KR101133244B1 - Glycan epitope overexpressed in human neural precursor cell and glioblastoma - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인간의 신경줄기세포, 신경전구체세포 및 뇌종양 세포에서 과발현되는 당사슬 항원결정기 (epitope) 에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하기 위한, 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포에서 과발현되는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기, 상기 당사슬 항원결정기를 특이적으로 인식하는 항체, 상기 당사슬 항원결정기를 이용하여 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하는 방법, 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포의 분화조절제를 스크리닝하는 방법 및 뇌종양 치료제를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to oligosaccharide epitopes overexpressed in human neural stem cells, neuroprogenitor cells and brain tumor cells. More specifically, the present invention relates to glucose-alpha1,4 overexpressed in undifferentiated human neural stem cells, neural progenitor cells or brain tumor cells for detecting undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells. Method for detecting undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells or brain tumor cells using oligosaccharide epitopes having a link of Glucose-alpha1,4), antibodies specifically recognizing the oligosaccharide epitopes, and the oligosaccharide epitopes The present invention relates to a method for screening differentiation regulators of undifferentiated human neural stem cells or neuroprogenitor cells and a method for screening a brain tumor therapeutic agent.

Description

인간 신경전구체세포 및 뇌종양 세포에서 과발현되는 당사슬 항원결정기 {Glycan epitope overexpressed in human neural precursor cell and glioblastoma}Glycan epitope overexpressed in human neural precursor cell and glioblastoma}

본 발명은 인간의 신경줄기세포, 신경전구체세포 및 뇌종양 세포에서 과발현되는 당사슬 항원결정기 (epitope) 에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하기 위한, 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포에서 과발현되는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기, 상기 당사슬 항원결정기를 특이적으로 인식하는 항체, 상기 당사슬 항원결정기를 이용하여 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하는 방법, 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포의 분화조절제를 스크리닝하는 방법 및 뇌종양 치료제를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to oligosaccharide epitopes overexpressed in human neural stem cells, neuroprogenitor cells and brain tumor cells. More specifically, the present invention relates to glucose-alpha1,4 overexpressed in undifferentiated human neural stem cells, neural progenitor cells or brain tumor cells for detecting undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells. Method for detecting undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells or brain tumor cells using oligosaccharide epitopes having a link of Glucose-alpha1,4), antibodies specifically recognizing the oligosaccharide epitopes, and the oligosaccharide epitopes The present invention relates to a method for screening differentiation regulators of undifferentiated human neural stem cells or neuroprogenitor cells and a method for screening a brain tumor therapeutic agent.

줄기세포는 생물을 구성하는 다양한 세포들로 분화할 수 있는 세포로서 배 아, 태아 그리고 성체의 각 조직에서 얻을 수 있는 미분화단계의 세포를 말하며, 전분화능(pluripotency)을 갖는 배아줄기세포(embryonic stem cell)와 다분화능(multipotency)을 갖는 성체줄기세포(adult stem cell)로 구분된다. 그중 배아줄기세포는 무제한적으로 증식이 가능한 미분화 세포이고, 모든 세포로 분화할 수 있으며 성체줄기세포와 달리 생식세포(germ cell)도 만들 수 있어 다음세대로 유전될 수 있다. 1981년 생쥐 배아줄기세포의 확립에 성공한 후 (Evans et al., Nature, 292: 151-156, 1981), 1996년 영장류에서 전능성 배아줄기세포가 확립되었으며 (Thomson et al., Biol. Reprod., 55: 254-259, 1996), 1998년에는 미국의 Thomson 등에 의해 인간 배아줄기세포가 확립되었다 (Thomson et al., Science, 282: 1145-11477, 1998). 모든 세포로 분화할 수 있는 전분화능을 가진 배아줄기세포에서 질병이나 사고에 의해 손실된 특정 장기나 세포를 유도해 이식할 수 있다면, 여러 난치성 질환의 근원적 치료방법으로 부상할 수 있다. 현재, 줄기세포를 이용한 세포치료의 핵심은 인간과 동물에서 줄기세포 분리, 줄기세포 배양기술의 확립, 시험관 내 (in vitro)에서 특정 기능성 세포의 분화유도 및 분리 기술, 인체 실험 전에 동물에서 효능 및 안정성 확립, 그리고 실제 인체 적용 시 발생할 수 있는 면역거부반응 억제기술 등이다. 그 중 특히 줄기세포의 분리기술이나 다양한 기능성 세포로의 분화유도 및 분리 기술은 향후 줄기세포를 이용한 세포치료법에서 실제적으로 가장 중요한 기술로 여겨진다.Stem cells are cells that can differentiate into various cells constituting an organism, and are cells of an undifferentiated stage obtained from embryonic, fetal and adult tissues, and have embryonic stem cells with pluripotency. cell) and adult stem cells having multipotency. Among them, embryonic stem cells are undifferentiated cells capable of unlimited proliferation, can differentiate into all cells, and unlike adult stem cells, can make germ cells and can be inherited to the next generation. After successful establishment of mouse embryonic stem cells in 1981 (Evans et al., Nature, 292: 151-156, 1981), and in 1996, omnipotent embryonic stem cells were established in primates (Thomson et al., Biol. Reprod., 55: 254-259, 1996), and human embryonic stem cells were established in 1998 by Thomson et al. (Thomson et al., Science, 282: 1145-11477, 1998). If embryonic stem cells capable of differentiating into all cells can be induced and transplanted into specific organs or cells lost by disease or accident, they may emerge as a fundamental treatment for many intractable diseases. Currently, the core of cell therapy using stem cells is the separation of stem cells from humans and animals, the establishment of stem cell culture technology, induction and isolation of specific functional cells in vitro, efficacy in animals before human experiments, Establishment of stability and immune suppression technology that can occur in actual human application. Among them, stem cell separation technology or differentiation induction and separation technology into various functional cells is considered as the most important technology in cell therapy using stem cells in the future.

인간 배아줄기세포는 잘 알려져 있는 생쥐 배아줄기세포와 유사한 특성을 가지기도 하지만, 확연한 차이를 보이는 부분 또한 많이 존재한다. 대표적인 유사한 특징은 인간배아줄기세포는 생쥐처럼 전분화능을 가지고 있는 세포이므로, 시험관 내 (in vitro) 조건에서 배아체 (embryoid body, EB)를 형성시켜 분화를 유도하였을 때 다양한 모든 조직의 세포로 분화가 일어난다는 것이다 (Thomson et al., Science, 282: 1145-1147,1998; Reubinoff, et al., Nat. Biotech., 18: 399-404, 2000; Park, et al., Biol. Reprod., 69: 2007-2014, 2003). 또한, 인간 또는 생쥐 배아줄기세포의 배양 시 두 세포 모두 Feeder나 Feeder 세포배양액이 있는 상태에서 배양이 가능하고, 배아의 발생에서 초기분화에 관계된다고 알려진 Oct-4 유전자가 발현되며, 자가 증식이 가능한 세포에서 발현되는 텔로머라제(telomerase)가 존재하는 등 많은 공통점을 갖는다. 그러나 인간과 생쥐 배아줄기세포 사이에 많은 차이점이 있으며, 특히 생쥐 배아줄기세포는 하나의 세포로 배양이 가능하지만 인간 배아줄기세포는 하나의 세포로 만들었을 때 대부분이 죽어버리므로 하나의 세포로는 현재 배양이 불가능하다. 또한, 양 세포는 형태학적으로 서로 다를 뿐만 아니라, 배양시 자가 재생산이나 전분화능을 유지하기 위한 사이토카인 요구성도 다르다. 실제 마이크로어레이 결과에서도 인간 배아줄기세포의 줄기성 (stemness)를 유지하기 위한 유전자 풀(pool)이 생쥐의 그것과 상당 부분이 다르다는 것이 밝혀졌다 (Bhattacharya, et al., Blood, 103: 2956-2964, 2004, Ginis et al., Dev. Biol. 269: 360-380, 2004).Human embryonic stem cells have similar characteristics to the well-known mouse embryonic stem cells, but there are also many differences. A typical similar feature is that human embryonic stem cells are pluripotent as mice, so they differentiate into cells of all tissues when they form an embryoid body (EB) in vitro and induce differentiation. (Thomson et al., Science, 282: 1145-1147,1998; Reubinoff, et al., Nat. Biotech., 18: 399-404, 2000; Park, et al., Biol. Reprod., 69: 2007-2014, 2003). In addition, when culturing human or mouse embryonic stem cells, both cells can be cultured in the presence of a feeder or feeder cell culture medium, and the Oct-4 gene, which is known to be involved in early differentiation in embryo development, is expressed and capable of self-proliferation. There is a lot in common, such as the presence of telomerase expressed in the cell. However, there are many differences between human and mouse embryonic stem cells. In particular, mouse embryonic stem cells can be cultured as a single cell, but human embryonic stem cells die when a single cell is used. It is currently impossible to culture. In addition, both cells are not only morphologically different, but also have different cytokine requirements for maintaining self-renewal or pluripotency in culture. In fact, microarray results show that the gene pool for maintaining the stemness of human embryonic stem cells differs significantly from that of mice (Bhattacharya, et al., Blood, 103: 2956-2964). , 2004, Ginis et al., Dev. Biol. 269: 360-380, 2004).

그럼에도 불구하고 현재까지 미분화/전분화 상태의 줄기세포들을 동정하기 위하여 사용되는 항체들은 생쥐의 배아(embryo)나 인간의 배아암세포 (embryonal carcinoma)를 생쥐에 주사하여 만든 단일클론항체들(TRA-1-60, TRA-1-81, SSEA1, SSEA3, SSEA4 등)을 많이 사용하여 왔다. 그런데 이런 항체들의 대부분은 당사슬 항원 결정기(epitope)를 가지고 있으며, 이들의 기능은 아직 잘 알려지지 않고 있다 (Badcock, et al., Cancer Res. 59: 4715-4719, 1999; Kannagi et al., EMBO. J. 2: 2355-2361, 1983). 단백질 마커로는 CD9이 인간배아줄기세포 표면에 발현하는 것으로 알려졌지만 이것은 생쥐 배아줄기세포에서도 발현된다 (Oka, et al., Mol. Biol. Cell 13: 1274-1281, 2002; Carpenter, et al., Dev. Dyn. 229: 243-258, 2004). 인간의 초기 배 발달 연구나 미분화/전분화 상태의 인간 배아줄기세포를 연구하기 위해서는 인간 배아줄기세포에 특이적인 보다 많은 표식인자의 발굴이 절실히 요구된다.Nevertheless, antibodies used to identify undifferentiated / differentiated stem cells to date are monoclonal antibodies (TRA-1) made by injecting mouse embryos or human embryonic cancer cells (embryonal carcinoma) into mice. -60, TRA-1-81, SSEA1, SSEA3, SSEA4, etc.) have been used a lot. However, most of these antibodies have oligopeptide epitopes, and their function is still unknown (Badcock, et al., Cancer Res. 59: 4715-4719, 1999; Kannagi et al., EMBO. J. 2: 2355-2361, 1983). As a protein marker, CD9 is known to express on the surface of human embryonic stem cells, but it is also expressed on mouse embryonic stem cells (Oka, et al., Mol. Biol. Cell 13: 1274-1281, 2002; Carpenter, et al. , Dev. Dyn. 229: 243-258, 2004). In order to study early embryonic development of humans or to study human embryonic stem cells in undifferentiated / predifferentiated state, the discovery of more markers specific to human embryonic stem cells is urgently needed.

한편, 파킨슨병(Parkinson's disease), 알쯔하이머병, 탈수초질환(demyelinating disease), 루게릭병(amyotro- phic lateral sclerosis) 및 척추손상에 의한 사지마비 등의 뇌신경 퇴행성 질환은 뇌신경조직에 특정 신경세포의 영구적 손실 및 기능장애에 의해 초래되며 뇌신경조직은 손상시 스스로의 재건이 상당히 제한되어 있으므로 현재까지 이들 질환에 대한 근본적인 치료법이 없는 실정이다. 뇌 신경조직이 신경세포 간의 시냅스에 의한 회로에 의해 그 기능을 담당하고 있다는 점을 고려할 때, 손상된 뇌조직의 재건을 위해서는 신경줄기세포로부터 신경세포의 분화 유도, 분화된 신경세포로부터 표적물로 축색의 연장 및 새로운 기능적 시냅스 형성이 도모되어야 한다. 아직까지 이들 각 단계가 어떤 기전에 의한 것인지 알려지지 않았는데 이는 적절한 실험 시스템이 구축되지 않았기 때문이다.On the other hand, neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease, Alzheimer's disease, demyelinating disease, amyotro- phic lateral sclerosis, and limb paralysis due to spinal cord injury are associated with permanent neuronal tissue in the nerve tissue. It is caused by loss and dysfunction, and since brain nerve tissues are quite limited in their reconstruction when damaged, there is no fundamental treatment for these diseases. Considering that brain nerve tissue is responsible for its function by the synaptic circuit between nerve cells, in order to reconstruct damaged brain tissue, it is necessary to induce differentiation of nerve cells from neural stem cells and to target axons from differentiated nerve cells. Extension and new functional synapse formation should be promoted. It is not yet known what mechanism each of these steps is due to because no appropriate experimental system has been established.

초기 신경 배양물(primary neuronal culture)이나 암 유전자를 도입한 신경세포주는 이미 분화가 끝났거나 암 세포주라는 이유로 그 이용에 한계가 있으나 신경줄기세포는 시험관 내(in vitro)에서 미토겐(mitogen)에 의해 증식을 유도할 수 있고, 여러 가지 방법으로 분화도 유도할 수 있으므로 이를 이용한 연구는 다양한 뇌질환 치료에 응용할 수 있을 것이다 (Rosaria, et al., J. Neurochem. 89, 286-306, 2004). Although neuronal cell lines that have introduced primary neuronal cultures or cancer genes have limited use because they are already differentiated or are cancer cell lines, neural stem cells are induced by mitogen in vitro. Proliferation can be induced and differentiation can be induced in a number of ways, so the study using it could be applied to various brain diseases (Rosaria, et al., J. Neurochem. 89, 286-306, 2004).

한편, 인간 신경줄기세포는 태아나 성인조직에서 얻을 수 있으나 이는 윤리적인 문제가 따르며, 많은 환자들에게 필요한 만큼의 충분한 양을 얻을 수 없다. 중뇌(midbrain)의 흑질(substantia nigra)에 위치한 도파민성 신경세포(dopaminergic neuron)가 점차적으로 죽거나 손상되면서 야기되는 퇴행성 뇌신경질환인 파킨슨병이 태아의 중뇌조직 이식으로 뚜렷한 호전을 보였으나, 환자 한 사람당 발생 6 내지 10주된 낙태아 6 내지 10명 정도의 뇌 조직에서 분리한 전구세포가 필요하는 등의 실질적인 어려움이 있다 (Kordower et al., J. Comp . Neurobiol., 370: 203-230, 1996). 배아줄기세포로부터 다수의 도파민성 신경세포의 전구세포(dopaminergic neuronal precursor cells)를 배양해 낼 수 있다면 윤리적 문제도 피할 수 있고, 무제한적으로 유도해 낼 수 있음으로 그 치유의 길은 아주 밝은 편이다. 실제로 생쥐 배아줄기세포 연구에서 밝혀진 결과에 의하면, 줄기세포로부터 얻어진 동일한 네스틴(Nestin)-양성의 줄기세포는 적당한 분화조건에 따라 신경세포로 분화될 수 있으며, 질환동물모델 생쥐에다 이식하였을 때 그 병세가 호전될 수 있는 것으로 보고 된 바 있다(Kim et al., Nature , 418: 50-56, 2002; Lee et al., Nature Biotechnol. 18: 675-679, 2000). 이러한 연구결과는 인간 배아줄기세포에서 얻어진 네스틴-양성 세포로부터 기능성 신경세포를 배양해 낼 수 있음을 시사해 주었다. 실제로 인간 배아줄기세포에서 신경전구체세포를 유도하여 다양한 기능성 신경세포로 분화시킬 수 있음이 보고 되었다(Zhang et al., Nat . Biotechnol., 19: 1129 - 1133, 2001; Reubinoff et al., Nat. Biotechnol ., 19: 1134 - 1140, 2001).Human neural stem cells, on the other hand, can be obtained from fetuses or adult tissues, but this is accompanied by ethical problems, and many patients cannot obtain sufficient amounts as needed. Parkinson's disease, a degenerative brain neuropathy caused by the gradual death or damage of dopaminergic neurons located in the substantia nigra of the midbrain, has shown a marked improvement in fetal midbrain tissue transplantation. There are practical difficulties, such as the need for progenitor cells isolated from the brain tissues of about 6 to 10 abortions 6 to 10 weeks of development (Kordower et. al ., J. Comp . Neurobiol., 370: 203-230, 1996). If you can cultivate many dopaminergic neuronal precursor cells from embryonic stem cells, you can avoid ethical problems and induce them indefinitely. In fact, mouse embryonic stem cell studies have shown that the same Nestin-positive stem cells from stem cells can be differentiated into neurons under appropriate differentiation conditions when transplanted into diseased animal models of mice. It has been reported that the condition may improve (Kim et. al ., Nature , 418: 50-56, 2002; Lee et al., Nature Biotechnol. 18: 675-679, 2000). These findings suggest that functional neurons can be cultured from nestin-positive cells obtained from human embryonic stem cells. In fact, it has been reported that human embryonic stem cells can induce neural precursor cells to differentiate into various functional neurons (Zhang et al. al ., Nat . Biotechnol., 19: 1129-1133, 2001; Reubinoff et al ., Nat. Biotechnol ., 19: 1134-1140, 2001).

뇌질환 세포 치료법에서 배아줄기세포를 이용하여 신경줄기세포로의 분화 유도가 이루어지면 그 다음 중요한 것은 다량의 신경 줄기세포만을 순수 분리해 내 직접 사용하거나 다음 단계의 기능성 신경세포로 분화를 유도하는 것이다. 현재까지 인간 신경줄기세포를 동정하기 위한 마커들은 대부분 세포 내 존재하는 것으로 중간적 필라멘트인(intermediate filament) 네스틴(Nestin)(Lendhal, et al., Cell 60:585-595, 1990), Vimentin(Kilpatrick et al., Neuron 10:255-265, 1993), A2B5(Mujtaba, et al., Dev. Biol. 214:113-127, 1999), RNA 결합 단백질 Musashi-1(Good, et al Genomics 2:382-384, 1998) 등이 있으며, 세포표면에 존재하는 마커로는 PSA-NCAM(polysialylated neuronal cell adhesion molecule)과 CD133(Uchida, et al., PNAS 97:14720-14725, 2000)이 있다. PSA-NCAM 항체는 메닝고코커스 그룹 B(Meningococcus Group B) 다당류에 대해 만들어진 단일클론항체로서, 생쥐의 배아 또는 성체에서 약 180kD 당단백질인 NCAM의 폴리시알로실(polysialosyl) 단위를 인식하며, 유세포분석기(Flow cytometry)에 이용이 불가능하여 세포분리에는 이용할 수 없다 (Rougon, G. et al., J. Cell. Biol. 103, 2429-2437, 1986). CD133 항체 는 사람 조혈모세포인 CD34 양성세포에서 발현하는 약 97 kD 단백질을 인식하는 항체로서, CD133은 신경줄기세포에서도 발현이 확인되었다. 그러나, 이들 마커와 이에 대한 항체로는 복잡한 신경전구체의 분화과정을 정확히 규정하기 힘들며, 표면 분자인 CD133을 제외하고는 신경줄기세포를 온전하게 분리하는데 응용할 수 없다. 따라서 신경줄기세포의 연구와 응용 및 분리를 위한 더 많은 세포 표면 표지자의 발굴이 절실하다. In the treatment of brain disease cells, when embryonic stem cells are used to induce differentiation into neural stem cells, the next important step is to purely separate a large number of neural stem cells and use them directly or to induce differentiation into functional neurons of the next stage. To date, most markers for identifying human neural stem cells are intracellular, which is an intermediate filament, nestin (Lendhal, et al., Cell 60: 585-595, 1990), Vimentin (Kilpatrick). et al., Neuron 10: 255-265, 1993), A2B5 (Mujtaba, et al., Dev. Biol. 214: 113-127, 1999), RNA binding protein Musashi-1 (Good, et al Genomics 2: 382 -384, 1998), and the markers present on the cell surface include polysialylated neuronal cell adhesion molecules (PSA-NCAMs) and CD133 (Uchida, et al., PNAS 97: 14720-14725, 2000). PSA-NCAM antibodies are monoclonal antibodies made against Meningococcus Group B polysaccharides that recognize polysialosyl units of NCAM, about 180 kD glycoproteins in embryonic or adult mice, and are flow cytometers. It cannot be used for flow cytometry and cannot be used for cell separation (Rougon, G. et al., J. Cell. Biol. 103, 2429-2437, 1986). CD133 antibody is an antibody that recognizes about 97 kD protein expressed in CD34 positive cells, human hematopoietic stem cells, CD133 was also expressed in neural stem cells. However, these markers and antibodies against them make it difficult to precisely define the differentiation process of complex neural precursors and cannot be applied to intact separation of neural stem cells except for CD133, a surface molecule. Therefore, the discovery of more cell surface markers for research, application and isolation of neural stem cells is urgently needed.

또한, 신경줄기세포의 세포 표면 표지자는 뇌종양 치료를 위한 분자 표적으로도 활용이 가능하다. 상기에서 언급한 CD133은 뇌종양을 일으킬 수 있는 “암 줄기세포 (cancer stem cell)”의 표지자로서 CD133을 가진 소량의 세포들을 생쥐의 뇌에 주입하였을 때 뇌종양을 유발하는 것이 관찰되었다 (Singh SK, et al., Nature 432, 396-401, 2004). 이후 CD133 양성인 세포들을 어떻게 공략하여 뇌종양을 치료할 수 있는지에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. In addition, cell surface markers of neural stem cells may be utilized as molecular targets for the treatment of brain tumors. CD133, mentioned above, is a marker of “cancer stem cells” that can cause brain tumors and has been observed to induce brain tumors when small amounts of CD133-containing cells are injected into the mouse brain (Singh SK, et. al., Nature 432, 396-401, 2004). Since then, many studies have been conducted on how to treat brain tumors by targeting CD133 positive cells.

이렇게 신경줄기세포 및 신경전구체 세포들에 특이적인 항원들은 뇌신경 퇴행성 질환들의 치료를 위한 신경줄기세포의 검출 및 분리에 유용하게 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 더 나아가서 뇌종양 등의 난치병 등의 진단을 위한 표지자 및 치료제 개발을 위한 분자 표적으로 유용하게 활용이 가능하다. Antigens specific for neural stem cells and neural progenitor cells may not only be useful for the detection and isolation of neural stem cells for the treatment of neurodegenerative diseases, but also as markers and therapeutic agents for the diagnosis of intractable diseases such as brain tumors. It can be usefully used as a molecular target for development.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 신경전구체 세포를 생쥐에 면역 주사한 후 하이브리도마를 제조하여 신경전구체 세포 및 Glioblastoma 등에 특이적인 단일클론을 선별하였고 이를 하이브리도마 52-A11 (수탁번호: KCTC 10744BP)라 명명하 고 특허를 출원하였다 (출원번호: 10-2006-0030246). 본 발명에서는 더 나아가 단일클론항체 52-A11이 인식하는 당사슬의 항원결정기를 규명하고자 하였으며, 52-A11 항체가 특이적으로 인식하는 뇌종양 세포주의 당지질을 추출하여 인식하는 당지질을 TLC 등의 기법을 통해서 확인하고 질량을 분석하였으며 당사슬 칩 (Glycan array) 실험을 통하여 그 당사슬 항원결정기의 구조가 글루코오스-알파1,4-글루코오스(Glucose-alpha1,4-Glucose) 형태임을 발견함으로써, 본 발명을 완성하였다.Under these backgrounds, the present inventors immunized neural precursor cells to mice and prepared hybridomas to select monoclonals specific for neural precursor cells and Glioblastoma, and hybridoma 52-A11 (Accession Number: KCTC 10744BP). And filed a patent (application number: 10-2006-0030246). In the present invention, further, it was intended to identify the epitope of the oligosaccharide recognized by the monoclonal antibody 52-A11, extracting the glycolipids of the brain tumor cell line specifically recognized by the 52-A11 antibody through TLC, etc. The present invention was completed by confirming that the mass of the oligosaccharide epitope was found in the form of glucose-alpha1,4-glucose through glycan array experiments.

본 발명의 하나의 목적은, 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하기 위한, 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포에서 과발현되는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기를 제공하는 것이다.One object of the present invention is glucose-alpha1,4 overexpressed in undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells or brain tumor cells for detecting undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells. It is to provide an oligosaccharide epitope having a linkage of (Glucose-alpha1,4).

본 발명의 다른 목적은, 상기 당사슬 항원결정기를 특이적으로 인식하는 항체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an antibody that specifically recognizes the oligosaccharide epitope.

본 발명의 다른 목적은, 상기 당사슬 항원결정기를 이용하여 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for detecting undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells using the oligosaccharide epitope.

본 발명의 다른 목적은, 상기 당사슬 항원결정기를 이용하여 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포의 분화조절제를 스크리닝하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for screening differentiation regulators of undifferentiated human neural stem cells or neural precursor cells using the oligosaccharide epitope.

본 발명의 다른 목적은, 상기 당사슬 항원결정기를 이용하여 뇌종양 치료제를 스크리닝하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for screening a brain tumor therapeutic agent using the oligosaccharide epitope.

하나의 양태로서, 본 발명은 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하기 위한, 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포에서 과발현되는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기(epitope)에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention provides glucose-alpha1,4 overexpressed in undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells or brain tumor cells for detecting undifferentiated human neural stem cells, neural progenitor cells or brain tumor cells. It relates to an oligosaccharide epitope having a linkage of (Glucose-alpha1,4).

바람직하게, 본 발명의 당사슬 항원결정기는 글루코오스-알파1,4-글루코오스(Glucose-alpha1,4-Glucose) 또는 글루코오스-알파1,4-N-아세틸글루코사민(Glucose-alpha1,4-GlcNAc)인 당사슬 항원결정기이다.Preferably, the oligosaccharide epitope of the present invention is glucose-alpha1,4-glucose (Glucose-alpha1,4-Glucose) or glucose-alpha1,4-N-acetylglucosamine (Glucose-alpha1,4-GlcNAc). Epitope.

본 발명에서 용어, "신경줄기세포(neural stem cell)"란 자기복제능력을 가지고 있으며, 중추신경계를 구성하는 신경세포, 성상세포(astrocyte) 및 희돌기교세포(oligodendrocyte) 등의 세 가지 구성세포로 분화하는 다분화능력을 가진 미분화세포를 말한다. 신경줄기세포는 특정한 신경계 세포를 만들어내는 신경전구세포(neural precursor cell)나 글리아전구세포의 단계를 거쳐서 신경세포/뉴론이나 글리아세포로 분화하게 된다. As used herein, the term "neural stem cell" has a self-replicating ability, and differentiates into three constituent cells, such as neurons, astrocytes and oligodendrocytes, which constitute the central nervous system. It refers to undifferentiated cells with multipotent ability. Neural stem cells are differentiated into neurons / neurons or glia cells through the stages of neural precursor cells or glia precursor cells that produce specific nervous system cells.

따라서, 본 발명에서 용어, "신경전구세포(neural precursor cell)"란 신경줄기세포에서 신경이 되기 전단계까지 세포를 분화시킨 것을 말하며, 신경전구세포 역시 중추신경계를 구성하는 신경세포, 성상세포 및 희돌기교세포로 분화하는 다분화능력을 가진다. Therefore, the term "neural precursor cell" in the present invention refers to the differentiation of cells from the neural stem cells to the stage before becoming neurons, the neural progenitor cells also constitute neurons, astrocytic cells and oligodendron constituting the central nervous system Has the ability to differentiate into glial cells.

또한, 본 발명에서 용어, "뇌종양 세포(glioblastoma cell)"란 뇌종양 특히 중추신경계에서 가장 만연하며 악성도가 높은 교모세포종(glioblastoma)을 구성하는 종양 세포로서, 뇌종양 중에서도 가장 미분화형이며 이동성?증식성이 높고, 높은 침윤성을 가지는 것으로 알려져 있다. In the present invention, the term "glioblastoma cell" is a tumor cell that constitutes the most prevalent and highly malignant glioblastoma in brain tumors, particularly the central nervous system, and is the most undifferentiated and mobile? Proliferative among brain tumors. It is known to have high and high invasiveness.

본 발명에서는 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포에서 과발현되는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기를 규명하기 위하여, 인간 신경전구체세포를 생쥐에 면역 주사하여 얻어진 하이브리도마가 생산하는 단일클론항체를 이용하였다. 본 발명자들은 신경전구체 세포를 생쥐에 면역 주사한 후 하이브리도마를 제조하여 신경전구체 세포 및 뇌종양 세포 등에 특이적인 단일클론을 선별하였고 이를 하이브리도마 52-A11 (수탁번호: KCTC 10744BP)라 명명하고 특허를 출원하였다 (출원번호: 10-2006-0030246).In the present invention, in order to identify oligosaccharide epitopes having a linkage of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4) overexpressed in undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells, The monoclonal antibody produced by hybridoma obtained by immunization with the mouse was used. The inventors of the present invention, after immuno-injecting neuroprecursor cells into mice, prepared hybridomas and selected specific monoclonals such as neuroprecursor cells and brain tumor cells, and named them hybridoma 52-A11 (Accession Number: KCTC 10744BP). The patent was filed (application number: 10-2006-0030246).

본 발명에서는 단일클론항체 52-A11 항체가 인식하는 당사슬의 항원결정기를 규명하기 위하여, 52-A11 항체가 결합하는 뇌종양 세포주(glioblastoma cell) A172의 당지질을 추출하였고 (도 1), 이와 같이 추출한 당지질을 TLC 및 면역염색법으로 분석한 결과, 52-A11 항체가 인식하는 항원은 4개 이하의 당이 지질에 결합된 소수성 당지질이며(도 2B), 또한 중성 당지질(neurtal glycolipid)을 인식함을 확인하였다 (도 3). 보다 정확한 당사슬 분석을 위하여 MALDI-TOF 를 이용하여 질량을 분석한 결과, 52-A11 항체가 인식하는 당지질은 일반적으로 알려진 당지질의 질량값보다 작은 수치를 나타내므로, 52-A11 항체는 짧은 당사슬이 결합된 소수성 당지질을 인식하는 것을 알 수 있었다 (도 4). 나아가, 377개의 당사슬을 점적해놓은 당사슬 칩 (Glycan array) 실험을 통하여 당사슬 항원결정기를 확인한 결과, 377개의 당사슬들 중에서 52-A11 항체가 유의하게 결합하는 당사슬 구조는 글루코오스- 알파1,4-글루코오스(Glucose-alpha1,4-Glucose) 형태임을 확인하였다(도 6 및 표 1).In the present invention, in order to identify the epitope of the oligosaccharide recognized by the monoclonal antibody 52-A11 antibody, the glycolipid of the glioblastoma cell A172 to which the 52-A11 antibody binds was extracted (FIG. 1). As a result of analysis by TLC and immunostaining, the antigen recognized by the 52-A11 antibody was confirmed that up to 4 sugars were hydrophobic glycolipids bound to lipids (FIG. 2B), and also recognized neutral glycolipids. (FIG. 3). For more accurate oligosaccharide analysis, mass analysis using MALDI-TOF revealed that the glycolipids recognized by the 52-A11 antibody are generally smaller than the mass values of known glycolipids. It was found that the hydrophobic glycolipids were recognized (FIG. 4). Furthermore, the oligosaccharide epitope was identified through glycan array experiments in which 377 oligosaccharides were stored. As a result, the oligosaccharide structure in which 52-A11 antibody binds significantly among the 377 oligosaccharides is glucose-alpha 1,4-glucose ( Glucose-alpha1,4-Glucose) form was confirmed (Fig. 6 and Table 1).

이상과 같은 결과를 종합한 결과, 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기는 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포에 특이적으로 과발현하는 표지자임을 알 수 있었다.Based on the above results, the oligosaccharide epitope having a link of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4) is a marker specifically overexpressed in undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells, or brain tumor cells. I could see that.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기를 특이적으로 인식하는 항체에 관한 것이다.As another aspect, the present invention relates to an antibody that specifically recognizes an oligosaccharide epitope having a linkage of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4).

본 발명에서 용어, "항체"란 당해 분야에서 공지된 용어로서 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 본 발명의 목적상, 항체는 본 발명의 당사슬 항원결정기인 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미한다. 또한, 본 발명의 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며 다중클론항체, 단일클론항체 또는 항원 결합성을 갖는 것이면 그것의 일부도 본 발명의 항체에 포함되고 모든 면역 글로불린 항체가 포함된다. 나아가, 본 발명의 항체에는 인간화 항체 등의 특수 항체도 포함된다. 상기한 바와 같이 본 발명의 당사슬 항원결정기가 규명되었으므로 이를 이용하여 항체를 생성하는 것은 당업계에 널리 공지된 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다.As used herein, the term "antibody" refers to a specific protein molecule directed to an antigenic site as it is known in the art. For the purposes of the present invention, an antibody means an antibody that specifically binds to an oligosaccharide epitope having a linkage of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4) which is an oligosaccharide epitope of the present invention. In addition, the form of the antibody of the present invention is not particularly limited and, if it is a polyclonal antibody, monoclonal antibody or antigen-binding, a part thereof is included in the antibody of the present invention and all immunoglobulin antibodies are included. Furthermore, the antibody of this invention also contains special antibodies, such as a humanized antibody. As described above, since the oligosaccharide epitope of the present invention has been identified, the production of antibodies using the same can be easily prepared using techniques well known in the art.

다중클론항체는 상기한 당사슬 항원결정기를 포함하는 항원을 동물에 주사하고 동물로부터 채혈하여 항체를 포함하는 혈청을 수득하는 당업계에 널리 공지된 방법에 의해 생산할 수 있다. 이러한 다중클론항체는 염소, 토끼, 양, 원숭이, 말, 돼지, 소 및 개 등의 임의의 동물 종 숙주로부터 제조 가능하다.Polyclonal antibodies can be produced by methods well known in the art for injecting an antigen comprising the oligosaccharide epitope described above into an animal and collecting blood from the animal to obtain a serum comprising the antibody. Such polyclonal antibodies can be prepared from any animal species host such as goat, rabbit, sheep, monkey, horse, pig, cow and dog.

단일클론항체는 당업계에 널리 공지된 융합 방법(fusion method)에 의해 만들어질 수 있다(Kohler 및 Milstein (1976) European Jounral of Immunology 6:511-519 참조). 단일클론항체를 분비하는 "하이브리도마"를 만들기 위해 융합되는 두 세포 집단중 하나의 집단은 본 발명의 당사슬 항원결정기를 포함하는 항원을 주사한 마우스와 같은 면역학적으로 적합한 숙주 동물로부터의 세포를 이용하고, 나머지 하나의 집단으로는 암 또는 골수종 세포주를 이용한다. 이러한 두 집단의 세포들을 폴리에틸렌글리콜과 같은 당업계에 널리 공지된 방법에 의해 융합시키고 나서 항체-생산 세포를 표준적인 조직 배양 방법에 의해 증식시킨다. 한계 희석법(limited dilution technique)에 의한 서브클로닝에 의해 균일한 세포 집단을 수득한 후, 당사슬 항원결정기에 대해 특이적인 항체를 생산할 수 있는 하이브리도마를 표준 기술에 따라 시험관 내에서 또는 생체 내에서 대량으로 배양한다. 상기한 하이브리도마가 생산하는 단일클론항체는 정제하지 않고 사용할 수도 있으나, 최선의 결과를 얻기 위해서는 당업계에 널리 공지된 방법에 따라 고순도로 정제하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용하기 위한 항체의 정제 기술로는, 예를 들어 겔 전기영동, 투석, 염 침전, 이온교환 크로마토그래피 및 친화성 크로마토그래피 등을 이용할 수 있다.Monoclonal antibodies can be made by fusion methods well known in the art (Kohler and Milstein (1976) European Jounral of Immunology 6: 511-519). One of the two cell populations that are fused to produce a "hybridoma" that secretes monoclonal antibodies may contain cells from an immunologically suitable host animal, such as a mouse injected with an antigen comprising the oligosaccharide epitope of the invention. The other population uses cancer or myeloma cell lines. These two populations of cells are fused by methods well known in the art, such as polyethylene glycol, and then antibody-producing cells are propagated by standard tissue culture methods. After obtaining a uniform cell population by subcloning by the limited dilution technique, hybridomas capable of producing antibodies specific for oligosaccharide epitopes are subjected to large in vitro or in vivo according to standard techniques. Incubate with. The monoclonal antibodies produced by the hybridomas may be used without purification, but in order to obtain the best results, it is preferable to use the purified in high purity according to methods well known in the art. As the purification technique of the antibody for use in the present invention, for example, gel electrophoresis, dialysis, salt precipitation, ion exchange chromatography, affinity chromatography, and the like can be used.

본 발명의 당사슬 항원결정기를 포함하는 항원의 검출에 사용되는 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며 Fab, F(ab'), F(ab') 2 및 Fv 등이 있다. Antibodies used in the detection of antigens comprising the oligosaccharide epitope of the invention include functional fragments of antibody molecules as well as complete forms having two full length light chains and two full length heavy chains. A functional fragment of an antibody molecule refers to a fragment having at least antigen binding function and includes Fab, F (ab '), F (ab') 2 and Fv.

구체적으로, 본 발명자들은 미분화된 인간 배아줄기세포에서 분화 유도한 인간 신경전구체세포에 특이적인 단일클론항체를 생산하기 위해, 인간 신경전구세포구를 대량으로 배양하고 그 특성을 분석한 후 배양 세포가 인간 신경전구체세포임을 확인하고, 이를 생쥐에 면역 주사한 후 분리한 비장세포를 암세포와 융합하여 제조한 하이브리도마로부터 본 발명의 단일클론항체 52-A11를 분리 및 정제하고, 상기 항체가 인간 신경전구체세포에 특이적으로 결합함을 확인하였으며, 상기의 단일클론항체 52-A11을 분비하는 하이브리도마를 하이브리도마 52-A11를 2004년 12월 9일자로 KCTC(Korean Collection for Type Cultures, 대한민국 대전시 유성구 어은동 52번지 한국생명공학연구원)에 수탁번호 KCTC 10744BP로 수탁하였다. Specifically, in order to produce monoclonal antibodies specific for human neuroprogenitor cells induced by differentiation from undifferentiated human embryonic stem cells, the present inventors cultured human neural progenitor cells in large quantities and analyzed the characteristics thereof. After confirming that the cells are neuroprecursor cells, and immunizing them with mice, the isolated splenocytes were isolated and purified from the hybridoma prepared by fusion of cancer cells with the monoclonal antibody 52-A11. The hybridoma secreting the monoclonal antibody 52-A11 was identified as KCTC (Korean Collection for Type Cultures, Daejeon, Korea) on December 9, 2004. Korea Institute of Bioscience and Biotechnology, Eo-dong, Yuseong-gu) was assigned to the accession number KCTC 10744BP.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 1) 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 포함하는 시료를 제공하는 단계; 및 2) 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기를 세포 표면에 발현하는 세포를 검출 및 분리하는 단계를 포함하는, 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하는 방법에 관한 것이다.As another aspect, the present invention provides a method comprising the steps of: 1) providing a sample comprising undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells; And 2) detecting and isolating cells expressing an oligosaccharide epitope having a linkage of glucose-alpha1,4 on the cell surface, and undifferentiated human neural stem cells and neuroprogenitor cells. Or to a method for detecting brain tumor cells.

구체적으로, 상기 단계 1)의 시료는 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포 가 존재하는 것으로 알려진 태아나 성인 신경 조직으로부터 수득한 시료로서, 본 발명은 태아나 성인 신경 조직으로부터 수득한 시료로부터 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포를 분리하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 시료는 배아줄기세포를 신경줄기세포 또는 신경전구체세포로 분화 유도시킨 후 수득한 시료로서, 본 발명은 분화 유도 후에 신경줄기세포 또는 신경전구체세포만을 순수하게 분리하기 위하여 사용될 수 있다.Specifically, the sample of step 1) is a sample obtained from a fetus or adult neural tissue known to be present in human neural stem cells or neural precursor cells, the present invention is a human neural stem cells or a sample from a sample obtained from fetal or adult neural tissue It can be used to isolate neuroprogenitor cells. In addition, the sample is obtained by inducing differentiation of embryonic stem cells into neural stem cells or neural precursor cells, the present invention can be used to purely separate neural stem cells or neural precursor cells after induction of differentiation.

상기 단계 2)는 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포의 세포 표면에 특이적으로 과발현하는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기를 인식하는 단일클론항체를 사용하여 수행할 수 있다. Step 2) uses a monoclonal antibody that recognizes an oligosaccharide epitope having a linkage of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4) that specifically overexpresses the cell surface of human neural stem cells or neural precursor cells. This can be done.

본 발명에서 용어, 단일클론항체란 단일한 항원성 부위(단일 에피토프)에 대해서 지시되어 이와 특이적인 결합을 하는 단백질 분자를 의미한다. 항원의 특정 에피토프를 인식하여 항원-항체 복합체를 형성하는 항체의 주요 부위는 중쇄 및 경쇄의 가변 영역, 특히 CDR(complementarity determining region)이 이러한 복합체 형성에 기여하므로, 단일클론항체의 가변 영역, 특히 CDR을 포함하는 이의 키메릭 항체, 인간화 항체 등도 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 본 발명은, 상기한 바와 같은 결합 특성을 갖는 한, 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며 Fab, F(ab'), F(ab')2 및 Fv 등이 있다.As used herein, the term “monoclonal antibody” refers to a protein molecule that is directed to a single antigenic site (single epitope) and binds specifically thereto. The major regions of antibodies that recognize specific epitopes of antigens to form antigen-antibody complexes are variable regions of heavy and light chains, particularly complementarity determining regions (CDRs), which contribute to the formation of these complexes, so that the variable regions of monoclonal antibodies, in particular CDRs, Chimeric antibodies, humanized antibodies, and the like, which are included in the scope of the present invention. The present invention also encompasses functional fragments of antibody molecules as well as complete forms having two full length light chains and two full length heavy chains as long as they have the binding properties as described above. A functional fragment of an antibody molecule refers to a fragment having at least antigen binding function and includes Fab, F (ab '), F (ab') 2 and Fv.

이러한 단일클론항체는 세포치료를 위해 이식될 세포 중에 존재하는 신경줄기세포 또는 신경전구체세포가 아닌 세포를 제거하기 위해 사용될 수 있으며, 신경줄기세포 또는 신경전구체세포만을 선택적으로 분리하기 위해서, 본 발명의 단일클론항체를 공지의 겔과 직접 또는 링커 등을 통하여 간접적으로 커플링(예를 들어, 공유결합)시킬 수 있다. 그 외도 구슬(bead)이나 폴리머(polymer) 등이 있으나 이로 제한되지는 않는다. Such monoclonal antibodies can be used to remove cells other than neural stem cells or neural progenitor cells present in cells to be transplanted for cell therapy, and to selectively separate neural stem cells or neural progenitor cells, the monoclonal of the present invention. Antibodies can be coupled (eg covalently) with known gels directly or indirectly via linkers or the like. In addition, there are beads, polymers, etc., but is not limited thereto.

상기 검출 방법에서 항원-항체 복합체의 형성량은 검출 라벨(detection label)의 시그널의 크기를 통해서 정량적으로 측정 가능하다. 이러한 검출 라벨은 효소, 형광물, 리간드, 발광물, 미소입자(microparticle), 레독스 분자 및 방사선 동위원소로 이루어진 그룹 중에서 선택할 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 검출 라벨로서 효소가 사용되는 경우 이용 가능한 효소에는 β-글루쿠로니다제, β-D-글루코시다제, β-D-갈락토시다제, 우레아제, 퍼옥시다아제 또는 알칼라인 포스파타아제, 아세틸콜린에스테라제, 글루코즈 옥시다제, 헥소키나제, GDPase, RNase, 루시페라제, 포스포프럭토키나제, 포스포에놀피루베이트 카복실라제, 아스파르테이트 아미노트랜스페라제, 포스페놀피루베이트 데카복실라제 및 β-라타마제 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. 형광물에는 플루오레신, 이소티오시아네이트, 로다민, 피코에리테린, 피코시아닌, 알로피코시아닌, o-프탈데히드 및 플루오레스카민 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. 리간드에는 바이오틴 유도체 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. 발광물에는 아크리디늄 에스테르, 루시페린, 루시퍼라아제 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. 미소입자에는 콜로이드 금, 착 색된 라텍스 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. 레독스 분자에는 페로센, 루테늄 착화합물, 바이올로젠, 퀴논, Ti 이온, Cs 이온, 디이미드, 1,4-벤조퀴논, 하이드로퀴논, K4 W(CN) 8 , [Os(bpy) 3 ] 2+ , [RU(bpy) 3 ] 2+ 또는 [MO(CN) 8 ] 4- 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. 방사선동위원소에는 3H, 14C, 32P, 35S, 36Cl, 51Cr, 57Co, 58Co, 59Fe, 90Y, 125I, 131I 또는 186Re 등이 있으며 이로 제한되지 않는다. In the detection method, the amount of antigen-antibody complex formed can be quantitatively measured through the magnitude of a signal of a detection label. Such a detection label can be selected from the group consisting of enzymes, fluorescent materials, ligands, luminescent materials, microparticles, redox molecules and radioisotopes, but is not necessarily limited thereto. When enzymes are used as detection labels, available enzymes include β-glucuronidase, β-D-glucosidase, β-D-galactosidase, urease, peroxidase or alkaline phosphatase, acetylcholinese Therapase, glucose oxidase, hexokinase, GDPase, RNase, luciferase, phosphofructokinase, phosphoenolpyruvate carboxylase, aspartate aminotransferase, phosphphenolpyruvate decarboxylase and β -Latamase and the like, but is not limited to this. Fluorescent materials include, but are not limited to, fluorescein, isothiocyanate, rhodamine, phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin, o-phthalaldehyde and fluorescamine. Ligands include, but are not limited to, biotin derivatives. Luminescent materials include, but are not limited to, acridinium ester, luciferin, luciferase, and the like. Microparticles include, but are not limited to, colloidal gold and colored latexes. Redox molecules include ferrocene, ruthenium complex, biologen, quinone, Ti ion, Cs ion, diimide, 1,4-benzoquinone, hydroquinone, K4 W (CN) 8, [Os (bpy) 3] 2 + , [RU (bpy) 3] 2 + or [MO (CN) 8] 4 - and the like. Radioisotopes include, but are not limited to, 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, 36 Cl, 51 Cr, 57 Co, 58 Co, 59 Fe, 90 Y, 125 I, 131 I or 186 Re.

항원-항체 복합체 형성을 검출하기 위해 비색법(colorimetric method), 전기화학법(electrochemical method), 형광법(fluorimetric method), 발광법(luminometry), 입자계수법(particle counting method), 육안측정법(visual assessment) 및 섬광계수법(scintillation counting method)으로 이루어진 그룹중에서 선택되는 방법을 이용할 수 있으며, 반드시 이들로만 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 항원-항체 복합체를 웨스턴 블랏팅(western bloting) 및 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)를 이용하여 검출할 수 있다. Colorimetric method, electrochemical method, fluorimetric method, luminometry, particle counting method, visual assessment and the like to detect antigen-antibody complex formation. A method selected from the group consisting of scintillation counting methods may be used, but is not limited thereto. Preferably, the antigen-antibody complex can be detected using western bloting and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).

또 하나의 양태로서, 본 발명은 1) 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포에 후보 분화조절제를 처리하는 단계; 및 2) 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기의 증가 또는 감소를 측정하는 단계를 포함하는, 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포의 분화조절제를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a method for treating cancer cells, comprising: 1) treating candidate differentiation modulators to undifferentiated human neural stem cells or neural precursor cells; And 2) measuring the increase or decrease of oligosaccharide epitopes having a link of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4), screening agents for differentiation of undifferentiated human neural stem cells or neuroprogenitor cells. It is about how to.

본 발명에서 용어, "후보 분화조절제"는 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포를 각종 신경계 세포로 분화시킬때 세포 내 또는 세포 표면에서 유의하게 일어나는 표지자 발현양의 변화를 간접적 또는 직접적으로 억제 또는 유도하는 천연물, 화합물 또는 항체 등을 의미한다. 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기는 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포에서 발현하며 분화된 신경세포에서는 발현이 감소하므로, 그 발현을 더욱 감소시킴으로써 분화를 유도하거나 그 발현을 증가시킴으로써 분화를 억제하도록 조절할 수 있다. As used herein, the term "candidate differentiation regulator" indirectly or directly inhibits or induces a change in the amount of marker expression that occurs significantly in cells or on the cell surface when differentiated undifferentiated human neural stem cells or neural precursor cells into various neuronal cells. It means a natural product, a compound or an antibody to be. The oligosaccharide epitope with a link of glucose-alpha1,4 is expressed in undifferentiated human neural stem cells or neural progenitor cells and is reduced in differentiated neurons, thereby further reducing the expression. It can be regulated to inhibit differentiation by inducing differentiation or increasing its expression.

따라서, 후보 분화조절제의 존재 및 부재 하에서의 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기의 발현량의 증가 또는 감소를 비교하는 방법으로 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포로부터 신경세포로의 분화를 조절할 수 있고, 나아가 분화조절제를 스크리닝하는데 유용하게 사용될 수 있다.Thus, undifferentiated human neural stem cells or neurons by a method comparing the increase or decrease in the expression level of oligosaccharide epitopes with a link of glucose-alpha1,4 in the presence and absence of candidate differentiation regulators Differentiation from progenitor cells to neurons can be regulated and furthermore useful for screening differentiation regulators.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 1) 뇌종양 세포에 후보 뇌종양 치료제를 처리하는 단계; 및 2) 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기의 증가 또는 감소를 측정하는 단계를 포함하는, 뇌종양 치료제를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a method for treating brain tumor cells, comprising the steps of: 1) treating a brain tumor cell with a candidate brain tumor therapeutic agent; And 2) measuring the increase or decrease of the oligosaccharide epitope with a link of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4).

신경줄기세포의 세포 표면 표지자는 뇌종양 등의 암 치료를 위한 분자 표적으로도 활용이 가능하다는 것이 당업계에 알려져 있다. 따라서, 본 발명은 뇌종양 세포에서 과발현되는 글루코오스-알파1,4 (Glucose-alpha1,4)의 연결고리를 갖는 당사슬 항원결정기를 표지자로 하여 뇌종양 세포를 타겟으로 하는 새로운 뇌종양 치료제 개발방법을 제공한다.It is known in the art that cell surface markers of neural stem cells can also be utilized as molecular targets for the treatment of cancer such as brain tumors. Accordingly, the present invention provides a method for developing a new brain tumor therapeutic agent targeting brain tumor cells by using an oligosaccharide epitope having a link of glucose-alpha1,4 (Glucose-alpha1,4) overexpressed in brain tumor cells.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 및 뇌종양 세포 등에서 과발현되는 당사슬 항원결정기에 관한 것이다. 이러한 당사슬 항원결정기는 상기 세포들에 대한 표지자로 활용이 가능하며, 이로부터 다양한 진단 방법의 개발이 가능하다. 또한, 세포 치료제 개발을 위해서 신경줄기세포 및 신경전구체세포들을 분리하기 위한 마커로도 활용이 가능하며, 더 나아가서는 뇌종양의 치료제 개발을 위한 분자 표적으로 활용이 가능할 것이다.As described above, the present invention relates to oligosaccharide epitopes overexpressed in human neural stem cells, neural precursor cells and brain tumor cells. Such oligosaccharide epitopes can be used as markers for the cells, from which a variety of diagnostic methods can be developed. In addition, it can be used as a marker for separating neural stem cells and neural progenitor cells for the development of cellular therapeutics, and furthermore, it can be used as a molecular target for the development of therapeutic agents for brain tumors.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the present invention is not limited to the contents of the present invention.

실시예Example 1.  One. 당지질Glycolipid 추출 방법 Extraction method

52-A11 항체가 결합하는 뇌종양 세포주 (glioblastoma cell) A172를 배양하고 수확한 후 건조전 중량(wet weight)으로 측정하여 (모든 이하 볼륨은 이 wet weight를 기준으로) 20 볼륨의 클로로포름:메탄올 (2:1)로 세포를 부유시키고 3분 동안 초음파로 파쇄하고 4℃에서 12시간 이상 반응시킨 후, 원심분리해서 (2,000× g, 10min, 4℃) 상층액을 냉장보관 하였다 (1차 상층액). 침전물을 20 볼륨의 클로로포름:메탄올 (1:1)로 부유시키고, 3분 동안 초음파 파쇄하고 4℃에서 12시간 이상 반응시킨 후, 원심분리(2,000×g, 10min, 4℃)해서 상층액을 다시 냉장 보관하였다 (2차 상층액). 다시 침전물에 20 볼륨의 클로로포름:메탄올 (1:2)을 넣어 부유시킨 후, 3분 동안 초음파 파쇄하고 4℃에서 12시간 이상 반응시킨 후, 원심분리(2,000×g, 10min, 4℃)해서 상층액을 냉장 보관하였다 (3차 상층액). 1, 2, 3차 상층액을 혼합하여 스피드 백(speed vac.)으로 1/4 볼륨까지 건조시킨 후, 단백질을 침전시키기 위하여 -20℃에서 밤새 방치하였다. 이를 원심분리 (3,000×g, 10min, 4℃)한 후 상층액을 튜브에 옮겨 담고, 스피드 백(speed vac.)으로 완전히 건조시켰다. Cultured and harvested glioblastoma cell A172 to which 52-A11 antibody binds, measured by wet weight (all sub-volumes based on this wet weight) and 20 volumes of chloroform: methanol (2 The cells were suspended in 1: 1, crushed by ultrasonication for 3 minutes, reacted at 4 ° C. for at least 12 hours, and centrifuged (2,000 × g, 10 min, 4 ° C.) to refrigerate the supernatant (primary supernatant). . The precipitate was suspended in 20 volumes of chloroform: methanol (1: 1), sonicated for 3 minutes, reacted at 4 ° C. for at least 12 hours, and then centrifuged (2,000 × g, 10 min, 4 ° C.) to recover the supernatant again. Refrigerated (secondary supernatant). In addition, 20 volumes of chloroform: methanol (1: 2) were added to the precipitate and suspended, followed by ultrasonic crushing for 3 minutes, reaction at 4 ° C. for 12 hours or more, followed by centrifugation (2,000 × g, 10 min, 4 ° C.). The solution was refrigerated (tertiary supernatant). The primary, secondary and tertiary supernatants were mixed and dried up to 1/4 volume with speed vac. And then left at -20 ° C overnight to precipitate protein. After centrifugation (3,000 × g, 10 min, 4 ° C.), the supernatant was transferred to a tube and completely dried in a speed vac.

상기의 건조된 당지질에 10 볼륨의 클로로포름:메탄올 (2:1) 넣고, 0.2 볼륨 NaCl을 첨가하고 4분 동안 초음파 처리(sonication)하였다. 그리고, 3분 동안 볼텍스(Vortex)한 후, 원심분리 (2,000×g, 10min, 4℃)하여 upper phase와 lower phase로 나누는 Folch partitioning을 수행하였다 (1). 그런 다음 동일한 방법으로 한 번 더 Folch partitioning을 수행하여, 보다 순도가 높아진 upper phase와 lower phase를 회수하였다 (도 1).10 vol of chloroform: methanol (2: 1) was added to the dried glycolipid, 0.2 vol NaCl was added and sonicated for 4 minutes. After vortexing for 3 minutes, centrifugation (2,000 × g, 10min, 4 ° C.) was performed to divide the partition into upper and lower phases (1). Then, Folch partitioning was performed once more in the same manner, thereby recovering higher purity upper and lower phases (FIG. 1).

실시예Example 2. 추출한  2. Extracted 당지질의Glycolipid TLCTLC 및 면역염색법 And immunostaining

상기 실시예 1의 방법을 통해서 A172와 ACHN 세포들에서 추출한 당지질들을 2장의 TLC에 하단으로부터 1.5 cm 지점에 점적하고, 이를 전개용매 (chloroform:methanol:water, 60:35:8, v/v/v)로 미리 포화 시켜둔 챔버(chamber)에 넣어서 같은 용매로 전개시켰다. 전개가 끝난 하나의 플레이트는 상온에서 말리고, 발색용액 orcinol-H2SO4 시약을 스프레이하고 이를 120 ℃ 오븐에서 10분간 가열하여 발색한 후 결과를 관찰하였다. 그 결과 산성 지질 (acidic glycolipid)과 중성지질 (neutral glycolipid)이 잘 분리되어 전개 되어 있음을 알 수 있었다 (도 2A).The glycolipids extracted from A172 and ACHN cells by the method of Example 1 were dropped at 1.5 cm from the bottom in two TLCs, and this was developed as a developing solvent (chloroform: methanol: water, 60: 35: 8, v / v / v) was pre-saturated with a chamber and developed with the same solvent. After development, one plate was dried at room temperature, sprayed with a coloring solution orcinol-H 2 SO 4 reagent and heated for 10 minutes in an oven at 120 ℃ to observe the results. As a result, it was found that acidic glycolipid and neutral glycolipid were well separated and developed (FIG. 2A).

전개가 끝난 또 다른 플레이트는 면역염색법을 위해서 PIBM(polyisobutylmethacrylate)을 클로로포름 : n-헥산 (1:9)에 넣고 녹인 후 0.4%로 희석하여 준비하였다. HPTLC 플레이트를 0.4% PIBM으로 실온에서 1분간 코팅하였다. 그리고, 클로로포름/n-헥산이 완전히 증발시키기 위하여 플레이트를 후드에서 30분 동안 건조시켰다. 이어서, 면역염색법을 수행하기 위해 1% BSA가 함유된 PBS (pH 7.4) 용액으로 실온에서 1시간 블로킹(blocking)을 수행하고, 단일클론항체 52-A11을 1:100으로 희석하여 1차 항체에 대한 반응을 수행하고, PBST (0.1% tween20 in PBS) 용액으로 1분간 4회 세척하고, 항-마우스 IgM-HRP를 1:2000으로 희석하여 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 PBST 용액으로 1분간 4회 세척한 후, ECL 검출 용액(Amersham)으로 발색하여 관찰하였다. 그 결과 52-A11 항체가 upper phase의 당지질은 인식하지 못하는 반면, lower phase에서 얻어진 당지질에 해당하는 3개의 밴드에는 결합하는 것을 확인할 수 있었다 (도 2B). 이로 인해 52-A11 항체가 인식하는 항원은 4개 이하의 당이 지질에 결합된 소수성 당지질임을 알 수 있 었다.Another developed plate was prepared by dissolving PIBM (polyisobutylmethacrylate) in chloroform: n-hexane (1: 9) and diluting to 0.4% for immunostaining. HPTLC plates were coated with 0.4% PIBM for 1 minute at room temperature. The plate was then dried in the hood for 30 minutes to allow chloroform / n-hexane to evaporate completely. Subsequently, blocking was performed for 1 hour at room temperature with PBS (pH 7.4) solution containing 1% BSA to perform immunostaining, and the monoclonal antibody 52-A11 was diluted 1: 100 to the primary antibody. Reaction was performed, washed 4 times with PBST (0.1% tween20 in PBS) solution for 1 minute, diluted with anti-mouse IgM-HRP 1: 2000 and reacted at room temperature for 1 hour, and then treated with PBST solution for 4 minutes. After washing several times, color development was observed with ECL detection solution (Amersham). As a result, it was confirmed that the 52-A11 antibody did not recognize the glycolipid of the upper phase, but binds to three bands corresponding to the glycolipid obtained in the lower phase (FIG. 2B). As a result, it can be seen that the antigen recognized by the 52-A11 antibody is a hydrophobic glycolipid of 4 or less sugars bound to lipids.

실시예Example 3. 52-A11 항체가 인지하는 중성당 분리 3. Isolation of Neutral Sugars Recognized by 52-A11 Antibody

상기 실시예 2의 방법을 통해 52-A11 항체가 인지하는 부위로 확인된 세 부분의 실리카 겔을 긁어내어 EP 튜브에 모은 다음 클로로포름:메탄올 (2:1, v/v) 용액을 1ml씩 3번 첨가하여 긁어낸 부위의 당지질을 재추출하였다. 이를 원심분리 (3,000×g, 10min, 4℃)한 후 상층액을 새 튜브에 옮겨 담고, 스피드 백(speed vac.)으로 완전히 건조시켰다. 완전히 건조시킨 소수성 당지질 샘플은 클로로포름:메탄올 (1:1, v/v) 용액 100 ㎕에 부유시켜 사용하였다 (도 3). Three parts of the silica gel identified as a site recognized by the 52-A11 antibody by the method of Example 2 were scraped and collected in an EP tube, followed by three times of 1 ml each of a chloroform: methanol (2: 1, v / v) solution. The glycolipids of the scraped out portions were reextracted. After centrifugation (3,000 × g, 10 min, 4 ° C.), the supernatant was transferred to a new tube and completely dried by speed vac. The completely dried hydrophobic glycolipid sample was used by floating in 100 [mu] l of chloroform: methanol (1: 1, v / v) solution (Figure 3).

실시예Example 4.  4. MALDIMALDI -- TOFTOF 를 이용한 Using 당사슬Our hair 추정 calculation

당사슬의 분석을 위해 25% 아세토니트릴, 0.1% TFA로 포화된 DHB (Cat. No. 203074, 2,5-dihydroxybenzoic acid, Bruker Daltonics)와 ATT (Cat. No. 275544, 6-aza-2-thiothymine, SIGMA)용액을 각 1:1로 혼합하여 매트릭스로 준비하였다. 그리고 인비트로 탈당화 반응(in vitro deglycosylation reaction)을 통해 얻어진 건조된 당사슬과 변형(modification) 과정을 거친 당사슬을 25% 아세토니트릴, 0.1% TFA로 녹인 후, 준비된 매트릭스 용액과 1:1 비율로 혼합하여 MALDI-TOF 분석용 타겟 (Cat. No. 224989, MSP 96 target polish steel, Bruker Daltonics)에 1 ㎕를 올려 건조시켰다. MALDI 분석은 Microflex TOF (Bruker Daltonik GmbH. Bremin, Germany)을 사용하여 분석하였으며, 당사슬들은 20 kV accelerating voltage에서 N2 laser UV light (337 nm)로 분석하였다. 중성 당사슬은 reflector positive mode에서 분석되고, 음 전하를 띄는 산성 당사슬은 linear negative mode에서 분석된다. 그리고 이미 질량 값을 알고 있는 peptide calibration standard (Cat. No. 206195, Bruker Daltonics)를 이용하여 보정하였다. 시료 분석 조건 설정 및 분석은 FlexControl 프로그램으로 이루어졌고, 데이터분석은 FlexAnaysis를 사용하였다. DHB (Cat. No. 203074, 2,5-dihydroxybenzoic acid, Bruker Daltonics) saturated with 25% acetonitrile, 0.1% TFA and ATT (Cat. No. 275544, 6-aza-2-thiothymine) , SIGMA) solutions were mixed 1: 1 to prepare a matrix. Then, the dried sugar chain obtained through in vitro deglycosylation reaction and the modified sugar chain were dissolved in 25% acetonitrile and 0.1% TFA, and then mixed in a 1: 1 ratio with the prepared matrix solution. 1 μl of the MALDI-TOF assay target (Cat. No. 224989, MSP 96 target polish steel, Bruker Daltonics) was dried. MALDI analysis was performed using Microflex TOF (Bruker Daltonik GmbH. Bremin, Germany), and the sugar chains were analyzed by N 2 laser UV light (337 nm) at 20 kV accelerating voltage. Neutral sugars are analyzed in reflector positive mode, while negatively charged acid sugars are analyzed in linear negative mode. And it was calibrated using peptide calibration standard (Cat. No. 206195, Bruker Daltonics) which already know mass value. Sample analysis conditions were set and analyzed using the FlexControl program, and data analysis was performed using FlexAnaysis.

그 결과 matrix peak으로 예측되는 값들을 제외하면 TLC에서 제일 낮은 위치의 밴드에 해당하는 A172_1의 경우는 782, 두 번째와 세 번째 밴드로부터 추출한 A172_2, A172_3은 685의 질량으로 검출되었다 (도 4). 이는 일반적으로 알려진 당지질들의 질량 값보다 작은 수치이며, 따라서 52-A11 항체는 짧은 당사슬이 결합된 소수성 당지질을 인식하는 것으로 예상된다.As a result, except for values predicted by the matrix peak, A172_1 corresponding to the band of the lowest position in the TLC was detected at 782, and A172_2 and A172_3 extracted from the second and third bands were detected with a mass of 685 (FIG. 4). This is generally less than the mass value of known glycolipids, so 52-A11 antibodies are expected to recognize hydrophobic glycolipids bound with short oligosaccharides.

실시예Example 5.  5. MALDIMALDI -- TOFTOF /Of TOFTOF 를 이용한 Using 당사슬의Our chain 구조 분석 Structural analysis

당사슬의 상세 구조 분석을 위해 80% 아세토니트릴, 0.1% TFA에서 포화된 DHB (Cat. No. 203074, 2,5-dihydroxybenzoic acid, Bruker Daltonics)를 매트릭스로 준비하였다. 그리고 인비트로 탈당화 반응(in vitro deglycosylation reaction)을 통해 얻어진 건조된 당사슬과 변형 과정을 거친 당사슬을 25% 아세토니트릴, 0.1% TFA로 녹인 후, 준비된 matrix 용액과 1:1 비율로 혼합하여 MALDI-TOF/TOF 분석용 타겟 (192 well maldi plate, Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)에 1㎕를 올려 건조시켰다. 당사슬의 분석은 4700 Proteomics Analyzer (Applied Biosystems)를 이용하였으며, 이것들은 25kV accelerating voltage에서 MS-MS Positive Ion Mode를 사용하여 Nd:YAG laser UV light (355 nm)에서 분석하였다. 그리고 이미 질량 값을 알고 있는 6개의 스탠다드(Des-Arg-Bradykinin, Angiotensin 1, Glu-Fibrinopeptide B, ACTH (1-17 clip), ACTH (18-39 clip), ACTH (7-38 clip))를 이용하여 샘플의 질량 값을 보정하였다. 시료 분석 조건 설정 및 분석은 4000 series Explorer (TM) remote 프로그램으로 이루어졌다. For detailed structural analysis of the sugar chain, DHB (Cat. No. 203074, 2,5-dihydroxybenzoic acid, Bruker Daltonics) saturated in 80% acetonitrile, 0.1% TFA was prepared as a matrix. The dried sugar chain obtained through in vitro deglycosylation reaction and the modified sugar chain were dissolved in 25% acetonitrile and 0.1% TFA, and then mixed in a 1: 1 ratio with the prepared matrix solution. 1 μl was dried on a target for TOF / TOF analysis (192 well maldi plate, Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). The analysis of the sugar chain was performed using 4700 Proteomics Analyzer (Applied Biosystems), which was analyzed in Nd: YAG laser UV light (355 nm) using MS-MS Positive Ion Mode at 25kV accelerating voltage. And 6 standard (Des-Arg-Bradykinin, Angiotensin 1, Glu-Fibrinopeptide B, ACTH (1-17 clip), ACTH (18-39 clip), ACTH (7-38 clip)) Mass value of the sample was corrected. Sample analysis conditions were set and analyzed using the 4000 series Explorer (TM) remote program.

그 결과 MS에서 샘플의 질량은 698로 검출이 되었고, MS/MS에서는 698을 전구체 질량으로 하여, 단편화시켰을 때 질량이 543과 361의 주요 peak들로 단편화 된 것을 확인하였다 (도 5). 이러한 텐덤 질량분석결과를 SimGlycan 2 (PREMIER Biosoft International, Palo Alto, California)이라는 데이터베이스 기반의 당사슬 구조 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. 여러 가능한 구조들이 제시되었으며, 당사슬 칩 (Glycan array) 실험 결과와 양립할 수 있는 구조로 Glucose-alpha1,4-GlcNAc-X가 제시되었다. 여기서 X의 분자량은 310에 해당한다. As a result, the mass of the sample in MS was detected as 698, and in MS / MS, 698 was used as the precursor mass, and when fragmented, the mass was fragmented into major peaks of 543 and 361 (FIG. 5). These tandem mass spectrometry results were analyzed using our database-based oligosaccharide structure software, SimGlycan 2 (PREMIER Biosoft International, Palo Alto, California). Several possible structures have been proposed, and Glucose-alpha1,4-GlcNAc-X has been proposed as a structure compatible with the results of glycan array experiments. X has a molecular weight of 310.

실시예Example 6.  6. 당사슬Our hair 칩 ( Chip ( glycanglycan arrayarray )를 이용한 ) 당사슬Our hair 결합 분석 Binding analysis

377개의 당사슬들을 점적해놓은 slide glass의 당사슬 칩 (Consortium for Functional Glycomics, Version 3.1)을 PBS로 세척한 후 1% BSA/PBS를 사용하여 실온에서 2시간 블로킹(blocking)하여 PBS로 세척한다. 1% BSA/PBS로 희석한 52-A11 항체를 당사슬 배열(glycan array)에 중층하고, 실온에서 하루 동안 배양한다. PBS로 세정한 후 500배 희석한 Alexa 488로 표지된 항-IgM 항체를 중층하고, 실온에서 1시간동안 배양한다. 세정한 후 10mM 아세트산 트리에틸아민 용액 (buffer, pH 7.3)으로 세척하고, 당사슬 배열(glycan array)을 충분히 건조시킨 후 ScanArray 5000 (PerkinElmer) 공초점 스캐너(confocal scanner)를 사용하여 형광 신호를 스캐닝 하고 해석 소프트 IMAGENE 이미지 분석 소프트웨어로 해석하였다. 52-A11 항체가 각 당사슬에 결합하는 정도는 Alexa 488로부터 나오는 형광의 세기에 비례한다. 각 당사슬들은 칩 위에 6번씩 반복적으로 올라가 있으며 각 형광의 세기 중 제일 높은 것과 제일 낮은 것들은 제외되고, 4개의 형광의 세기만을 평균을 내어서 이를 RFU (relative fluorescence unit)로 명명하였다 (도 6).The glass chips of the slide glass (Consortium for Functional Glycomics, Version 3.1) containing 377 sugar chains are washed with PBS, and then washed with PBS by blocking at room temperature for 2 hours using 1% BSA / PBS. 52-A11 antibody diluted with 1% BSA / PBS is layered in a glycan array and incubated for one day at room temperature. After washing with PBS, an anti-IgM antibody labeled with Alexa 488 diluted 500-fold was layered and incubated for 1 hour at room temperature. After washing, wash with 10mM triethylamine acetate solution (buffer, pH 7.3), dry the glycan array sufficiently and scan the fluorescence signal using ScanArray 5000 (PerkinElmer) confocal scanner. Analysis software was interpreted with IMAGENE image analysis software. The extent to which the 52-A11 antibody binds to each oligosaccharide is proportional to the intensity of fluorescence from Alexa 488. Each sugar chain was repeatedly raised six times on the chip, except for the highest and lowest intensity of each fluorescence, and averaged only four fluorescence intensities and named them as RFU (relative fluorescence unit) (FIG. 6).

52-A11이 각 당사슬들에 결합하여 나온 형광의 세기는 높은 순서로 표 1에 표기하였다. 377개의 당사슬들 중에서 유의하게 결합하는 당사슬 구조는 Glucose-alpha1,4-Glucose-alpha와 Glucose-alpha1,4-Glucose-beta이며, 따라서 단일클론항체 52-A11은 377개의 당사슬들 중에서 Glucose-alpha1,4-Glucose 구조를 특이적으로 인식하는 것을 확인하였다. The intensity of fluorescence generated by binding 52-A11 to each oligosaccharide is shown in Table 1 in ascending order. Among the 377 oligosaccharides, the oligosaccharide structures that bind significantly were Glucose-alpha1,4-Glucose-alpha and Glucose-alpha1,4-Glucose-beta. Thus, the monoclonal antibody 52-A11 was identified as Glucose-alpha1, It was confirmed that the 4-Glucose structure was specifically recognized.

Chart#Chart # Masterlist NameMasterlist name RFURFU 175175 GlcGlc α1-4α1-4 GlcGlc β-β- Sp8Sp8 2517725177 176176 GlcGlc α1-4α1-4 GlcGlc α-α- Sp8Sp8 2204922049 5959 Fuca1-2Galb1-3GalNAcb1-4(Neu5Aca2-3)Galb1-4Glcb-Sp9 Fuca1-2Galb1-3GalNAcb1-4 (Neu5Aca2-3) Galb1-4Glcb-Sp9 13691369 6767 Fuca1-2Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb-Sp8Fuca1-2Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb-Sp8 860860 3232 [3OSO3]Galb1-3GlcNAcb-Sp8[3OSO3] Galb1-3GlcNAcb-Sp8 617617 1One Neu5Aca2-8Neu5Acb-Sp17Neu5Aca2-8Neu5Acb-Sp17 607607 326326 NeuAca2-3Galb1-3(Fuca1-4)GlcNAcb1-3Galb1-3(Fuca1-4)GlcNAcb-Sp0NeuAca2-3Galb1-3 (Fuca1-4) GlcNAcb1-3Galb1-3 (Fuca1-4) GlcNAcb-Sp0 564564 221221 NeuAca2-3Galb1-3GalNAcb1-3Gala1-4Galb1-4Glcb-Sp0NeuAca2-3Galb1-3GalNAcb1-3Gala1-4Galb1-4Glcb-Sp0 515515 3131 [3OSO3]Galb1-3GalNAca-Sp8[3OSO3] Galb1-3GalNAca-Sp8 447447 3030 [3OSO3]Galb1-3(Fuca1-4)GlcNAcb-Sp8[3OSO3] Galb1-3 (Fuca1-4) GlcNAcb-Sp8 444444 350350 Galb1-3(Fuca1-4)GlcNAcb1-2Mana1-3[Galb1-3(Fuca1-4)GlcNAcb1-2Mana1-6]Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-Sp19Galb1-3 (Fuca1-4) GlcNAcb1-2Mana1-3 [Galb1-3 (Fuca1-4) GlcNAcb1-2Mana1-6] Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-Sp19 406406 105105 Gala1-3Galb-Sp8Gala1-3Galb-Sp8 299299 2626 [3OSO3][6OSO3]Galb1-4GlcNAcb-Sp0[3OSO3] [6OSO3] Galb1-4GlcNAcb-Sp0 284284 1212 a-L-Rha-Sp8a-L-Rha-Sp8 283283 337337 GlcNAca1-4Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb1-3Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb-Sp0GlcNAca1-4Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb1-3Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb-Sp0 219219 135135 Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb1-4Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb-Sp0Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb1-4Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb-Sp0 215215 6464 Fuca1-2Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb1-3Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb-Sp0Fuca1-2Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb1-3Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb-Sp0 204204 1414 a-Neu5AcSp11a-Neu5AcSp11 199199 153153 Galb1-4Glcb-Sp8Galb1-4Glcb-Sp8 192192 177177 Glca1-6Glca1-6Glcb-Sp8Glca1-6Glca1-6Glcb-Sp8 170170 314314 Neu5Aca2-3Galb1-3(Neu5Aca2-6)GalNAc-Sp14Neu5Aca2-3Galb1-3 (Neu5Aca2-6) GalNAc-Sp14 167167 6969 Fuca1-2Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb-Sp0Fuca1-2Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb-Sp0 160160 1515 b-Neu5Ac-Sp8b-Neu5Ac-Sp8 148148 3636 [3OSO3]Galb1-4GlcNAcb-Sp8[3OSO3] Galb1-4GlcNAcb-Sp8 148148 6666 Fuca1-2Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb-Sp0Fuca1-2Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb-Sp0 143143 331331 GalNAca1-3(Fuca1-2)Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb-Sp0GalNAca1-3 (Fuca1-2) Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb-Sp0 141141 115115 Galb1-3(Fuca1-4)GlcNAcSp0Galb1-3 (Fuca1-4) GlcNAcSp0 140140 260260 Neu5Gca2-6GalNAca-Sp0Neu5Gca2-6GalNAca-Sp0 133133 7878 GalNAca1-3(Fuca1-2)Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAcb-Sp0GalNAca1-3 (Fuca1-2) Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAcb-Sp0 124124 263263 [3OSO3]Galb1-4(Fuca1-3)(6OSO3)Glc-Sp0[3OSO3] Galb1-4 (Fuca1-3) (6OSO3) Glc-Sp0 123123 190190 Mana1-6(Mana1-2Mana1-3)Mana1-6(Mana2Mana1-3)Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-Sp12Mana1-6 (Mana1-2Mana1-3) Mana1-6 (Mana2Mana1-3) Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-Sp12 122122 180180 G-ol-Sp8G-ol-Sp8 120120 138138 Galb1-4[6OSO3]Glcb-Sp8Galb1-4 [6OSO3] Glcb-Sp8 114114 192192 Mana1-2Mana1-2Mana1-3(Mana1-2Mana1-3(Mana1-2Mana1-6)Mana1-6)Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-Sp12Mana1-2Mana1-2Mana1-3 (Mana1-2Mana1-3 (Mana1-2Mana1-6) Mana1-6) Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-Sp12 111111 164164 GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb-Sp0GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb1-3Galb1-4GlcNAcb-Sp0 108108 2828 [3OSO3]Galb1-4(6OSO3)Glcb-Sp0[3OSO3] Galb1-4 (6OSO3) Glcb-Sp0 108108 151151 Galb1-4GlcNAcb-Sp8Galb1-4GlcNAcb-Sp8 106106 161161 GlcNAcb1-3Galb1-3GalNAca-Sp8GlcNAcb1-3Galb1-3GalNAca-Sp8 102102 7171 Fuca1-2Galb1-4GlcNAcb-Sp8Fuca1-2Galb1-4GlcNAcb-Sp8 100100 319319 Neu5Aca2-6Galb1-4GlcNAcb1-2Mana1-3(Neu5Aca2-6Galb1-4GlcNAcb1-2Mana1-6)Manb1-4GlcNAcb1-4GlcNAcb-N(LT)AVLNeu5Aca2-6Galb1-4GlcNAcb1-2Mana1-3 (Neu5Aca2-6Galb1-4GlcNAcb1-2Mana1-6) 100100 269269 Fuca1-2[6OSO3]Galb1-4[6OSO3]Glc-Sp0Fuca1-2 [6OSO3] Galb1-4 [6OSO3] Glc-Sp0 9999 352352 KDNa2-3Galb1-4(Fuca1-3)GlcNAc-Sp0KDNa2-3Galb1-4 (Fuca1-3) GlcNAc-Sp0 9898 304304 GlcNAcb1-3Man-Sp10GlcNAcb1-3Man-Sp10 9696 140140 Galb1-4GalNAcb1-3(Fuca1-2)Galb1-4GlcNAcb-Sp8Galb1-4GalNAcb1-3 (Fuca1-2) Galb1-4GlcNAcb-Sp8 9696 6060 Fuca1-2Galb1-3GlcNAcb1-3Galb1-4Glcb-Sp10Fuca1-2Galb1-3GlcNAcb1-3Galb1-4Glcb-Sp10 9696 320320 Fuca1-2Galb1-3GalNAca-Sp14Fuca1-2Galb1-3GalNAca-Sp14 9595

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도 1은 Folch partitioning 방법을 이용하여, 뇌종양 세포주 (Glioblastoma cell) A172로부터 당지질을 분리 정제하는 과정에 대한 모식도이다. 1 is a schematic diagram of a process for separating and purifying glycolipids from a glioblastoma cell A172 using a Folch partitioning method.

도 2는 A172에서 추출한 당지질을 상기의 Folch partitioning을 이용하여 친수성 당지질 (UP; upper phase)과 소수성 당지질 (LP; lower phase)로 나누고 이를 TLC를 전개하여 분리하고, 이들 당지질을 화학 염색하거나(도 2A) 단일클론항체 52-A11을 이용하여 면역염색하였다 (도 2B).FIG. 2 shows the glycolipids extracted from A172 into hydrophilic glycolipids (UP; upper phase) and hydrophobic glycolipids (LP; lower phase) by using Folch partitioning. 2A) Immunostained using monoclonal antibody 52-A11 (FIG. 2B).

도 3은 A172에서 추출한 당지질을 TLC를 전개하고 소수성 당지질들 중 52-A11 항체에 의해서 면역염색 되는 부위를 추출하여 다시 TLC를 전개한 그림이다.FIG. 3 shows TLC of glycolipids extracted from A172, and extracted TLC regions of the hydrophobic glycolipids by immuno-staining by 52-A11 antibody.

도 4는 상기에서 추출한 52-A11 항체가 인식하는 소수성 당지질의 구조를 Maldi-TOF를 이용하여 당사슬을 분석 한 것이고, 4 is an analysis of oligosaccharides using Maldi-TOF for the structure of hydrophobic glycolipids recognized by the 52-A11 antibody extracted above.

도 5는 상기 도 4의 Maldi-TOF 보다 상세한 구조 정보를 얻기 위해서 텐덤 질량 분석 방법인 MALDI-TOF/TOF를 이용하여 당사슬 구조를 분석한 것이다.FIG. 5 is an analysis of oligosaccharide structure using MALDI-TOF / TOF, which is a tandem mass spectrometry, in order to obtain detailed structure information from Maldi-TOF of FIG. 4.

도 6는 단일클론항체 52-A11이 인식하는 당사슬 항원결정기의 구조를 당사슬 칩 (glycan array) 실험을 이용하여 규명한 결과이다. FIG. 6 shows the structure of oligosaccharide epitopes recognized by monoclonal antibody 52-A11 using glycan array experiments.

Claims (8)

글루코오스-알파1,4-글루코오스 (Glucose-alpha1,4-glucose) 당사슬을 포함하는 미분화된 상태의 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포, 또는 뇌종양 세포에 특이적인 표지자.Glucose-alpha1,4-glucose (Glucose-alpha1,4-glucose) A marker specific for undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells, or brain tumor cells. 삭제delete 삭제delete 1) 분화되거나 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 포함하는 시료를 제공하는 단계; 및 1) providing a sample comprising differentiated or undifferentiated human neural stem cells, neuroprogenitor cells or brain tumor cells; And 2) 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬을 세포 표면에 과발현하는 세포를 검출하는 단계; 및 2) detecting the cells overexpressing the glucose-alpha1,4-glucose oligosaccharide on the cell surface; And 3) 상기 당사슬의 과발현이 검출된 세포만을 분리하는 단계를 포함하는, 3) separating only the cells in which the overexpression of the oligosaccharide was detected, 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬을 표지자로 이용하여 미분화된 인간 신경줄기세포, 신경전구체세포 또는 뇌종양 세포를 검출하는 방법.A method for detecting undifferentiated human neural stem cells, neural precursor cells or brain tumor cells using glucose-alpha1,4-glucose oligosaccharides as markers. 제 4항에 있어서, 상기 단계 2)는 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 이용하여 검출하는 방법.The method of claim 4, wherein step 2) is performed using a monoclonal antibody that specifically binds to the glucose-alpha 1,4-glucose oligosaccharide. 삭제delete 1) 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포에 후보물질을 처리하는 단계; 1) treating candidate substances with undifferentiated human neural stem cells or neural precursor cells; 2) 상기 세포에서 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬의 발현수준의 증가 또는 감소를 측정하는 단계; 및 2) measuring the increase or decrease in the expression level of glucose-alpha1,4-glucose oligosaccharides in said cells; And 3) 상기 당사슬의 발현수준이 증가한 경우, 후보물질을 상기 세포의 분화를 억제하는 물질로 판정하고, 당사슬의 발현수준이 감소한 경우, 후보물질을 상기 세포의 분화를 유도하는 물질로 판정하는 단계를 포함하는, 3) when the expression level of the oligosaccharide is increased, determining the candidate substance as a substance that inhibits the differentiation of the cells; and when the expression level of the oligosaccharide is decreased, determining the candidate substance as a substance that induces differentiation of the cell. Included, 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬을 표지자로 이용하여 미분화된 인간 신경줄기세포 또는 신경전구체세포의 분화조절제를 스크리닝하는 방법.A method for screening differentiation regulators of undifferentiated human neural stem cells or neuroprogenitor cells using glucose-alpha 1,4-glucose oligosaccharides as markers. 1) 뇌종양 세포에 후보물질을 처리하는 단계; 1) treating candidate tumor cells with brain tumor cells; 2) 상기 세포에서 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬의 발현수준의 증가 또는 감소를 측정하는 단계; 및 2) measuring the increase or decrease in the expression level of glucose-alpha1,4-glucose oligosaccharides in said cells; And 3) 상기 당사슬의 발현수준이 감소한 경우, 후보물질을 상기 세포의 뇌종양 치료제로 판정하는 단계를 포함하는, 3) when the expression level of the oligosaccharide is reduced, comprising the step of determining a candidate substance as a brain tumor therapeutic agent of the cells, 글루코오스-알파1,4-글루코오스 당사슬을 표지자로 이용하여 뇌종양 치료제를 스크리닝하는 방법.A method for screening a brain tumor therapeutic agent using glucose-alpha 1,4-glucose oligosaccharide as a marker.
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