락토시다제(SA-β-gal) 염색된 노화 세포 비율이 3개월령 대조군(3-month-old_shControl) 대비 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 반면, 24개월령 NR2F1 억제군(24-month-oldsh_NR2F1)의 경우 24개월령 대조군(24-month-old_shControl) 대비 노화세포 비율이 유의하게 감소한 것을 확인하였다. As a result of the analysis, it was confirmed that the proportion of senescent cells stained blue with β-galactosidase (SA-β-gal) in the retina in the 24-month-old control group (24-month-old_shControl) significantly increased compared to the 3-month-old control group (3-month-old_shControl). On the other hand, it was confirmed that the proportion of senescent cells in the 24-month-old NR2F1 inhibition group (24-month-oldsh_NR2F1) significantly decreased compared to the 24-month-old control group (24-month-old_shControl).
이를 통해 노령 마우스 모델에서 NR2F1의 억제가 망막의 노화를 경감시키는 효과가 있음을 알 수 있다.This suggests that inhibition of NR2F1 has the effect of alleviating retinal aging in an aged mouse model.
실시예 8-2: 노령 마우스 모델에서 AAV-shNR2F1 망막하 주입시 시각 기능 개선 효과Example 8-2: Improvement of visual function by subretinal injection of AAV-shNR2F1 in an aged mouse model
노령 마우스의 생체 내에서 NR2F1의 기능을 조사하기 위해, 노령 마우스 모델의 망막하 공간에 AAV-shNR2F1을 주입하여 NR2F1을 억제시킨 후 마우스의 시각 기능 변화를 망막전위도 검사 (Electroretinography, ERG)로 측정하였다(Celeris mouse ERG system (Diagnosys, LLC, 미국, MA). To investigate the function of NR2F1 in vivo in aged mice, AAV-shNR2F1 was injected into the subretinal space of an aged mouse model to suppress NR2F1, and changes in visual function of the mice were measured using electroretinography (ERG) (Celeris mouse ERG system (Diagnosys, LLC, MA, USA).
실험 전에 마우스는 최소한 16시간 동안 어두운 장소에서 암반응을 시켰다. 마우스는 NaCl로 희석된 Zoletil (Virbac, 프랑스)과 xylazine (Rompun, Bayer HealthCare, 독일, Leverkusen) 혼합물을 복강 내 주사를 통하여 마취하였다 (비율 4:1). 전신마취제 투여후, 마우스 안구에 Tropherine (Hanmi, 한국)으로 산동하여 동공을 확장하였고, 국소 마취제인 alkyne으로 마취하였다. 주사하기 전 2% 하이프로멜로스 (Samil, 한국)를 처리하여 안구를 보호하였다. Celeris mouse ERG system의 전극을 마우스 양안에 접진 상태로 몸 온도를 유지하기 위한 온난판 위에 뉘여 적색 빛 아래에서 마우스의 망막 기능을 측정하였다. ERG를 위해 전극은 각막과 접촉하여 안구 중심에 정렬되었으며, reference 전극은 반대 안구에 배치하였다. a-wave 및 b-wave에 대한 amplitude는 0.001에서 10 cd*s/m2 범위의 단일 플래시 자극으로 유발하였다. 각 플래시 강도에 대해 최소한 세 개의 응답을 기록하고 평균을 내었다. a-wave와 b-wave의 진폭은 자극 전의 기준선에 대한 녹음의 최대 음수 및 양수 피크에서 측정되었으며, c-wave의 진폭은 c-wave의 최대 음성에서 c-wave의 최대 피크 진폭까지의 거리로 측정하였다 (망막색소상피의 기능 측정). 측정 결과는 도 14와 같다.Before the experiment, mice were conditioned in a dark place for at least 16 hours. Mice were anesthetized via intraperitoneal injection of a mixture of Zoletil (Virbac, France) and xylazine (Rompun, Bayer HealthCare, Leverkusen, Germany) diluted in NaCl (4:1 ratio). After administration of general anesthesia, the pupils were dilated with Tropherine (Hanmi, Korea) and anesthetized with a local anesthetic, alkyne. The eyes were protected with 2% hypromellose (Samil, Korea) prior to injection. Retinal function was measured under red light while the mice were placed on a warming plate with electrodes from the Celeris mouse ERG system placed on both eyes to maintain body temperature. For ERG, the electrodes were aligned with the center of the eye and in contact with the cornea, and a reference electrode was placed in the contralateral eye. Amplitudes for the a- and b-waves were evoked by a single flash stimulus ranging from 0.001 to 10 cd*s/ m2 . At least three responses were recorded for each flash intensity and averaged. The amplitudes of the a-wave and b-wave were measured from the maximum negative and positive peaks of the recording relative to the pre-stimulus baseline, and the c-wave amplitude was measured as the distance from the maximum negative c-wave to the maximum peak amplitude of the c-wave (a measure of retinal pigment epithelium function). The measurement results are shown in Figure 14.
도 14에서 확인할 수 있는 바와 같이, 노령마우스에서 Nr2f1의 Knockdown은 노화를 개선시키고 망막기능을 회복시키는 것을 확인하였다. a- 및 b-wave 진폭이 노령 마우스군에서 감소되었다가 AAV-shNR2F1 망막하 주사한 군에서 유의하게 향상되는 것을 확인하였으며, 마우스 시각 기능이 회복됨을 확인하였다. 또한, RPE의 기능을 확인할 수 있는 c-wave 진폭이 노령마우스군에서 감소되었고, AAV-shNR2F1 망막하 주사한 군에서 유의하게 증가하였다(도 14A: a- 및 b- wave 대표 파형 [위], c-파 대표 파형 [아래]; 14B: a-, b-, c-wave 그래프). 따라서, 노령의 마우스 모델에서 NR2F1의 억제가 마우스의 시각 기능을 개선시키는 효과가 있음을 알 수 있다.As shown in Fig. 14, knockdown of Nr2f1 in aged mice improved aging and restored retinal function. The a- and b-wave amplitudes were decreased in the aged mouse group and significantly improved in the AAV-shNR2F1 subretinal injection group, confirming that the visual function of the mice was restored. In addition, the c-wave amplitude, which can determine the function of the RPE, was decreased in the aged mouse group and significantly increased in the AAV-shNR2F1 subretinal injection group (Fig. 14A: representative waveforms of a- and b-waves [top], representative waveforms of c-waves [bottom]; 14B: a-, b-, c-wave graphs). Therefore, it can be seen that inhibition of NR2F1 in an aged mouse model has the effect of improving the visual function of the mice.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without altering the technical spirit or essential characteristics of the present invention. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention should be interpreted as encompassing all changes or modifications derived from the meaning and scope of the following claims and their equivalent concepts, rather than the detailed description above.
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