KR20170141431A

KR20170141431A - 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단마커

Info

Publication number: KR20170141431A
Application number: KR1020160074454A
Authority: KR
Inventors: 조주연; 문진수; 강재헌
Original assignee: 서울대학교병원; 인제대학교 산학협력단
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-12-26
Also published as: KR101872586B1

Abstract

본 발명은 비만 또는 비만 합병증을 예측 또는 진단할 수 있는 신규 바이오 마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체의 정량 특성을 이용하여 비만 또는 비만 합병증을 진단할 수 있는 마커로서의 용도에 관한 것이다.

Description

비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단마커{Prognostic Marker for Diagnosis of Obesity or Complications associated with obesity}

본 발명은 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체의 검출 또는 정량을 이용한 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단마커로서의 용도에 관한 것이다.

세계보건기구에서는 비만을 질병으로 분류하고 있고 세계적으로 소아청소년 비만의 유병률이 계속 증가함에 따라 미국, 영국, 일본 등에서는 소아 청소년 비만 인구의 감소 및 비만 합병증의 예방을 목표로 비만관리 가이드라인을 제시하고 있다. 우리나라의 경우도 소아비만의 유병률이 최근 급증하고 있으며 비만 진단기준으로 비만도를 적용하였기 때문에 체질량지수(BMI)를 사용한 미국과 다르기는 하지만 우리나라 소아에서 남자 10~14세의 비만 유병률은 17.9%로 비슷한 시기의 미국 소아비만 유병률인 14~17% 보다 높아 심각한 우려가 제기되고 있다.

소아비만은 성인비만으로 이어지며 여러 신체적, 정신적 합병증을 동반하고 고혈압, 고지혈증, 당뇨병 등의 만성 질환이 일찍 나타나며 그 증상이 더욱 심하게 나타난다고 알려져 있다.

또한 소아비만은 영아기, 지방증 반동이 일어나는 5~7세, 사춘기에서 발생하기 쉬우며, 체지방률은 출생 시에 12~15%에서 생후 1년에 25~26%까지 증가하였다가 5~6세경에 16%로 BMI가 가장 낮아진 후 다시 증가하는데 이 시기를 지방증 반동기라고 한다. 반동기가 5세 전 조기에 나타나는 경우 성인 비만 위험이 커진다. 소아에서 비만은 관리가 어려워 성인 비만으로 이행되는 경우가 많은 것으로 알려져 있는데, 체중을 감량하더라도 지방세포의 수는 감소하지 않고 일시적으로 지방 세포의 크기가 감소되어 칼로리가 과잉 공급되면 쉽게 재발되기 때문이다. 학령전기, 영아 비만아들을 20년간 추적 관찰한 연구에서 25%는 여전히 과체중을 보이고 있다는 보고가 있고, Whitaker 등의 연구에서는 6세 이상 비만아의 55%, 특히 10~14세 청소년 비만아의 경우 75%에서 성인 비만으로 이행하였다고 하며, Moon 등의 연구에 따르면 7시 비만아 남녀 각각 66.6%, 68.4%가 17세에서도 비만한 것으로 보고된 바 있다.

따라서 소아 청소년의 비만을 조기에 예측하고 진단할 수 있는 기술에 대한 개발이 필요한 실정이나, 아직까지 소아 청소년의 비만을 진단할 수 있는 기술은 개발되지 않고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2011-0107234

이에 본 발명은 비만, 특히 소아 청소년의 비만 또는 비만 합병증을 조기에 예측하고 진단할 수 있는 신규한 바이오마커를 발굴하였고, 혈액이나 조직이 아닌 소변 시료를 대상으로 비만 또는 비만 합병증을 예측 및 진단할 수 있는 방법을 규명함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단을 위한 신규 마커용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 비만 또는 비만 합병증 진단용 키트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 함유하는, 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol 또는 N,N-dimethyl-Safingol은 정량 결과 정상에 비해 비만 시 감소되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4는 정량결과 정상에 비해 비만 시 증가되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 비만은 소아 비만일 수 있다.

또한 본 발명은 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 검출 또는 정량하는 제제를 포함하는, 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발현 수준 측정은 소변 시료를 이용하여 대사체를 검출 또는 정량하는 것일 수 있다.

상기 대사체의 검출 또는 정량은 질량분석법, 크로마토그래피법, 크로마토그래피가 결합된 질량분석법, 핵자기공명분광분석법, 라만 분광기법, 광흡수분석법 또는 유동주입분석법일 수 있다.

또한 본 발명은 상기 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 비만 또는 비만 합병증 진단용 키트를 제공한다.

또한 본 발명은 생물학적 시료로부터 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상 대사체를 검출 또는 정량하는 단계; 및 상기 대사체 정량 수준을 정상 대조군 시료의 해당 대사체의 정량 수준과 비교하는 단계를 포함하는, 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 생물학적 시료는 소변일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol 또는 N,N-dimethyl-Safingol의 정량 수준이 정상에 비해 감소되어 있는 경우, 비만 또는 비만 합병증이 발병할 가능성이 높은 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4의 정량 수준이 정상에 비해 증가되어 있는 경우, 비만 또는 비만 합병증이 발병할 가능성이 높은 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 분석하여 이들 대사체들을 비만 또는 비만 합병증의 진단 마커로서의 사용 가능성을 확인하였고, 이들 마커들은 소변 시료로부터 확인할 수 있는 마커이므로 혈액, 조직 또는 세포에 비해 시료 수집이 용이한 효과가 있다. 특히 이들 마커는 소아 청소년의 비만 또는 비만 합병증을 효율적으로 진단할 수 있는 효과가 있다. 따라서 본 발명은 상기 대사체를 이용한 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단용 마커 조성물 및 진단 키트를 제공할 수 있는 바, 비만 또는 비만 합병증의 조기 진단 및 치료에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

도 1은 정상 소아들과 비만 소아들로부터 수득한 소변시료를 대상으로 HPLC 분석을 통해 분리된 물질을 대상으로 한 주성분 분석(PCA:principle components analysis) 스코어 플롯 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 대사체 발현 분석을 통해 정상 소아와 비만 소아 그룹 간에서 발현의 수준이 유의하게 차이를 보이는 6개 마커들의 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 비만 합병증 관련 임상검사 지표들에 대한 Receiver-Operating Characteristic (ROC) 분석을 통해 민감도와 특이도가 높은 3개 마커들의 분석 결과를 나타낸 것이다.

본 발명은 비만 또는 비만 합병증을 예측 또는 진단할 수 있는 새로운 마커로서 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4 대사체의 용도를 규명한 점에 특징이 있다.

본 발명에서 규명한 상기 화합물들은 비만 소아청소년들과 정상 체중의 소아청소년들을 대상으로 발현의 변화를 보이는 대사체, 즉, 대사체를 정량하여, 이들 그룹 간에 유의하게 정량 차이를 보이는 상기 6개의 대사체를 규명하였고, 이들 대사체들을 비만 또는 비만 합병증을 예측 또는 진단할 수 있는 새로운 바이오마커로서의 사용 가능성을 처음으로 확인하였다.

그러므로 본 발명은 상기 6개 대사체 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 함유하는, 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명에서 상기 "진단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 진단은 비만 또는 비만 합병증을 예측 또는 진단(확인)하는 것이며, 보다 바람직하게 상기 비만은 소아 비만일 수 있다.

"예측"이란 질병의 발병 가능성 또는 질병 진행 경과의 예측을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 비만 또는 비만합병증의 발병 가능성 또는 진행 경과 또는 위험도를 예측하는 것을 포함한다. 나아가 치료의 반응을 예측하는 의미도 포함할 수있다.

"치료"는 이롭거나 바람직한 임상적 결과를 수득하기 위한 접근을 의미한다. 본 발명의 목적을 위해서, 이롭거나 바람직한 임상적 결과는 비제한적으로, 증상의 완화, 질병 범위의 감소, 질병 상태의 안정화 (즉, 악화되지 않음), 질병 진행의 지연 또는 속도의 감소, 질병 상태의 개선 또는 일시적 완화 및 경감 (부분적이거나 전체적으로), 검출가능하거나 또는 검출되지 않거나의 여부를 포함한다. 또한, "치료"는 치료를 받지 않았을 때 예상되는 생존율과 비교하여 생존율을 늘이는 것을 의미할 수도 있다. 치료는 치료학적 치료 및 예방적 또는 예방조치 방법 모두를 가리킨다. 상기 치료들은 예방되는 장애뿐만 아니라 이미 발생한 장애에 있어서 요구되는 치료를 포함한다. 질병을 "완화(Palliating)"하는 것은 치료를 하지 않은 경우와 비교하여, 질병상태의 범위 및/또는 바람직하지 않은 임상적 징후가 감소되거나 및/또는 진행의 시간적 추이(time course)가 늦춰지거나 길어지는 것을 의미한다.

상기 비만 합병증은 비만으로 유발될 수 있는 질환들을 의미하는 것으로 고혈압, 고지혈증 및 당뇨병을 포함할 수 있으나, 이에 제한되자 않는다.

"진단용 마커 또는 진단 마커(diagnosis marker)란 비만 또는 비만합병증 여부를 정상상태와 구분하여 진단할 수 있는 물질로, 정상에 비하여 비만 또는 비만합병증 환자로부터 수득한 생물학적 시료에서 활성, 정량 발현정도의 차이를 보이는 대사체, 폴리펩타이드 또는 핵산(예: mRNA 등), 지질 , 당지질, 당단백질, 당(단당류, 이당류, 다당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함한다.

정확한 질병의 진단을 위해서는 유의성 있는 진단 마커의 선택과 적용이 필요하며, 유의성 있는 진단 마커란, 진단하여 얻은 결과가 정확하여 타당도(validity)가 높고 반복 측정시에도 일관된 결과를 나타내도록 신뢰도(reliability)가 높은 마커를 의미한다. 본 발명의 비만 또는 비만 합병증의 진단 마커는 비만 또는 비만 합병증의 발병과 함께 직접적 또는 간접적 요인으로 발현이 변화하는 대사체들로서 반복된 실험에도 동일한 결과를 나타내며, 정량 수준의 차이가 대조군과 비교할 때 유의하게 차이가 나므로 잘못된 결과를 내린 확률이 거의 없는 신뢰도가 높은 마커들이다. 그러므로 본 발명의 유의성 있는 진단 마커의 발현 정도를 측정하여 얻은 결과를 토대로 진단된 결과는 타당하게 신뢰할 수 있다.

본 발명의 목적상, 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단 마커는 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4 대사체들이다.

보다 구체적으로 상기 4-Hydroxybenzaldehyde는 화학식 1로 표시되는 화학구조를 갖는 것일 수 있다.

<화학식 1>

4-Sulfobenzyl alcohol은 화학식 2로 표시되는 화학구조를 갖는 것일 수 있다.

<화학식 2>

N,N-dimethyl-Safingol은 화학식 3으로 표시되는 화학구조를 갖는 것일 수 있다.

<화학식 3>

Docosanoic acid는 화학식 4로 표시되는 화학구조를 갖는 것일 수 있다.

<화학식 4>

4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol는 화학식 5로 표시되는 화학구조를 갖는 것일 수 있다.

<화학식 5>

12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4 는 화학식 6으로 표시되는 화학구조를갖는 것일 수 있다.

<화학식 6>

본 발명에 따른 상기 진단 또는 예측 마커들은 각 대사체를 개별적으로 사용하거나, 몇몇 마커 대사체를 조합하여 패널 디스플레이 형태로 하여 사용할 수 있고, 몇몇의 마커 대사체는 전체적인 발현 패턴의 목록을 통하여 신뢰성 및 효율성을 향상시키는 것을 확인할 수 있다.

바람직하게는 상기 6개 대사체들의 2 이상의 조합을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 3개 이상의 대사체 조합을 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol 또는 N,N-dimethyl-Safingol은 정상에 비해 비만 시 정량 수준이 낮은 것으로 나타났고, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4은 정상에 비해 비만 시 정량 수준이 높은 것으로 나타났다.

따라서 본 발명은 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단을 위한 마커용 조성물을 제공할 수 있으며, 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 검출 또는 정량하는 제제를 포함하는, 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명에서 상기 발현 수준 측정은 대사체의 수준을 측정하는 것일 수 있는데, "대사체 검출 또는 정량 수준 측정"이란 비만 또는 비만 합병증을 진단하기 위하여 생물학적 시료에서 상기 6개 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 마커 대사체의 존재 여부와 정량 정도를 확인하는 과정으로 대사체의 양을 측정한다.

본 발명에서 상기 "대사체"는 생체 내에서 대사의 결과로 얻어진 물질로서 1000 미만의 분자량을 갖는 것을 지칭한다.

본 발명에서 "대상" 또는 "환자"는 인간, 소, 개, 기니아 피그, 토끼, 닭, 곤충 등을 포함하여 치료가 요구되는 임의의 단일 개체를 의미한다. 또한, 임의의 질병 임상 소견을 보이지 않는 임상 연구 시험에 참여한 임의의 대상 또는 역학 연구에 참여한 대상 또는 대조군으로 사용된 대상이 대상에 포함된다.

또한, "생물학적 시료는" 대상 개체로부터 수득한 혈액, 조직, 세포, 소변, 타액 등이 포함될 수 있다.

특히 본 발명에서는 간단히 소변을 시료로 할 경우, 비만 또는 비만 합병증을 예측 또는 진단할 수 있는 마커를 발굴한 것으로, 소아 아동의 경우 혈액을 채취하는 과정에서 어려움이 있고 조직과 세포를 채취하는 것 또한 어려움이 있으나 소변은 비교적 간단하고 쉽게 취득할 수 있는 생물학적 시료이다.

나아가 본 발명은 상기 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 비만 또는 비만 합병증 진단용 키트를 제공할 수 있다.

상기 키트는 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 검출 또는 정량 분석하여 비만 또는 비만 합병증을 예측 또는 진단하는데 사용될 수 있다.

이를 위해, 상기 키트는 예를 들어, 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4 중 선택되는 1종 이상의 대사체에 특이적으로 결합하는 항체를 포함할 수 있다.

본 발명의 키트는 상기한 시약 성분을 포함하는 다수의 별도 패키징 또는 컴파트먼트로 제작될 수 있으며, 상기 진단 키트는 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성성분 조성물, 용액 또는 장치를 더 포함하여 구성될 수 있다.

나아가 본 발명은 생물학적 시료로부터 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상 대사체의 검출 또는 정량 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공방법을 제공할 수 있다.

상기 '대사체 검출 또는 정량 수준 측정'이란, 대사체의 수준을 측정하는 것을 모두 포함하기 때문에, 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4의 검출 또는 정량 수준 확인을 통해 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단에 관한 정보를 수득할 수 있다.

바람직하게 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol 또는 N,N-dimethyl-Safingol의 정량 수준이 정상에 비해 낮은 경우, 비만 또는 비만 합병증이 발병할 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있으며, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4의 정량 수준이 정상에 비해 높은 경우, 비만 또는 비만 합병증이 발병할 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있다.

따라서 상기 대사체들의 발현은 비만 또는 비만 합병증에 대한 지표로 볼 수 있으며, 이와 같은 진단 방법은 비만 또는 비만 합병증 환자의 치료 또는 예방을 위해 적절하거나 효과적인 요법을 평가할 때 유용한 데이터 및 정보를 얻기 위한 편리하고, 효율적이며, 비용 효과적인 수단을 제공할 수 있을 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

< 실시예 1>

소아의 소변 시료로부터 비만 진단을 위한 마커 발굴

<1-1> 분석시료 준비

본 발명자들은 소아 아동의 비만을 소변 시료를 이용하여 조기에 예측하고 검출할 수 있는 새로운 진단 마커를 발굴하기 위해, 하기 표 1과 같은 특성을 갖는 아동들을 대상으로 소변시료를 수집하였다. 즉, 비만으로 판정된 아동 93명과 비만이 아닌 정상 아동 91명으로부터 채취한 소변에 대해, 소변 100 μl과 H₂O 400μl을 1.5 ml 에펜도르프 튜브에 첨가한 후, 볼텍서 (vortexer)를 이용하여 빠르게 혼합한 다음, 4℃의 온도에서 18,341 x g조건에서 20 분 동안 원심분리 후 상층액 100 μl씩을 취하여 분석 바이알(vial)에 수집하여 분석시료를 준비하였다.

[표 1]

<1-2> 고속액체크로마토그래피 및 질량분석기를 이용한 분석

상기 <1-1>에서 수득한 분석시료 5 l을 역상 컬럼인 Zorbax SB-C18, 50 X 2.1 mm, 1.8 m(AgilentTechnologies,SantaClara,CA,USA)를 Agilent 1200 series HPLC (Agilent Technologies)에 장착하여 40℃로 컬럼 온도를 유지한 상태에서 용매 A (H₂O중 포름산암모늄 20 mM과 포름산 0.1%)와 용매 B (메탄올 중 포름산 0.1%)를 이용해 다음의 구배 조건에서 크로마토그래피 분리를 수행하였다.

농도 구배 조건

: 2 ~ 98%의 용매 B를 이용하여 0~13분 수행,

: 98% 용매 B를 이용하여 13 15 분 수행,

: 2% 용매 B를 이용하여 15 17 분 수행하는 순서로 진행

상기와 같은 용매 구배 조건을 주어 최종적으로 21분에 샘플 1개의 용리를 완료하였다.

HPLC 분석을 통해 분리된 물질들은 다음 분석 조건을 갖는 Agilent 6530 Q-ToF MS에 주입하였으며, Q-ToF MS 분석 조건은 다음과 같다.

Nebulizer gas pressure, 30 psi;

temperature, 325℃;

dryinggas,11l㎕/min;

capillary voltage, 3.5 kV;

capillary temperature, 300℃;

fragmentor voltage, 170 V;

skimmer voltage, 65 V

주입된 분석을 위한 물질들은 electrospray ionization (ESI) 방식을 통해 이온화시켰고, 이로부터 100 - 1100 m/z범위 내에서 한 스펙트럼 당 1초에 4개의 센트로이드 (centroid) 데이터(*.d)를 얻었다.

<1-3> 다변량 분석 (Multivariate data analysis) 및 대사체 마커 동정(identification)

질량 스펙트럼(mass spectra)을 MassHunter DA Reprocessor software B.04.00 (Agilent Technologies)를 이용하여 *.cef (compound exchange file) 포맷으로 변환하고 Mass Profiler Professional (MPP) software B.12.01 (Agilent Techonologies)를 통해 머무름 시간(RT:retention time) correction, intensity normalization, peak transformation 과정을 거쳐 다변량 분석(multivariate data analysis)을 수행하여 ESI positive와 ESI negative 모드 각각에 대한 주성분 분석(principal components analysis, PCA) score plot을 얻었다(도 1 참조).

<1-4> 비만 및 비만 합병증 예측 및 진단을 위한 마커동정

비만과 정상 체중의 청소년(소아) 그룹의 소변시료를 토대로 이들 그룹 간에대사체의 발현 차이가 2배 이상인 대사체를 선정하였다. 이후 대사체와 해당 표준품과의 MS/MS 쪼개짐 패턴 및 데이터베이스(Human Metabolome Database 및 METLIN)를 통한 비교 분석을 통해 하기 표 2와 같은 최종 6개의 대사체들을 동정하였고, 이를 마커를 비만 및 비만 합병증 예측 또는 진단을 위한 마커 용도로 사용할 수 있음을 예측할 수 있었다.

[표 2]

동정한 대사체

특히 동정된 상기 6종의 대사체들의 경우, 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol은 비만 군에서의 발현정도가 정상군에 비해 감소되어 있는 것으로 나타났고, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4는 비만 군에서의 발현정도가 정상군에 비해 증가되어 있는 것으로 나타났다(도 2 참조).

따라서 본 발명자들은 이러한 결과를 토대로 상기 본 발명에서 동정한 6개 대사체들은 소아청소년의 비만을 예측 또는 진단할 수 있는 바이오마커로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 2>

본 발명에 따른 진단 마커의 비만 합병증 예측 및 진단 가능성 분석

대사체 마커들의 진단 마커로서의 유용성 평가를 위해 비만 합병증 관련 임상검사 지표에 대한 민감도 및 특이도를 Receiver-Operating Characteristic 분석을 SPSS 프로그램을 이용하여 수행하였다.

이의 결과, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4가 BMI 뿐만 아니라 AST, ALT, Cholesterol에 대해 높은 민감도와 특이도를 나타낸 것을 확인하였다.

그러므로 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 본 발명에서 동정한 상기 6개의 마커들, 즉 대사체들은 비만 청소년과 정상 체중의 청소년 간에 발현 수준의 차이를 보이는 대사체들로서, 소변 시료만으로도 간단하고 빠르게 비만과 비만 합병증을 예측 또는 진단할 수 있는 용도로 사용할 수 있음을 알 수 있었다(도 3 참조).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본

질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 함유하는, 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol 또는 N,N-dimethyl-Safingol은 정량결과 정상에 비해 비만의 경우, 대사체의 수준이 낮아지는 것을 특징으로 하는 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4은 정량결과 정상에 비해 비만의 경우, 대사체의 수준이 증가하는 것을 특징으로 하는 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 비만은 소아 비만인 것을 특징으로 하는 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 검출 또는 정량 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제5항에 있어서,
상기 검출 또는 정량 수준을 측정은 항원-항체 반응을 이용하는 것을 특징으로 하는 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제5항에 있어서,
상기 검출 또는 정량은 소변 시료를 이용하여 대사체의 수준을 측정하는 것을 특징으로 하는 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제5항에 있어서,
상기 비만은 소아 비만인 것을 특징으로 하는 비만 또는 비만 합병증 예측 또는 진단 마커용 조성물.
제5항에 따른 조성물을 포함하는 비만 또는 비만 합병증 진단용 키트.
생물학적 시료로부터 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol, N,N-dimethyl-Safingol, Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 및 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 대사체를 검출 또는 정량 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 비만 또는 비만 합병증의 예측 또는 진단을 위한 정보 제공방법.
제10항에 있어서,
상기 비만은 소아 비만인 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 생물학적 시료는 소변인 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 4-Hydroxybenzaldehyde, 4-Sulfobenzyl alcohol 또는 N,N-dimethyl-Safingol의 정량 수준이 정상에 비해 낮은 경우, 비만 또는 비만 합병증이 발병할 가능성이 높은 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 Docosanoic acid, 4α-Hydroxymethyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol 또는 12-Oxo-20-carboxy-leukotriene B4의 정량 수준이 정상에 비해 높은 경우, 비만 또는 비만 합병증이 발병할 가능성이 높은 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.