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KR20190064401A - Pharmaceutical compositions for preventing or treating cartilage diseases - Google Patents

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KR20190064401A
KR20190064401A KR1020180102801A KR20180102801A KR20190064401A KR 20190064401 A KR20190064401 A KR 20190064401A KR 1020180102801 A KR1020180102801 A KR 1020180102801A KR 20180102801 A KR20180102801 A KR 20180102801A KR 20190064401 A KR20190064401 A KR 20190064401A
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itgbl1
protein
cartilage
expression
gene
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박태주
송은경
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울산과학기술원
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Abstract

본 발명은 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 및 상기 단백질을 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 약제학적 제제에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage disease, which comprises at least one selected from the group consisting of an ITGBL1 (integrin beta-like protein 1) protein and a gene encoding the protein, Or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

Description

연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물{Pharmaceutical compositions for preventing or treating cartilage diseases}[0001] The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases,

본 발명은 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질 및 상기 단백질을 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 약제학적 제제에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage disease comprising at least one selected from the group consisting of an ITGBL1 (integrin beta-like protein 1) protein and a gene encoding the protein as an active ingredient, Lt; RTI ID = 0.0 > pharmaceutically < / RTI >

퇴행성 연골질환은 손상된 연골부위의 염증으로 인한 통증과 추가적인 연골의 유실로 인해 발생한다. 초기 연골질환의 환자에 대해서는 염증 및 통증을 억제하는 진통소염제를 사용한 치료가 주로 이루어지며, 중기 환자의 경우 진통소염제와 히알루론산을 주기적으로 투입하는 치료 및 연골재생을 촉진하기 위한 유전자치료제 또는 세포치료제를 사용하며, 말기 환자의 경우 인공관절 수술이 주로 사용되고 있다. Degenerative cartilage disease is caused by pain caused by inflammation of the injured cartilage site and loss of additional cartilage. For patients with early cartilage disease, treatment with analgesic anti-inflammatory drugs to suppress inflammation and pain is mainly performed. In the case of mid-term patients, treatment with cyclic anti-inflammatory drugs and hyaluronic acid, and gene therapy or cell therapy And in the terminal period, artificial joint surgery is mainly used.

연골의 재생을 촉진하는 세포치료제와 병행하여 사용되는 유전자치료제로는 TGF-β가 알려져 있으며, 최근 출시된 코오롱 제약의 Invossa 제품이 유전자치료제인 TGF-β를 포함하고 있는 것으로 알려져 있다.It is known that TGF-β is a gene therapy agent used in combination with a cell therapy agent that promotes cartilage regeneration. Recently, Invossa product of Kolon Pharmaceutical Co., Ltd. is known to contain TGF-β gene therapy agent.

연골재생효과를 보유한 것으로 알려진 치료법에는 줄기세포치료제 또는 자가세포치료제를 사용하는 것이 있으나, 상기 두 치료제는 연골재생 효과가 미흡하고 시술 비용이 높아 현재까지 성공적인 시장진입에 실패하고 있다. The treatment methods known to have a cartilage regenerating effect include the use of a stem cell treatment agent or an autologous cell treatment agent. However, the two therapeutic agents fail to successfully enter the market due to insufficient cartilage regeneration effect and high treatment cost.

따라서, 연골질환을 근본적으로 치료하기 위해서 염증에서 비롯된 추가적인 연골손상을 억제하고 손상된 연골을 재생시키는 치료가 병행되어야 할 필요가 있으나, 현재까지 염증에서 비롯된 추가적인 연골손상을 억제하고 손상된 연골을 재생시키는 치료가 병행되는 방법을 사용한 치료법은 개발되어 있지 않은 실정이다.Therefore, in order to fundamentally treat cartilage diseases, it is necessary to prevent the additional cartilage damage caused by inflammation and regenerate damaged cartilage. However, up to now, there has been proposed a treatment for suppressing additional cartilage damage caused by inflammation and regenerating damaged cartilage There has been no development of a treatment method using a method in which the two drugs are combined.

이에, 본 발명의 하나의 목적은 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을 유효성분으로 함유하는 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, one object of the present invention is to provide a recombinant vector which is selected from the group consisting of ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector containing the gene, and a recombinant vector transformed with the recombinant vector And a pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases containing at least one kind thereof as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은, ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을 유효성분으로 함유하는 인테그린 단백질 활성 저해제 및 in vitro 인테그린 단백질 활성 저해용 시약 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a recombinant vector comprising ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector containing the gene, and a recombinant cell transformed with the recombinant vector Or more as an active ingredient, and a reagent composition for inhibiting integrin protein activity in vitro.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 약제학적 제제를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a pharmaceutical preparation containing the composition as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 조성물의 약학적 유효량을 투여하는 단계를 포함하는 연골질환의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of preventing or treating cartilage diseases comprising administering a pharmaceutically effective amount of the composition.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 연골세포가 분화되는 과정에서 발현되어 연골세포 주위로 분비되는 ITGBL1 단백질을 동정하였다 (실시예 1, 도 1).In one specific example of the present invention, the ITGBL1 protein expressed in the process of differentiation of cartilage cells and secreted around chondrocytes was identified (Example 1, Fig. 1).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, ITGBL1 유전자를 연골세포에 주입하여 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시키는 경우, 연골조직이 증가되는 효과를 확인하여, ITGBL1 단백질이 연골세포의 연골생성을 촉진하는 효과가 있음을 확인하였다 (실시예 2, 실시예 3, 도2, 도3).In one specific embodiment of the present invention, when the ITGBL1 gene is injected into chondrocytes and the expression of ITGBL1 protein is increased, it is confirmed that the ITGBL1 protein promotes cartilage formation by confirming the increase of cartilage tissue. (Example 2, Example 3, Fig. 2, Fig. 3).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, ITGBL1 유전자를 관절염이 유발된 연골세포에 주입하여 발현을 증가시키는 경우 연골의 생성을 촉진 (Col2a1, Sox9)하는 효과가 있음을 확인하였다 (실시예 4, 도 4).In a specific example of the present invention, it was confirmed that when the ITGBL1 gene is injected into chondrocytes induced by arthritis, the expression is increased, thereby promoting the generation of cartilage (Col2a1, Sox9) (Example 4, Fig. 4 ).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, ITGBL1 유전자를 연골세포에 주입하여 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시키는 경우, 관절염이 유발된 연골세포에서 염증인자 (MMP-3, MMP-13 등)의 생성이 감소하는 효과가 있음을 확인하여, ITGBL1 단백질이 염증을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다 (실시예 5, 도 4).In a specific embodiment of the present invention, when the ITGBL1 gene is injected into cartilage cells to increase the expression of ITGBL1 protein, the production of inflammatory factors (MMP-3, MMP-13, etc.) is reduced in cartilage cells induced by arthritis It was confirmed that the ITGBL1 protein had an effect of suppressing inflammation (Example 5, Fig. 4).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 마우스 동물모델을 사용하여 ITGBL1 유전자의 발현을 저해시키는 shRNA 벡터를 무릎 연골조직에 주입하여 ITGBL1 단백질의 발현을 억제시킬 경우, 퇴행성 관절질환이 유발되는 것을 확인하였다 (실시예 8, 도 9).In a specific embodiment of the present invention, degenerative joint disease is induced by inhibiting the expression of ITGBL1 protein by injecting an shRNA vector that inhibits the expression of the ITGBL1 gene into a knee cartilage tissue using a mouse animal model Example 8, Fig. 9).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 반월판절개술을 시행한 마우스 동물모델의 관절에 ITGBL1 유전자를 주입하여 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킨 경우, 관절의 재생이 촉진되는 것을 확인하였다 (실시예 4, 도 4).In a specific example of the present invention, it was confirmed that when the ITGBL1 gene was injected into the joint of the mouse animal model subjected to the meniscus incision, the expression of the ITGBL1 protein was increased, and the regeneration of the joint was promoted (Example 4, Fig. 4 ).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, ITGBL1 단백질은 인테그린 단백질, 특히 인테그린-베타1(Integrin-beta 1)의 활성을 억제하는 것을 확인하였다(실시예 6 및 도 5, 6).In one specific embodiment of the present invention, the ITGBL1 protein was found to inhibit the activity of integrin proteins, particularly integrin-beta 1 (Example 6 and Figures 5 and 6).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 연골세포에서의 ITGBL1 발현을 증가시키면 연골세포의 연골형성인자(Sox9, Col2a1)의 발현이 증가하는 현상이 ITGBL1 단백질의 인테그린 활성억제 기능에서 기인한다는 것을 확인하였다. (실시예 7, 도 7).In a specific embodiment of the present invention, it was confirmed that the expression of ITGBL1 in chondrocytes increased the expression of chondrogenic factors (Sox9, Col2a1) in cartilage cells due to the inhibitory function of integrin activity of ITGBL1 protein. (Example 7, Fig. 7).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 연골세포에 연골퇴행의 원인으로 알려진 Fragmented Fibronectin(Fn-f 29kDa)을 처리하여 연골 분해를 촉진하는 MMP3, MMP13의 발현을 증가시킨 다음 ITGBL1의 발현을 증가시키면 MMP-3, MMP-13의 발현이 감소하며, 다시 Mn2 + 또는 DTT를 처리하여 인테그린을 활성화시키면 MMP3, MMP13의 발현이 증가하는 것을 확인하였다(실시예 8, 도 8).In a specific embodiment of the present invention, the expression of MMP3 and MMP13, which promote cartilage degradation, is increased by treating Fragmented Fibronectin (Fn-f 29kDa), which is known to cause cartilage degeneration in cartilage cells, 3, reduced the expression of MMP13 and, when re-activate the integrin to handle or Mn 2 + DTT was found to increase the expression of MMP3, MMP13 (example 8, Fig. 8).

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 마우스의 무릎관절강에 ITGBL1의 발현을 저해시키면 관절염이 발병되며, ITGBL1의 발현이 저해된 무릎관절강에 인테그린-베타1 저해제인 ATN-161을 주입하면 관절염이 회복되는 것을 확인하였다 (실시예8, 도 9)In a specific embodiment of the present invention, arthritis is induced by inhibiting the expression of ITGBL1 in the knee joint of a mouse, and when ATN-161, an integrin-beta1 inhibitor, is administered to the knee joint in which ITGBL1 expression is inhibited, arthritis is restored (Example 8, Fig. 9)

따라서, 본 발명의 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질은 연골질환의 염증을 억제하고 동시에 연골생성을 촉진하는 효과가 있으므로, 상기 ITGBL1 단백질을 포함하는 조성물은 연골질환 예방 또는 치료에 사용될 수 있다.Therefore, ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) protein of the present invention has an effect of inhibiting inflammation of cartilage disease and promoting cartilage formation, and thus the composition containing ITGBL1 protein can be used for prevention or treatment of cartilage disease .

이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

하나의 양태로서, 본 발명은 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을 유효성분으로 함유하는 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention provides a recombinant vector comprising ITGBL1 (integrin beta-like protein 1) protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector comprising the gene, and recombinant cells transformed with the recombinant vector. And more particularly, to a pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage disease.

상기 ITGBL1 유전자는 전이암의 마커, 또는 WNT/PCP 신호를 조절하는 역할을 함이 종래에 알려져 있다.The ITGBL1 gene has been conventionally known to play a role in regulating the marker of the metastatic cancer or the WNT / PCP signal.

본 발명에서 ITGBL1 단백질은 연골질환의 염증을 억제하고 동시에 연골생성을 촉진하는 효과가 있으며, 이 효과는 ITGBL1의 인테그린 활성억제 기능에 의해 일어나는 현상이라는 것을 입증하였다. 따라서, 상기 ITGBL1 단백질을 포함하는 조성물은 연골질환 예방 또는 치료효과가 있을 수 있으며, 또한 ITGBL1 유전자 및 단백질은 인테그린의 활성을 억제하는 저해제로서 활용할 수 있기 때문에 인테그린의 과도한 활성에 의해 유발되는 것으로 알려진 질환에 사용될 수 있다. 상기 ITGBL1 단백질은 서열번호 20의 아미노산 서열을 포함하는 것 일 수 있으며, 상기 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 21의 염기서열을 포함하는 것 일 수 있다.In the present invention, ITGBL1 protein has an effect of inhibiting inflammation of cartilage disease and promoting cartilage formation, and this effect is proved to be a phenomenon caused by the inhibitory activity of integrin activity of ITGBL1. Therefore, the composition comprising the ITGBL1 protein may have an effect of preventing or treating cartilage diseases, and the ITGBL1 gene and protein may be used as an inhibitor for inhibiting the activity of integrins. Therefore, Lt; / RTI > The ITGBL1 protein may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20, and the gene encoding the protein may comprise the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21.

본 발명에 사용된 용어 "단백질"은 펩타이드 결합(들)에 의해 함께 연결된 아미노산의 중합체를 포함하는 분자를 의미한다. 단백질은 2개 이상의 아미노산을 포함하는 폴리펩타이드 일 수 있다.The term "protein" as used herein refers to a molecule comprising a polymer of amino acids linked together by a peptide bond (s). A protein may be a polypeptide comprising two or more amino acids.

상기 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질은 인간, 마우스 등의 포유류, 개구리 등의 양서류 등의 척추 동물 유래의 것일 수 있으며, 예컨대, 인간 ITGBL1 (e.g., GenBank Accession Nos. NP_001258683.1 (코딩 mRNA (cDNA): NM_001271754.1), NP_001258684.1 (코딩 mRNA (cDNA): NM_01271755.1), NP_001258685.1 (코딩 mRNA (cDNA): NM_001271756.1), P_004782.1 (코딩 mRNA (cDNA): NM_004791.2), XP_005254157.1 (코딩 mRNA (cDNA): XM_005254100.4) 등), 마우스 NP_663442.2 (코딩 mRNA (cDNA): NM_145467.2), XP_006518984.1 (코딩 mRNA (cDNA): XM_006518921.3), 개구리 ITGBL1 (e.g., GenBank Accession No. NP_001084310.1 (코딩 mRNA (cDNA): NM_001090841.1) 등) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) protein may be derived from a vertebrate animal such as a mammal such as a human, a mouse, or an amphibian such as a frog. For example, human ITGBL1 (eg, GenBank Accession Nos. NP_001258683.1 (cDNA): NM_001271754.1), NP_001258684.1 (coding mRNA (cDNA): NM_01271755.1), NP_001258685.1 (coding mRNA (cDNA): NM_001271756.1), P_004782.1 (coding mRNA 2), XP_005254157.1 (coding mRNA (cDNA): XM_005254100.4)), mouse NP_663442.2 (coding mRNA (cDNA): NM_145467.2), XP_006518984.1 (coding mRNA (cDNA): XM_006518921.3 ), A frog ITGBL1 (eg, GenBank Accession No. NP_001084310.1 (coding mRNA (cDNA): NM_001090841.1)), and the like, but the present invention is not limited thereto.

상기 용어 "벡터(vector)"는 숙주 세포에서 목적 유전자를 발현시키기 위한 수단을 의미한다. 상기 벡터는 목적 유전자 발현을 위한 요소 (elements)를 포함하는 것으로, 복제원점(replication origin), 프로모터, 작동 유전자 (operator), 전사 종결 서열(terminator) 등을 포함할 수 있고, 숙주 세포의 게놈 내로의 도입을 위한 적절한 효소 부위(예컨대, 제한 효소 부위) 및/또는 숙주 세포 내로의 성공적인 도입을 확인하기 위한 선별 마커 및/또는 단백질로의 번역을 위한 리보좀 결합 부위 (ribosome binding site; RBS), IRES (Internal Ribosome Entry Site) 등을 추가로 포함할 수 있다. 상기 벡터는 프로모터로서 상기한 융합 폴리뉴클레오타이드(융합 프로모터)를 갖도록 통상적인 유전공학적 방법으로 조작된 것일 수 있다. 상기 벡터는 상기 프로모터 이외의 전사 조절 서열(예를 들어, 인핸서 등)을 추가로 포함할 수 있다.The term "vector" means means for expressing a gene of interest in a host cell. The vector includes elements for expression of a target gene and may include a replication origin, a promoter, an operator, a transcription termination terminator, and the like into the genome of the host cell. Ribosome binding sites (RBS) for translation into selectable markers and / or proteins to confirm successful introduction into the host cell and / or appropriate enzyme sites for introduction of the IRES (e.g., IRES (Internal Ribosome Entry Site), and the like. The vector may be engineered in a conventional genetic engineering manner to have the fusion polynucleotide (fusion promoter) described above as a promoter. The vector may further comprise a transcription control sequence other than the promoter (e.g., an enhancer, etc.).

상기 재조합 벡터는 바이러스성 또는 비바이러스성 벡터일 수 있으며, 상기 바이러스성 벡터는 아데노바이러스, 아데노-부속 바이러스, 헬퍼-의존형 아데노바이러스, 레트로바이러스 벡터 등 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The recombinant vector may be a viral or non-viral vector, and the viral vector may be, but is not limited to, adenovirus, adeno-associated virus, helper-dependent adenovirus, retroviral vector, and the like.

상기 재조합 벡터는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있다.The recombinant vector may be constructed by a variety of methods known in the art.

본 발명은 또 다른 하나의 양태로서 상기 재조합 벡터로 형질전환된 세포를 제공한다.The present invention provides, as yet another embodiment, a cell transformed with the recombinant vector.

상기 세포는 포유동물의 세포 일 수 있으며, 상기 포유동물 세포는 인간 (예를 들어, 지방유래 줄기세포, 골수유래 줄기세포, 태반유래 줄기세포, 기타 만능유도줄기세포, 연골세포, 섬유아세포 등) 등에서 선택된 것일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The cell may be a cell of a mammal, and the mammalian cell may be a human (for example, a fat-derived stem cell, a bone marrow-derived stem cell, a placenta-derived stem cell, another universal induced stem cell, a chondrocyte, But the present invention is not limited thereto.

상기 재조합 벡터의 세포 내로의 운반(도입)은, 당업계에 널리 알려진 운반 방법을 사용할 수 있다. 상기 운반 방법은 예컨대, 미세 주입법, 칼슘 포스페이트 침전법, 전기 천공법, 리포좀-매개 형질감염법, 유전자 밤바드먼트 (gene bombardment) 등을 사용할 수 있으며, 예를 들어 리포좀-매개 형질감염법 (Lipofector reagent사용)일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The transfer (introduction) of the recombinant vector into a cell can be carried out using a carrier method well known in the art. For example, microinjection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection, gene bombardment, and the like can be used as the delivery method. For example, liposome-mediated transfection (Lipofector reagent). < / RTI >

상기 연골질환은 퇴행성 관절염, 외상 후 관절염, 또는 박리성 골연골염 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cartilage disease may be, but is not limited to, degenerative arthritis, post traumatic arthritis, or peelable osteochondritis.

본 발명에서 상기 ITGBL1는 DNA, RNA 또는 단백질의 형태로 사용될 수 있으며, 어류, 양서류, 조류, 포유류 동물 유래의 유전자를 포함할 수 있으며, 자연형의 ITGBL1 염기서열 및 아미노산 서열의 변이체를 포함할 수 있다.In the present invention, the ITGBL1 may be used in the form of DNA, RNA or protein, and may include genes derived from fish, amphibians, algae, and mammalian animals, and may include wild type ITGBL1 nucleotide sequences and amino acid sequence variants have.

상기 ITGBL1 단백질의 변이체 또는 아미노산 서열의 변이체는 ITGBL1 아미노산 서열의 변화, 결손 및 삽입 등의 변화를 의미하며, 단백질의 생리활성 및 안정성 등을 변형시킨 화학적 성질 변화를 포함할 수 있다.The mutant or variant of the amino acid sequence of the ITGBL1 protein means a change in ITGBL1 amino acid sequence, deletion and insertion, and may include a change in chemical properties such as modification of physiological activity and stability of the protein.

본 발명에서 ITGBL1 유전자 또는 단백질의 발현을 증가시키는 수단은 인위적으로 ITGBL1 유전자를 세포 내부로 전달하는 모든 기법을 포함할 수 있다.The means for increasing the expression of the ITGBL1 gene or protein in the present invention may include all techniques for artificially transferring the ITGBL1 gene into the cell.

본 발명에서 ITGBL1 단백질 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상만을 사용할 수 있지만, 상기 ITGBL1 단백질 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상에 더하여 연골의 재생 유도 및 염증 억제를 위한 치료제인, 소염제, 히알루론산, 세포치료제, 줄기세포치료제를 복합적으로 사용할 수 있다.In the present invention, it is possible to use only one or more selected from the group consisting of a gene encoding the ITGBL1 protein, a recombinant vector containing the gene, and a recombinant vector transformed with the recombinant vector. However, , A recombinant vector containing the gene, and a recombinant vector transformed with the recombinant vector, in addition to at least one selected from the group consisting of an anti-inflammatory agent, a hyaluronic acid, a cell therapy agent , And stem cell treatment agents can be used in combination.

본 발명의 세포치료제에서 상기 세포 치료에 사용하는 세포는 연골세포를 의미할 수 있고, 연골질환과 연관되는 다양한 세포를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the cell treatment agent of the present invention, the cells used for the cell treatment may mean chondrocytes, and may mean various cells associated with cartilage disease, but are not limited thereto.

본 발명의 줄기세포치료제에서 상기 줄기세포는 골수유래 줄기세포, 지방유래 줄기세포, 태반유래 줄기세포, 유도만능 줄기세포, 배아유래 줄기세포등 모든 형태의 다분화능을 포함한 줄기세포를 포함할 수 있다.In the stem cell treatment agent of the present invention, the stem cells may include all kinds of multipotent stem cells including bone marrow-derived stem cells, adipose-derived stem cells, placenta-derived stem cells, induced pluripotent stem cells, and embryo-derived stem cells .

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은, 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 약제학적 제제에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a pharmaceutical preparation containing the composition as an active ingredient.

본 발명에 따른 약제학적 제제는 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 연고제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 또는 경피제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태의 비경구 제형 등으로 제형화하여 사용될 수 있다. The pharmaceutical preparations according to the present invention may be formulated into oral preparations such as powders, granules, tablets, capsules, ointments, suspensions, emulsions, syrups and aerosols or percutaneous preparations such as suppositories and sterilized injection solutions Parenteral formulations, and the like.

본 발명의 약제학적 제제는 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 담체, 부형제 및 희석제 등의 보조제를 추가로 함유하는 것 일 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용할 수 있다The pharmaceutical preparations of the present invention may be pharmaceutically acceptable and additionally contain adjuvants such as physiologically acceptable carriers, excipients and diluents. Examples of carriers, excipients and diluents that can be included in the pharmaceutical composition of the present invention include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium Silicates, cellulose, methylcellulose, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. In the case of formulation, diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, humectants, disintegrants, surfactants and the like which are usually used can be used

본 발명에 따른 약제학적 제제를 비경구용으로 제공하는 경우, 일 예로 액제, 겔(gel)제, 세정 조성물, 삽입용 정제, 좌제 형태, 크림, 연고, 드레싱 용액, 분무제, 기타 도포제등의 국소 투여제, 용액형, 현탁형, 유제형 등의 액상 제형일 수 있으며, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제, 크림, 연고, 젤리, 거품, 세척제 또는 삽입물, 바람직하게는 액제, 겔(gel)제, 세정 조성물, 삽입용 정제 등의 피부 외용제가 포함될 수 있다. 상기 제형은 일 예로 멸균수에 용해보조제, 유화제, pH 조절을 위한 완충제 등을 첨가하여 제조할 수 있다. 상기 비수성용제 또는 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.When the pharmaceutical preparation according to the present invention is used for parenteral administration, for example, a topical administration such as a liquid preparation, a gel preparation, a cleaning composition, a tablet for insertion, a suppository form, cream, ointment, dressing solution, spray, It may be a sterile aqueous solution, a non-aqueous solvent, a suspension, an emulsion, a freeze-dried preparation, a suppository, a cream, an ointment, a jelly, a foam, a cleanser or an insert, May be a skin external agent such as a liquid preparation, a gel preparation, a cleaning composition, and a tablet for insertion. The formulation can be prepared, for example, by adding a solubilizer, an emulsifying agent, a buffering agent for pH control, etc. to the sterilized water. Examples of the non-aqueous solvent or suspending agent include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, and the like.

보다 상세하게, 상기 약제학적 제제는 상기 조성물에 추가하여 이를 제형화하기 위한 담체를 포함할 수 있다. 상기 담체는 결합제, 활탁제, 현탁용제, 가용화제, 완충제, 보존제, 윤활제, 등장제, 부형제, 안정화제, 분산제, 현탁화제, 색소, 향료 등을 사용할 수 있다.More specifically, the pharmaceutical preparation may comprise a carrier for additionally formulating the composition. The carrier may be a binder, a lubricant, a suspending agent, a solubilizer, a buffer, a preservative, a lubricant, an isotonic agent, an excipient, a stabilizer, a dispersant, a suspending agent,

본 발명의 약제학적 제제를 인간에게 적용하는 구체예에 있어서, 본 발명의 약제학적 제제는 단독으로 투여될 수 있으나, 일반적으로 투여방식과 표준 약제학적 관행(standard phamaceutical practice)을 고려하여 선택된 약제학적 담체와 혼합되어 투여될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 약제학적 제제는 전분 또는 락토오즈를 함유하는 정제 형태로, 또는 단독 또는 부형제를 함유하는 캡슐 형태로, 또는 맛을 내거나 색을 띄게 하는 화학 약품을 함유하는 엘릭시르 또는 현탁제 형태로 경구, 구강 내 또는 혀 밑 투여될 수 있다.In embodiments where the pharmaceutical preparations of the present invention are applied to humans, the pharmaceutical preparations of the present invention may be administered alone, but are generally administered in a pharmacological manner selected in consideration of the mode of administration and standard phamaceutical practice May be administered in admixture with a carrier. For example, the pharmaceutical preparations of the present invention may be in the form of tablets containing starch or lactose, or in capsules containing the active ingredient alone or as an excipient, or as an elixir or a suspending agent containing a chemical that tastes or colors 0.0 > oral, < / RTI > intraoral, or sublingually.

상기 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 사항은 약제학적 제제에 대하여 동일하게 적용될 수 있다.The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases may be applied to pharmaceutical preparations in the same manner.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 인테그린 단백질 활성 저해제에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a recombinant vector comprising ITGBL1 (integrin beta-like protein 1) protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector comprising the gene, and a recombinant vector transformed with the recombinant vector And an integrin protein activity inhibitor containing at least one selected as an active ingredient.

상기 "인테그린(integrin) 단백질"은 세포와 세포외 기질(ECM)을 연결하는 단백질로, α쇄, β쇄의 두 가닥의 쇄로 구성되어 있으며, 이들의 조합에 따라 24개 이상의 인테그린이 존재한다. The "integrin protein" is a protein that links a cell and an extracellular matrix (ECM), and is composed of two strands of an alpha chain and a beta chain.

특히, 본 발명의 인테그린 단백질 활성 저해제는 인테그린 베타의 활성 저해에 우수한 효과를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 저해제는 인테그린 베타 단백질의 활성에 의해 발병하는 질병의 기전 연구, 치료제 개발 등에 이용될 수 있다. 인테그린의 과도한 활성에 의하여 유도되는 질병의 예시로는 암, 과민성 대장증후군 건선, 혈전증, 류마티스성 관절염, 골다공증이며, 이에 국한되지는 않는다.In particular, the integrin protein activity inhibitor of the present invention shows an excellent effect on the inhibition of integrin beta activity. Accordingly, the inhibitor of the present invention can be used for research on the mechanism of disease caused by the activity of integrin beta protein, development of therapeutic agent, and the like. Examples of diseases induced by excessive activity of integrins include, but are not limited to, cancer, irritable bowel syndrome psoriasis, thrombosis, rheumatoid arthritis, osteoporosis.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 조성물의 약학적 유효량을 연골질환의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 연골질환의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for preventing or treating a cartilage disease, comprising administering a pharmaceutically effective amount of the composition to a subject in need of prevention or treatment of cartilage disease.

상기 대상은 인간 등의 포유류, 마우스 등의 설치류, 개구리 등의 양서류 등을 포함하는 척추동물로부터 선택된 개체(예컨대, 인간을 제외한 동물) 또는 이로부터 분리된 기관, 조직, 세포 또는 이의 배양물일 수 있으며, 바람직하게는, 인간을 제외한 동물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The subject may be an individual (for example, an animal other than a human) or an organ, tissue, cell or culture thereof isolated from a vertebrate including mammals such as humans, rodents such as mice, amphibians such as frogs and the like , Preferably an animal other than a human, but is not limited thereto.

상기 연골질환은 퇴행성 관절염, 외상 후 관절염, 또는 박리성 골연골염 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cartilage disease may be, but is not limited to, degenerative arthritis, post traumatic arthritis, or peelable osteochondritis.

상기 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 사항은 연골질환의 예방 또는 치료 방법에 대하여 동일하게 적용될 수 있다. The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases may be applied to a method for preventing or treating cartilage diseases.

본 발명은 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 및 상기 단백질을 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 인테그린 단백질 활성 저해제 및 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 약제학적 제제에 관한 것으로서, 상기 ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 및 상기 단백질을 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 약학적 조성물은 ITGBL1 단백질의 인테그린 단백질 활성 저해 기능에 따른 염증억제 및 연골생성 촉진 효과를 가지고 있어서 연골질환의 효과적인 치료제로 사용될 수 있다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases, which contains at least one selected from the group consisting of an ITGBL1 (integrin beta-like protein 1) protein and a gene encoding the protein, an integrin protein activity inhibitor, The present invention relates to a pharmaceutical preparation containing the above-mentioned composition as an active ingredient, which comprises at least one compound selected from the group consisting of ITGBL1 (integrin beta-like protein 1) protein and a gene encoding the protein, The composition has the effect of inhibiting inflammation and promoting cartilage formation according to the inhibitory function of integrin protein activity of ITGBL1 protein, and thus can be used as an effective therapeutic agent for cartilage diseases.

도 1의 A는 ITGBL1 유전자가 Xenopus laevis 배아 발생과정의 연골조직에서 발현함을 확인하기 위한 실험 모식도를 나타내고, B 및 C는 본 발명의 일 실시예에 따라서 Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자가 발현하는지 여부를 확인한 결과를 나타낸다. 도 1D는 연골조직 마커 유전자인 Col2a1의 발현패턴과 ITGBL1의 발현 패턴을 비교하여 ITGBL1 유전자가 연골조직에서 발현됨을 확인한 것이고, E는 ITGBL1 유전자 발현이 연골조직 생성 시기(stage30)에 강하게 발현됨을 확인한 것이다.
도 2의 A 및 C는 본 발명의 일 실시예에 따라서 Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 저해할 경우 연골조직의 크기가 줄어들고, 연골 조직생성이 현저하게 저해되며, ITGBL1 유전자의 발현을 증가시킨 경우 연골이 정상적으로 형성되며 연골의 크기가 증가함을 확인한 결과로, B 및 D는 각각 A와 C에서의 연골 크기를 그래프로 나타낸 것이다. 한편, 도 2의 E는 ITGBL1 유전자의 발현을 증가시킨 배아에서 연골조직의 마커인 Sox9과 Col2a1 유전자의 발현이 증가함을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3의 A 및 B는 각각 골수 유래 줄기세포(BM-MSC)의 연골세포 분화과정에서 ITGBL1의 발현이 증가하고, 뼈조직 형성과정에서는 ITGBL1의 발현이 감소하는 것을 보여주는 것이고, C 및 D는 인간의 연골세포에서 ITGBL1 단백질의 발현을 감소시키면 연골조직의 형성이 저해됨을 확인한 것이다. 도 3의 E는 쥐의 연골세포주에서 ITGBL1의 발현을 점진적으로 증가시키면 이에 따라 연골 형성을 촉진시키는 유전자인 Col2a1 및 Sox9의 발현이 점진적으로 증가하는 것을 확인한 것으로, F는 E의 발현을 qPCR로 정량분석 한 것이다. 도 3의 G는 쥐 배아의 팔과 다리가 되는 부분으로서 연골세포로 분화하는 Limb bud mesenchyme의 ITGBL1 발현을 증가시키는 경우 연골 분화가 촉진됨을 확인, H는 G의 연골세포에서 Glycosaminoglycan (GAG) 양을 측정한 결과로, ITGBL1의 과발현 만으로 연골화가 촉진됨을 확인한 것이다.
도 4의 A~F는 본 발명의 일 실시예에 따라서 IL-1β를 처리하여 염증을 유발한 마우스의 연골세포에 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킨 경우 연골생성인자인 Sox9과 Col2a1의 발현이 회복되며, 염증 인자인 MMP-3, MMP-13의 발현이 감소됨을 확인한 결과를 나타낸다. 도 4의 H, I는 쥐의 무릎 반월판 연골 (medial meniscus)을 손상시켜 관절염을 유도한 쥐의 무릎관절강 내부에 ITGBL1을 함유한 아데노바이러스를 주입하여 ITGBL1의 발현을 증가시킬 경우 관절염이 발생되지 않는 결과를 나타낸다.
도 5의 A 및 C는 PC3 세포주에서 ITGBL1의 발현을 ITGBL1-siRNA를 사용하여 저해한 결과, 세포기질과 인테그린이 결합하는 부위에 생성되는 Focal adhesion complex의 양이 현저히 증가하는 결과를 나타낸 것으로, B는 A의 Focal adhesion complex의 마커인 FAK puncta의 수와 강도를 그래프로 나타낸 것이고, D는 C의 Focal adhesion complex의 다른 마커인 인테그린-베타1 puncta의 수와 강도를 그래프로 나타낸 것이다. 도 5의 E는 ITGBL1의 발현을 억제할 경우 활성화된 인테그린-베타1의 양이 증가하고, 반대로 ITGBL1의 발현을 증가시킬 경우 활성화된 인테그린-베타1의 양이 감소하는 결과를 나타낸 것으로, F는 ITGBL1의 발현을 감소시키는 경우 활성화된 인테그린-베타1이 증가함을 형광염색으로 확인한 것이다. G는 인테그린-베타1과 ITGBL1이 서로 결합한다는 것을 co-immunoprecipitation 실험 기법을 사용하여 확인한 것이다.
도 6의 A는 ITGBL1 유전자의 발현을 증가시킬 경우 (Itgbl1-O.E.) PC3 세포가 Fibronectin이 코팅된 표면에 잘 부착되지 못하나, Mn2 + 이온으로 인테그린의 활성을 높여주면 다시 표면에 잘 부착됨을 확인한 것으로, B는 A의 세포 면적을 측정하여 나타낸 것이며, E, F는 A의 실험을 인간의 연골세포에서 진행한 결과를 나타낸 것이다. 도 6의 C, D는 골수 유래 줄기세포에 ITGBL1의 발현을 증가 경우 세포의 부착이 저해되는 것을 확인한 것이다. 도 6의 E, F는 인간의 연골세포에 ITGBL1의 발현을 증가시킬 경우 세포의 부착이 저해되며, Mn2 + 이온으로 인테그린의 활성을 높여주면 다시 표면에 잘 부착됨을 확인한 것이다.
도 7의 A는 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키면 Sox9 및 Col2a1의 발현이 증가하나, Mn2 + 또는 DTT를 처리하여 인테그린의 활성을 증가시키면 두 유전자의 발현이 다시 감소함을 확인한 것으로, B는 qPCR 기법을 사용하여 A의 결과를 정량분석한 것이다. 도 7의 C는 ATDC5 연골세포주를 사용하여 연골조직을 만드는 과정에서 ITGBL1의 과발현에 의해 증가된 연골의 크기가 Mn2 + 또는 DTT의 첨가에 의하여 감소되며, D ~ E는 C의 결과를 연골 크기(D) 및 연골 구성성분인 GAG의 양(E)으로 분석하여 나타낸 것이다. F는 표에 표기된 인테그린 알파와 베타의 발현을 저해할 경우 Sox9의 발현이 증가하며, G는 ITGBL1을 과발현 시킨 상태에서 인테그린 알파와 베타의 발현을 감소시키면 Sox9의 발현이 더욱 증가한다는 결과를 확인한 것이다.
도 8의 A~C는 관절염 환자의 연골퇴행의 원인으로 알려진 Fragmented Fibronectin (Fn-f 29kDa)을 처리한 연골세포에서 연골의 분해를 촉진하는 MMP-3, MMP-13의 발현이 증가하나, ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키면, 두 유전자의 발현이 다시 감소하고, 다시 Mn2 + 또는 DTT를 처리하여 인테그린을 활성화시키면 두 유전자의 발현이 증가함을 확인한 것으로, D, E는 Fn-f 29 kDa가 연골세포에 부착한 정도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 9의 A~C는 ITGBL1 유전자의 발현을 저해한 다음 인테그린의 한 타입만을 저해하는 저해제를 처리한 경우 MMP-3, MMP-13의 발현이 저해되지 않으나, 여러 종류의 인테그린 저해제를 함께 처리하면, 두 유전자의 발현이 저해되며, 인테그린 저해제 중 ATN-161이 가장 효과적임을 확인한 것이다. 도 9의 D, E는 마우스의 무릎관절강 내부에 ITGBL1-shRNA를 함유한 아데노바이러스를 주입하여 ITGBL1의 발현을 저해할 경우 관절연골의 상태가 나빠지고, ITGBL1의 발현을 저해한 무릎관절강에 인테그린-베타1 저해제인 ATN-161을 주입하면 무릎연골이 다시 회복되는 결과를 나타낸다.
도 10은 ITGBL1 유전자의 발현이 인테그린 활성을 억제함으로써 연골질환 염증을 억제하고 및 연골생성을 촉진시키는 작용기전임을 도식화한 것이다.
FIG. 1 (A) is a schematic diagram of the experiment to confirm that the ITGBL1 gene is expressed in the cartilaginous tissue of Xenopus laevis embryo. B and C show the ITGBL1 gene in the chondrocytes of Xenopus laevis embryo according to one embodiment of the present invention And expresses the result of confirming whether or not it is expressed. FIG. 1D shows that the ITGBL1 gene is expressed in cartilage tissue by comparing the expression pattern of Col2a1 and ITGBL1, and the expression of ITGBL1 gene is strongly expressed in the stage of cartilage formation (stage 30) .
FIGS. 2A and 2C show that when the ITGBL1 gene is inhibited in the chondrocytes of the Xenopus laevis embryo according to an embodiment of the present invention, the size of the cartilage tissue is reduced, cartilage tissue formation is significantly inhibited, and the expression of the ITGBL1 gene , B and D are graphs of cartilage size in A and C, respectively, as a result of confirming that cartilage is normally formed and the size of cartilage is increased. On the other hand, FIG. 2E shows the results of confirming that the expression of the Sox9 and Col2a1 genes, which are markers of cartilage tissue, is increased in the embryos in which the expression of the ITGBL1 gene is increased.
FIGS. 3A and 3B show that the expression of ITGBL1 is increased in bone marrow-derived stem cell (BM-MSC) chondrocyte differentiation and the expression of ITGBL1 is decreased in bone tissue formation, And that the formation of cartilage tissue is inhibited by decreasing the expression of ITGBL1 protein in cartilage cells of human. FIG. 3E shows that gradually increasing the expression of ITGBL1 in rat cartilage cells leads to a gradual increase in the expression of Col2a1 and Sox9, which promote cartilage formation. F indicates quantitation of E expression by qPCR "He said. G of FIG. 3 confirms that cartilage differentiation is accelerated when ITGBL1 expression of Limb bud mesenchyme differentiates into cartilage cells as a part of the arm and leg of a mouse embryo. H indicates the amount of Glycosaminoglycan (GAG) As a result, it was confirmed that ITGBL1 overexpression promotes cartilage formation.
FIGS. 4A to 4F show that when the expression of ITGBL1 protein is increased in cartilage cells of inflammation-induced mice treated with IL-1β according to an embodiment of the present invention, the expression of Sox9 and Col2a1, , And the expression of MMP-3 and MMP-13, which are inflammatory factors, is decreased. H and I in FIG. 4 show that when ITGBL1 expression is increased by injecting ITGBL1-containing adenovirus into the inside of the knee joints of rats induced by arthritis by damaging the medial meniscus of the mouse, Results are shown.
FIG. 5A and FIG. 5C show the results of inhibition of ITGBL1 expression in the PC3 cell line using ITGBL1-siRNA, resulting in a marked increase in the amount of Focal adhesion complex formed at the site where the cell substrate and integrin bind, Is a graphical representation of the number and intensity of FAK puncta, a marker of the Focal adhesion complex of A, and D is a graph of the number and intensity of integrin-beta 1 puncta, another marker of the Focal adhesion complex of C. FIG. 5E shows the result that when the expression of ITGBL1 is inhibited, the amount of activated integrin-beta1 is increased and, conversely, when the expression of ITGBL1 is increased, the amount of activated integrin-beta1 is decreased. In the case of decreasing the expression of ITGBL1, the increase of the activated integrin-beta1 was confirmed by fluorescence staining. G was confirmed by the co-immunoprecipitation experiment technique that integrin-beta1 and ITGBL1 bind to each other.
FIG. 6A shows that when the ITGBL1 gene expression was increased (Itgbl1-OE), PC3 cells were not adhered well to the surface coated with Fibronectin, but when the activity of integrin was increased by Mn 2 + ion, B is the measured cell area of A, and E and F are the results of the experiment of A in human chondrocytes. 6C and D show that ITGBL1 expression in bone marrow-derived stem cells was inhibited when adhesion of cells was inhibited. E and F in Fig. 6 show that when the expression of ITGBL1 is increased in human chondrocytes, cell adhesion is inhibited, and when the activity of integrin is increased by Mn 2 + ion, it is confirmed to be attached to the surface again.
FIG. 7A shows that when the expression of ITGBL1 gene is increased in chondrocytes, the expression of Sox9 and Col2a1 is increased. However, when the activity of integrin is increased by treatment with Mn 2 + or DTT, B is a quantitative analysis of the results of A using the qPCR technique. FIG. 7C shows that the increase in cartilage size by overexpression of ITGBL1 in the process of making cartilage tissue using ATDC5 cartilage cell line is decreased by addition of Mn 2 + or DTT, (D) and the amount of GAG as a constituent of cartilage (E). F was found to inhibit the expression of integrin alpha and beta as shown in Table 1, and the expression of Sox9 was increased. When ITGBL1 was overexpressed, the expression of Sx9 was further increased by decreasing the expression of integrin alpha and beta .
FIGS. 8A to 8C show that the expression of MMP-3 and MMP-13, which promote the degradation of cartilage in chondrocytes treated with Fragmented Fibronectin (Fn-f 29kDa), which is known to cause cartilage degradation in arthritis patients, It was confirmed that expression of the two genes was increased when the expression of the gene was increased, and then the expression of the two genes was increased by activating the integrin by treatment with Mn 2 + or DTT. D and E showed Fn-f 29 kDa The degree of adhesion to chondrocytes was measured and shown.
9A to 9C show that when the inhibitor that inhibits the expression of the ITGBL1 gene and then inhibits only one type of integrin is treated, the expression of MMP-3 and MMP-13 is not inhibited. However, when several kinds of integrin inhibitors are treated together , The expression of both genes is inhibited, and ATN-161 among the integrin inhibitors is most effective. 9, D and E show that when ITGBL1 expression is inhibited by injecting adenovirus containing ITGBL1-shRNA into the inside of the knee joint of a mouse, articular cartilage deteriorates and integrin- Injection of ATN-161, a beta 1 inhibitor, results in recovery of knee cartilage.
FIG. 10 is a graphical representation showing that the expression of the ITGBL1 gene inhibits cartilage disease inflammation and inhibits cartilage formation by inhibiting integrin activity.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

참고예1Reference Example 1 . . XenopusXenopus laevislaevis 배아의 배양  Incubation of embryo

암컷 Xenopus laevis는 16℃ 배양기 (JSR, JSBI-150C)에서 배양하고, 한 마리당 hCG 호르몬(대성 HCG 주) 800 units을 암컷 Xenopus laevis에 주입하여 산란을 유도하고, 호르몬에 의해 알을 낳기 시작하면 인위적으로 squeeze하여 수컷의 정소와 체외 수정시킨 후 30분 기다렸다. 육안으로 수정의 유무를 확인한 후 3% (w/v) cysteine(pH7.8, Sigma:C7880)를 이용하여 젤리층을 제거(dejellying)하고, 그리고 나서 1/3 MMR(Marc's Modified Ringers)에서 Xenopus laevis 배아를 배양했다.Female Xenopus laevis is cultured in a 16 ° C incubator (JSR, JSBI-150C), and 800 units of hCG hormone (Daesung HCG) is injected into female Xenopus laevis to induce egg laying. When eggs are started by hormones, And spermatozoa were inoculated with male testes and waited for 30 minutes. After confirming the presence or absence of fertilization with the naked eye, the jelly layer was dejeled with 3% (w / v) cysteine (pH 7.8, Sigma: C7880), and then Xenopus in Marc's Modified Ringers laevis embryos were cultured.

참고예2Reference Example 2 . 세포 배양. Cell culture

인간 PC3 세포, HEK293T 세포 또는 hBMSC를 1% L- 글루타민, 10 % 소태아혈청 (FBS), 1% 페니실린 - 스트렙토마이신, RPMI 1640 배지, Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) 및 α-MEM에서 배양하였다. hBMSC의 연골 형성을 평가하기 위해 pellet, micromass 또는 Transwell 배양 시스템을 사용했다.Human PC3 cells, HEK293T cells or hBMSC were cultured in 1% L-glutamine, 10% fetal bovine serum (FBS), 1% penicillin-streptomycin, RPMI 1640 medium, Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) and? A pellet, micromass or Transwell culture system was used to assess cartilage formation of hBMSCs.

관절 연골세포는 출생 후 5일이 지난 마우스의 대퇴골과(femoral condyles)와 경골 고평부(tibial plateaus)로부터 분리하였고, 연골 조직을 0.2% II형 콜라겐분해효소로 분해하였다. 연골세포를 10% FBS, 페니실린 및 스트렙토마이신을 함유하는 DMEM에서 유지시켰다. Articular cartilage cells were separated from the femoral condyles and tibial plateaus of mice 5 days after birth, and the cartilage tissue was disassembled with 0.2% type II collagenase. Chondrocyte cells were maintained in DMEM containing 10% FBS, penicillin and streptomycin.

인간 연골세포는 Cell Application, Inc. (San Diego, CA, USA)에서 구입하였고, 인간 골수 유래 줄기세포는 ATCC에서 구입하였다. Human chondrocytes were obtained from Cell Application, Inc. (San Diego, CA, USA), and human bone marrow-derived stem cells were purchased from ATCC.

ICR 마우스의 태아로부터 얻은 간엽세포를 1% 트립신 및 0.2%의 II형 콜라겐분해효소로 분해하고, 연골 형성 및 비대화 성숙을 유도하도록 유지했다. 총 2 Х 107 cells/ml 를 10% (v/v) FBS를 함유하는 DMEM / F-12 배지 (2 : 3)에 현탁시켰다. 세포를 배양 디쉬에 20μl의 방울로 떨어뜨리고 연골 형성을 유도하기 위해 6일 동안 유지하였다. Mesenchymal cells from fetuses of ICR mice were resolved with 1% trypsin and 0.2% type II collagenase and maintained to induce cartilage formation and non-growth maturation. A total of 2 × 10 7 cells / ml was suspended in DMEM / F-12 medium (2: 3) containing 10% (v / v) FBS. Cells were dropped in a 20 μl drop into the culture dish and maintained for 6 days to induce cartilage formation.

실시예1Example 1 . . ITGBL1ITGBL1 유전자의 연골세포 발현 확인 Confirming chondrocyte expression of genes

1-1. 1-1. ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현 부위 확인 Identification of gene expression site

Xenopus laevis 배아의 안면발생 부위(아가미궁: pharyngeal arches)에서 발현되는 유전자를 분석하기 위해서 하기와 같은 실험을 수행하였다.The following experiments were carried out to analyze the genes expressed in the pharyngeal arches of the Xenopus laevis embryo.

구체적으로, 배아의 안면이 형성되는 단계인 배아 단계 37 Xenopus laevis 배아의 안면발생 부위를 적출한 후, 상기 적출부위를 머리-꼬리방향으로 3등분, 등-배 방향으로 2등분한 후 Trizol Reagent (Sigma)를 사용하여 RNA를 추출하고, Illumina TruSeq RNA Library Prep Kit를 사용하여 상기 추출된 RNA로부터 RNAseq 용도의 Library를 제작한 후, 미국 Stanford 염기서열 분석센터에 서열 분석을 의뢰하였다. Specifically, the embryo stage 37 Xenopus laevis embryo, which is the stage in which the embryo's face is formed, is extracted and divided into three equal parts in the head-tail direction and two equal parts in the back- Sigma), and a Library for RNAseq was prepared from the extracted RNA using the Illumina TruSeq RNA Library Prep Kit. Sequencing analysis was then submitted to the Stanford Sequencing Center, USA.

상기 분석결과는 과정은 도 1의 A에 나타냈으며, 분석결과는 표 1에 기재하였다.The results of the above analysis are shown in Fig. 1 (A), and the results of analysis are shown in Table 1.

SeqIDSeqID log2FClog2FC Arch1Arch1 Arch2Arch2 Arch3Arch3 ArchDArchD ArchVArchV LOC100491886.L|HS=TLL2|40|Xelaev18021897mLOC100491886.L | HS = TLL2 | 40 | Xelaev18021897m 7.9437.943 32.73132.731 0.1330.133 0.2380.238 2.6572.657 4.34.3 sst.S|HS=SST|100|Xelaev18029613msst.S | HS = SST | 100 | Xelaev18029613m 7.8697.869 43.72343.723 0.6110.611 0.1870.187 1.9291.929 8.0998.099 clec19a.S|HS=CLEC19A|93|Xelaev18047527mclec19a.S | HS = CLEC19A | 93 | Xelaev18047527m 7.8257.825 0.0120.012 0.0730.073 2.7222.722 0.0130.013 1.8841.884 fstl3.L|HS=FSTL3|86|Xelaev18006463mfstl3.L | HS = FSTL3 | 86 | Xelaev18006463m 7.3117.311 0.0650.065 1.5091.509 10.31810.318 0.3830.383 8.0088.008 LOC100493098.L|HS=DNASE1L2|94|Xelaev18045463mLOC100493098.L | HS = DNASE1L2 | 94 | Xelaev18045463m 7.217.21 5.9235.923 0.040.04 0.1240.124 0.1380.138 1.0511.051 unnamed|HS=CA14|77|Xelaev18042787munnamed | HS = CA14 | 77 | Xelaev18042787m 7.1027.102 10.16310.163 0.4250.425 0.0740.074 0.1310.131 0.890.89 unnamed|HS=HGFAC|84|Xelaev18005068munnamed | HS = HGFAC | 84 | Xelaev18005068m 6.6646.664 0.1790.179 0.1840.184 18.14818.148 19.62719.627 14.49114.491 unnamed|HS=C4orf48|46|Xelaev18005037munnamed | HS = C4orf48 | 46 | Xelaev18005037m 6.6476.647 3.9083.908 0.1110.111 0.0390.039 0.240.24 0.1790.179 unnamed|HS=FETUB|74|Xelaev18029648munnamed | HS = FETUB | 74 | Xelaev18029648m 6.6356.635 0.1150.115 1.2541.254 11.42711.427 46.34546.345 10.32810.328 unnamed|HS=FETUB|66|Xelaev18027506munnamed | HS = FETUB | 66 | Xelaev18027506m 6.3496.349 0.1440.144 1.231.23 11.73511.735 56.67156.671 8.7828.782 dct.L|HS=DCT|97|Xelaev18013152mdct.L | HS = DCT | 97 | Xelaev18013152m 6.2026.202 4.7134.713 0.1960.196 0.0640.064 3.4663.466 0.3070.307 tyr.S|HS=TYR|100|Xelaev18016340mtyr.S | HS = TYR | 100 | Xelaev18016340m 6.1356.135 2.1782.178 0.0480.048 0.0310.031 1.5071.507 0.1170.117 unnamed|HS=TLL2|42|Xelaev18021894munnamed | HS = TLL2 | 42 | Xelaev18021894m 5.9895.989 26.16526.165 0.6080.608 0.4120.412 1.3471.347 3.6023.602 fgfbp3.L|HS=FGFBP3|86|Xelaev18034766mfgfbp3.L | HS = FGFBP3 | 86 | Xelaev18034766m 5.6685.668 6.2026.202 0.1220.122 0.5930.593 0.2290.229 0.7350.735 c17orf67.L|HS=C17orf67|80|Xelaev18043803mc17orf67.L | HS = C17orf67 | 80 | Xelaev18043803m 5.5575.557 2.5432.543 0.2530.253 0.0540.054 0.5440.544 0.4150.415 serpinc1.L|HS=SERPINC1|93|Xelaev18023232mserpinc1.L | HS = SERPINC1 | 93 | Xelaev18023232m 5.4935.493 0.7460.746 2.7662.766 33.60333.603 28.22728.227 27.36327.363 unnamed|HS=C4orf48|46|Xelaev18008874munnamed | HS = C4orf48 | 46 | Xelaev18008874m 5.4075.407 3.3953.395 0.2280.228 0.080.08 0.3520.352 0.2330.233 Xetrov90010415m.S|HS=NA|00|Xelaev18024389mXetrov90010415m.S | HS = NA | 00 | Xelaev18024389m 5.3665.366 0.0790.079 3.2573.257 2.9482.948 1.7841.784 3.9453.945 LOC101733976.S|HS=EDN3|55|Xelaev18046257mLOC101733976.S | HS = EDN3 | 55 | Xelaev18046257m 5.2935.293 6.8596.859 0.1750.175 0.1980.198 1.0251.025 1.6981.698 unnamed|HS=CRISP3|77|Xelaev18028198munnamed | HS = CRISP3 | 77 | Xelaev18028198m 5.2395.239 2.1152.115 0.0560.056 0.190.19 0.2220.222 0.4510.451 unnamed|HS=AGR3|85|Xelaev18044817munnamed | HS = AGR3 | 85 | Xelaev18044817m 5.1715.171 31.09831.098 5.15.1 0.8630.863 2.5922.592 19.55919.559 gbp6.1|HS=GBP1|70|Xelaev18001671mgbp6.1 | HS = GBP1 | 70 | Xelaev18001671m 5.0375.037 0.0950.095 0.6360.636 3.1193.119 0.550.55 2.3082.308 LOC100490489.L|HS=NA|00|Xelaev18027216mLOC100490489.L | HS = NA | 00 | Xelaev18027216m 4.894.89 7.3817.381 0.7560.756 0.2490.249 0.9830.983 0.8640.864 pcdh8.2.S|HS=PCDH8|70|Xelaev18015747mpcdh8.2.S | HS = PCDH8 | 70 | Xelaev18015747m 4.8564.856 0.3340.334 2.2762.276 9.6729.672 3.2543.254 6.5366.536 npb.L|HS=NPB|84|Xelaev18043747mnpb.L | HS = NPB | 84 | Xelaev18043747m 4.7834.783 3.5523.552 0.2850.285 0.1290.129 0.1530.153 0.2080.208 slurp1l.L|HS=NA|00|Xelaev18023882mslurp1l.L | HS = NA | 00 | Xelaev18023882m 4.6594.659 5.8885.888 0.2330.233 0.2870.287 0.340.34 1.4821.482 LOC100485272-like.S|HS=ANGPT2|97|Xelaev18015134mLOC100485272-like.S | HS = ANGPT2 | 97 | Xelaev18015134m 4.6254.625 0.1690.169 2.1062.106 4.1714.171 0.4650.465 4.394.39 Xetrov90021952m.L|HS=TLL2|43|Xelaev18040194mXetrov90021952m.L | HS = TLL2 | 43 | Xelaev18040194m 4.5554.555 27.5927.59 1.1741.174 3.5953.595 1.2481.248 5.3055.305 gdf7.L|HS=GDF6|85|Xelaev18028105mgdf7.L | HS = GDF6 | 85 | Xelaev18028105m 4.5074.507 0.2390.239 1.8461.846 5.4365.436 6.9026.902 0.7950.795 pmel-like.S|HS=PMEL|58|Xelaev18015875mpmel-like.S | HS = PMEL | 58 | Xelaev18015875m 4.1094.109 22.36922.369 4.8324.832 1.2961.296 7.0767.076 4.2564.256 tyrp1.L|HS=TYRP1|97|Xelaev18006806mtyrp1.L | HS = TYRP1 | 97 | Xelaev18006806m 4.0764.076 3.5253.525 0.5620.562 0.2090.209 2.1192.119 0.4270.427 vwde.L|HS=VWDE|78|Xelaev18030909mvwde.L | HS = VWDE | 78 | Xelaev18030909m 3.9933.993 4.4734.473 1.181.18 0.2810.281 0.7560.756 1.6981.698 mcam-like.1|HS=MCAM|96|Xelaev18000065mmcam-like.1 | HS = MCAM | 96 | Xelaev18000065m 3.9863.986 1.8221.822 28.87728.877 4.8274.827 12.69812.698 5.9025.902 sfrp1.L|HS=SFRP1|88|Xelaev18018658msfrp1.L | HS = SFRP1 | 88 | Xelaev18018658m 3.9513.951 3.6293.629 14.2214.22 56.13756.137 21.05121.051 53.33753.337 apoc1-like.L|HS=NA|00|Xelaev18036025mapoc1-like.L | HS = NA | 00 | Xelaev18036025m 3.9263.926 396.083396.083 124.121124.121 26.05826.058 112.828112.828 124.842124.842 mxra5.L|HS=MXRA5|43|Xelaev18011748mmxra5.L | HS = MXRA5 | 43 | Xelaev18011748m 3.8763.876 3.9933.993 1.2121.212 0.2720.272 0.620.62 1.3251.325 unnamed|HS=TLL1|44|Xelaev18021890munnamed | HS = TLL1 | 44 | Xelaev18021890m 3.8713.871 80.8380.83 17.58517.585 5.5265.526 18.00718.007 37.35937.359 fstl3.S|HS=FSTL3|87|Xelaev18009939mfstl3.S | HS = FSTL3 | 87 | Xelaev18009939m 3.8713.871 0.410.41 1.1781.178 66 0.5030.503 5.875.87 hebp2.L|HS=HEBP2|79|Xelaev18026611mhebp2.L | HS = HEBP2 | 79 | Xelaev18026611m 3.8623.862 7.0837.083 0.9760.976 0.4870.487 0.710.71 1.1971.197 apoe.L|HS=APOE|85|Xelaev18036024mapoe.L | HS = APOE | 85 | Xelaev18036024m 3.7923.792 53.00453.004 16.02516.025 3.8273.827 5.815.81 16.97516.975 slc8a1-like.S|HS=SLC8A1|100|Xelaev18028910mslc8a1-like.S | HS = SLC8A1 | 100 | Xelaev18028910m 3.7913.791 0.5530.553 0.7490.749 7.6537.653 0.5580.558 6.6176.617 cpn1.S|HS=CPN1|87|Xelaev18037048mcpn1.S | HS = CPN1 | 87 | Xelaev18037048m 3.7283.728 20.38620.386 2.2792.279 1.5391.539 6.0646.064 4.5894.589 LOC100496022.1|HS=PRSS27|92|Xelaev18001642mLOC100496022.1 | HS = PRSS27 | 92 | Xelaev18001642m 3.7083.708 21.70821.708 7.8587.858 1.6611.661 3.8253.825 13.98813.988 c8b.L|HS=C8B|93|Xelaev18023028mc8b.L | HS = C8B | 93 | Xelaev18023028m 3.613.61 0.5020.502 1.0281.028 6.136.13 14.66714.667 7.1287.128 unnamed|HS=RBP4|89|Xelaev18037044munnamed | HS = RBP4 | 89 | Xelaev18037044m 3.6083.608 17.78617.786 15.57115.571 1.4591.459 9.9279.927 4.0924.092 itga7-like.L|HS=ITGA7|95|Xelaev18013342mitga7-like.L | HS = ITGA7 | 95 | Xelaev18013342m 3.5733.573 0.6940.694 0.7990.799 8.2588.258 0.4790.479 5.3485.348 lrrn4.S|HS=LRRN4|97|Xelaev18028812mlrrn4.S | HS = LRRN4 | 97 | Xelaev18028812m 3.5063.506 0.3370.337 0.9670.967 3.8283.828 1.5951.595 5.4975.497 LOC100487362.L|HS=LY9|32|Xelaev18040478mLOC100487362.L | HS = LY9 | 32 | Xelaev18040478m 3.5053.505 2.8382.838 1.6561.656 0.250.25 0.1780.178 0.3670.367 rspo2.L|HS=RSPO2|100|Xelaev18032283mrspo2.L | HS = RSPO2 | 100 | Xelaev18032283m 3.4243.424 6.9116.911 2.5652.565 0.6440.644 1.4761.476 1.4761.476 pyy.S|HS=NPY|96|Xelaev18046061mpyy.S | HS = NPY | 96 | Xelaev18046061m 3.4183.418 0.3550.355 0.2180.218 2.332.33 0.7940.794 0.2570.257 f2.S|HS=F2|98|Xelaev18024485mf2.S | HS = F2 | 98 | Xelaev18024485m 3.4143.414 0.390.39 0.9330.933 4.1574.157 4.6754.675 3.2673.267 sel1l3.S|HS=SEL1L3|95|Xelaev18008974msel1l3.S | HS = SEL1L3 | 95 | Xelaev18008974m 3.293.29 2.2982.298 0.6850.685 0.2350.235 0.3360.336 1.2081.208 unnamed|HS=LCN15|99|Xelaev18038205munnamed | HS = LCN15 | 99 | Xelaev18038205m 3.2133.213 19.12419.124 3.4173.417 2.0632.063 4.5384.538 6.526.52 unnamed|HS=ANGPT1|101|Xelaev18032282munnamed | HS = ANGPT1 | 101 | Xelaev18032282m 3.1553.155 0.280.28 0.5970.597 2.4942.494 1.1911.191 1.1041.104 nrn1.S|HS=NRN1|75|Xelaev18033414mnrn1.S | HS = NRN1 | 75 | Xelaev18033414m 3.093.09 2.2912.291 0.5840.584 0.2690.269 0.7870.787 0.1530.153 fibin.S|HS=FIBIN|100|Xelaev18024379mfibin.S | HS = FIBIN | 100 | Xelaev18024379m 3.0493.049 1.4841.484 12.28212.282 3.1273.127 6.6816.681 3.0543.054 olfml2a.S|HS=OLFML2A|96|Xelaev18041818molfml2a.S | HS = OLFML2A | 96 | Xelaev18041818m 3.0463.046 7.1927.192 1.6061.606 0.8710.871 1.8361.836 2.4192.419 tgfb2.S|HS=TGFB2|100|Xelaev18028671mtgfb2.S | HS = TGFB2 | 100 | Xelaev18028671m 3.0353.035 1.731.73 6.0556.055 14.17514.175 6.4696.469 18.30218.302 unnamed|HS=GP1BB|57|Xelaev18010547munnamed | HS = GP1BB | 57 | Xelaev18010547m 3.0323.032 0.3540.354 0.4410.441 2.8952.895 3.3583.358 2.1482.148 unnamed|HS=TECPR1|7|Xelaev18036521munnamed | HS = TECPR1 | 7 | Xelaev18036521m 33 4.0554.055 2.1212.121 0.5070.507 0.4230.423 2.2212.221 LOC100489571.S|HS=MMP8|97|Xelaev18016259mLOC100489571.S | HS = MMP8 | 97 | Xelaev18016259m 2.962.96 1.1391.139 8.8638.863 4.0844.084 0.0270.027 3.1473.147 itgbl1.S|HS=ITGBL1|95|Xelaev18015636mitgbl1.S | HS = ITGBL1 | 95 | Xelaev18015636m 2.9522.952 2.5692.569 0.8420.842 0.3320.332 0.5650.565 0.7890.789 unnamed|HS=SCN4B|90|Xelaev18035439munnamed | HS = SCN4B | 90 | Xelaev18035439m 2.8712.871 0.9580.958 2.1882.188 7.0087.008 2.4122.412 5.9815.981 unnamed|HS=TMEM213|58|Xelaev18002504munnamed | HS = TMEM213 | 58 | Xelaev18002504m 2.8652.865 3.4553.455 13.31713.317 25.16625.166 26.30326.303 16.03916.039 unnamed|HS=TNNT3|67|Xelaev18024361munnamed | HS = TNNT3 | 67 | Xelaev18024361m 2.8572.857 1.9441.944 6.2486.248 14.08314.083 4.6784.678 8.9648.964 unnamed|HS=CRISP3|79|Xelaev18030177munnamed | HS = CRISP3 | 79 | Xelaev18030177m 2.8522.852 6.0946.094 1.6351.635 0.8440.844 1.3031.303 2.182.18 unnamed|HS=ANGPTL5|64|Xelaev18021227munnamed | HS = ANGPTL5 | 64 | Xelaev18021227m 2.8352.835 5.6225.622 1.5541.554 0.7880.788 0.7780.778 1.3911.391 unnamed|HS=LOXL4|96|Xelaev18034711munnamed | HS = LOXL4 | 96 | Xelaev18034711m 2.8232.823 2.0662.066 0.4680.468 0.2920.292 0.6980.698 0.5390.539 prrt3-like.L|HS=PRRT3|67|Xelaev18024053mprrt3-like.L | HS = PRRT3 | 67 | Xelaev18024053m 2.8192.819 3.7273.727 1.3131.313 0.5280.528 0.910.91 0.5890.589 Xetrov90018420m.1|HS=ROBO4|99|Xelaev18003883mXetrov90018420m.1 | HS = ROBO4 | 99 | Xelaev18003883m 2.792.79 2.3252.325 3.6953.695 16.08216.082 8.3318.331 10.29910.299 Xetrov90024887m.L|HS=NA|00|Xelaev18043270mXetrov90024887m.L | HS = NA | 00 | Xelaev18043270m 2.7862.786 6.3876.387 1.7991.799 0.9260.926 0.7430.743 2.3842.384 fgf3.S|HS=FGF3|78|Xelaev18024490mfgf3.S | HS = FGF3 | 78 | Xelaev18024490m 2.7632.763 4.6254.625 0.8330.833 5.6555.655 8.2738.273 3.6683.668 unnamed|HS=APELA|100|Xelaev18003936munnamed | HS = APELA | 100 | Xelaev18003936m 2.7472.747 3.9113.911 8.9788.978 26.24926.249 11.3911.39 22.6622.66 Xetrov90018420m.L|HS=ROBO1|17|Xelaev18035307mXetrov90018420m.L | HS = ROBO1 | 17 | Xelaev18035307m 2.7122.712 2.8532.853 3.263.26 18.69618.696 13.61613.616 8.3518.351 nov.S|HS=NOV|88|Xelaev18033972mnov.S | HS = NOV | 88 | Xelaev18033972m 2.6912.691 0.990.99 3.133.13 6.3936.393 6.8326.832 2.1662.166 unnamed|HS=NELL2|93|Xelaev18017595munnamed | HS = NELL2 | 93 | Xelaev18017595m 2.6882.688 3.5393.539 0.5490.549 1.6231.623 1.9131.913 1.0511.051 cdh15.S|HS=CDH15|96|Xelaev18024865mcdh15.S | HS = CDH15 | 96 | Xelaev18024865m 2.6542.654 6.6626.662 15.0115.01 2.3842.384 5.4135.413 7.2297.229 igdcc3.L|HS=IGDCC3|89|Xelaev18018436migdcc3.L | HS = IGDCC3 | 89 | Xelaev18018436m 2.642.64 4.4184.418 2.0052.005 0.7090.709 2.3342.334 1.0091.009 fgf8.L|HS=FGF8|79|Xelaev18034665mfgf8.L | HS = FGF8 | 79 | Xelaev18034665m 2.6092.609 19.45419.454 3.1883.188 9.329.32 11.65411.654 11.12511.125 unnamed|HS=ATP6AP1|92|Xelaev18017668munnamed | HS = ATP6AP1 | 92 | Xelaev18017668m 2.6082.608 0.6430.643 1.9091.909 3.9193.919 4.3594.359 2.6672.667 c6.2.L|HS=C6|100|Xelaev18008334mc6.2.L | HS = C6 | 100 | Xelaev18008334m 2.5882.588 0.9250.925 1.4631.463 5.565.56 6.3486.348 4.3784.378 unnamed|HS=CA4|90|Xelaev18010514munnamed | HS = CA4 | 90 | Xelaev18010514m 2.5692.569 2.3912.391 0.5660.566 0.4030.403 0.6730.673 0.4620.462 clec19a.L|HS=CLEC19A|83|Xelaev18045207mclec19a.L | HS = CLEC19A | 83 | Xelaev18045207m 2.5582.558 0.5250.525 1.5521.552 3.0913.091 0.90.9 2.852.85 unnamed|HS=CACNA2D4|93|Xelaev18003010munnamed | HS = CACNA2D4 | 93 | Xelaev18003010m 2.5562.556 1.9861.986 1.4611.461 8.5928.592 6.0556.055 3.8173.817 unnamed|HS=NELL2|93|Xelaev18021119munnamed | HS = NELL2 | 93 | Xelaev18021119m 2.5412.541 2.2182.218 0.3810.381 0.390.39 1.1241.124 0.5730.573 unnamed|HS=KDR|96|Xelaev18009068munnamed | HS = KDR | 96 | Xelaev18009068m 2.5252.525 1.0471.047 5.8795.879 6.0256.025 3.9593.959 7.7057.705 fam132a.S|HS=FAM132A|107|Xelaev18037500mfam132a.S | HS = FAM132A | 107 | Xelaev18037500m 2.5142.514 0.4260.426 0.8950.895 2.4332.433 0.4110.411 2.0352.035 LOC101733976.L|HS=EDN3|53|Xelaev18043542mLOC101733976.L | HS = EDN3 | 53 | Xelaev18043542m 2.4492.449 2.5442.544 1.9921.992 0.4660.466 2.7282.728 1.1951.195 nog2.S|HS=NOG|95|Xelaev18047671mnog2.S | HS = NOG | 95 | Xelaev18047671m 2.4482.448 2.932.93 1.761.76 0.5370.537 0.860.86 0.4110.411 npr3-like.L|HS=NPR3|90|Xelaev18008385mnpr3-like.L | HS = NPR3 | 90 | Xelaev18008385m 2.4292.429 8.4998.499 3.7733.773 1.5781.578 2.8622.862 2.9162.916 unnamed|HS=LY86|82|Xelaev18031614munnamed | HS = LY86 | 82 | Xelaev18031614m 2.3962.396 2.3792.379 0.4820.482 0.4520.452 0.9290.929 0.5470.547 Xetrov90000623m.L|HS=SHISA3|93|Xelaev18005242mXetrov90000623m.L | HS = SHISA3 | 93 | Xelaev18005242m 2.3812.381 7.4367.436 6.7436.743 1.4281.428 1.1191.119 4.4494.449 ramp2.L|HS=RAMP2|61|Xelaev18043825mramp2.L | HS = RAMP2 | 61 | Xelaev18043825m 2.3772.377 1.441.44 3.6963.696 7.4827.482 5.0085.008 3.223.22 igfbpl1.L|HS=IGFBPL1|74|Xelaev18006653migfbpl1.L | HS = IGFBPL1 | 74 | Xelaev18006653m 2.3722.372 4.9454.945 8.3558.355 1.6141.614 6.3566.356 4.6384.638 stc2.L|HS=STC2|104|Xelaev18017248mstc2.L | HS = STC2 | 104 | Xelaev18017248m 2.372.37 42.76342.763 18.00218.002 8.2728.272 11.24911.249 12.74412.744 LOC100496170-like.1|HS=IZUMO1R|68|Xelaev18000799mLOC100496170-like.1 | HS = IZUMO1R | 68 | Xelaev18000799m 2.372.37 11.89811.898 2.972.97 2.3012.301 3.9443.944 4.6624.662 prtn3-like.1.L|HS=PRTN3|85|Xelaev18006264mprtn3-like.1.L | HS = PRTN3 | 85 | Xelaev18006264m 2.3672.367 0.5240.524 1.7971.797 2.7042.704 0.5560.556 1.0141.014 fgfbp2.L|HS=FGFBP2|99|Xelaev18005148mfgfbp2.L | HS = FGFBP2 | 99 | Xelaev18005148m 2.3592.359 15.01915.019 14.74114.741 2.9282.928 0.9360.936 12.95812.958 unnamed|HS=CFI|105|Xelaev18005652munnamed | HS = CFI | 105 | Xelaev18005652m 2.322.32 3.2373.237 7.087.08 16.16716.167 28.02328.023 12.63712.637 mmp11.S|HS=MMP11|92|Xelaev18010511mmmp11.S | HS = MMP11 | 92 | Xelaev18010511m 2.3162.316 3.3043.304 2.6392.639 13.13713.137 1.7681.768 11.17711.177

또한, Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자가 발현되는지 여부를 확인하기 하기와 같은 실험을 수행하였다.In addition, the following experiment was conducted to confirm whether the ITGBL1 gene was expressed in chondrocytes of Xenopus laevis embryo.

구체적으로, ITGBL1 mRNA와 상보적인 염기서열의 탐침자 RNA를 Ambion Megascript T7 RNA Transcription kit (Promega, P2077)를 사용하여 제작한 후, 상기와 같은 방법으로 적출하여 고정한 배아 단계 37 Xenopus laevis 배아의 머리조직 절편에 65℃에서 12시간 동안 prehybridization buffer (formamide 1.13g/ml, Biosesang, F1014)를 처리하고, 상기 처리가 끝난 절편을 65℃ 2X SSC 용액(0.3M NaCl-Biosesang, 30mM Sodium citrateBiosesang, C1029)으로 30분간 2번씩 세척하고, RNase를 처리한 후, 0.2X SSC 용액으로 30분간 2번의 세척 후 Anti-Digoxigenin 항체 (Sigma)를 12시간 동안 처리하고, TBST로 3번 세척하고 BM purple (Sigma)을 사용하여 발색을 유도했다. Specifically, the probe RNA of the nucleotide sequence complementary to the ITGBL1 mRNA was prepared using the Ambion Megastar T7 RNA Transcription kit (Promega, P2077), and then extracted and fixed in the same manner as described above. 37. Xenopus laevis The sections were treated with prehybridization buffer (formamide 1.13g / ml, Biosesang, F1014) at 65 ° C for 12 hours and the treated sections were incubated at 65 ° C in 2X SSC solution (0.3M NaCl-Biosesang, 30mM sodium citrateBiosesang, C1029) (Sigma) for 12 h, washed three times with TBST, and then treated with BM purple (Sigma). The cells were washed three times with anti-digoxigenin antibody To induce color development.

탐침자 RNA를 만들기 위한 프라이머 서열은 하기 표 2에 기재하였다.Primer sequences for making probe RNAs are listed in Table 2 below.

명명denomination 서열 (5'→ 3')The sequence (5 '- > 3') 서열번호SEQ ID NO: ITGBL1 5'ITGBL1 5 ' augcacgcuggagccuuaugcacgcuggagccuu 1One ITGBL1 3'ITGBL1 3 ' aggauauucgcuuccaagccaaggauauucgcuuccaagcca 22

상기 분석결과는 도 1의 B, C에 나타냈다.The results of the analysis are shown in B and C in Fig.

그 결과 도 1의 B, C 나타난 것과 같이, Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자가 발현되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that the ITGBL1 gene was expressed in chondrocytes of Xenopus laevis embryo as shown in B and C of FIG. 1.

1-2. 1-2. Col2a1Col2a1 유전자의 발현패턴과  Gene expression pattern and ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현패턴 비교 Comparison of expression patterns of genes

고정한 배아 단계 37 Xenopus laevis를 vibratome(Leica, VT 1000S)기계를 이용하여 100um 두께로 절편을 만든다. 그리고 ITGBL1 mRNA와 상보적인 염기서열의 탐침자 RNA와 Col2a1 mRNA와 상보적인 염기서열의 탐침자 RNA을 제작한 후 고정한 배아 단계 37 Xenopus laevis의 머리조직 절편에 65℃에서 12시간 동안 prehybridization buffer(formamide 1.13g/ml, Biosesang, F1014)(w/v)를 처리한 후 제작한 탐침자 RNA 각각을 Prehybridization에 희석하여 머리 조직 절편에 65℃에서 하루 동안 처리한다. 상기 처리가 끝난 절편에 65℃ 2X SSC 용액(0.3M NaCl-Biosesang, 20mM Sodium citrate-Biosesang, C1029)으로 30분간 2번씩 세척하고, RNase를 처리한 후, 0.2X SSC 용액으로 30분간 2 번의 세척 후 Anti-Digoxigenin 항체 (Sigma)를 12시간 동안 처리하고, TBST로 3번 세척하고 BM purple (Sigma)을 사용하여 발색을 유도했다. 또 다른 방법으로는 100um 두께의 절편에 연골 특이적 기질의 발현을 확인할 수 있는 Col2a1 antibody(DSHB, II-II6B3)를 처리한 면역염색법인 DAB staining을 실시하였다. Fixed Embryonic Stage 37 Xenopus laevis is sectioned to 100 μm thickness using a vibratome (Leica, VT 1000S) machine. The probe RNAs complementary to the ITGBL1 mRNA and the complementary sequences of Col2a1 mRNA were prepared and fixed in the embryonic stage 37 Xenopus laevis head tissue sections at 65 ° C for 12 hours in prehybridization buffer (formamide 1.13 g / ml, Biosesang, F1014) (w / v) were diluted in prehybridization and treated at 65 ℃ for one day. The treated sections were washed twice with a 2X SSC solution (0.3M NaCl-Biosesang, 20mM sodium citrate-Biosesang, C1029) for 30 minutes, treated with RNase, washed twice with 0.2X SSC solution for 30 minutes The anti-Digoxigenin antibody (Sigma) was then treated for 12 hours, washed 3 times with TBST, and the color developed using BM purple (Sigma). As another method, DAB staining, immunosurfactant treatment with Col2a1 antibody (DSHB, II-II6B3), which can detect cartilage specific substrate expression in a 100-μm-thick section, was performed.

도 1의 D에 나타난 것과 같이, Col2a1 유전자의 발현패턴과 ITGBL1 유전자의 발현 패턴이 유사하여, ITGBL1 유전자는 연골조직에서 발현됨을 확인할 수 있었다.As shown in Fig. 1D, the expression pattern of the Col2a1 gene and the expression pattern of the ITGBL1 gene were similar, and it was confirmed that the ITGBL1 gene was expressed in cartilage tissue.

1-3. 1-3. ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현 시기 확인 Identify the timing of gene expression

수정된 Xenopus laevis를 각 단계 20, 24, 27, 30, 33, 35, 41의 배아를 PureLink RNA Mini Kit(Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출한 후, GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004A)로 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA를 Taq polymerase(Coregen, CE-500U)로 RT-PCR(BIO RAD, T100 Thermal Cycler)을 수행하였다. RNA was extracted from the embryos of each step 20, 24, 27, 30, 33, 35 and 41 using modified PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A), and then transformed with cDNA using GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004A) Were synthesized. The synthesized cDNA was subjected to RT-PCR (BIO RAD, T100 Thermal Cycler) with Taq polymerase (Coregen, CE-500U).

도 1의 E에 나타난 것과 같이, ITGBL1 유전자의 발현량은 연골조직이 생성되는 시기인 stage 30에 가장 강하게 발현됨을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 1E, it was confirmed that the expression level of the ITGBL1 gene was most strongly expressed in the stage 30, which is the period of generation of cartilage tissue.

실시예2Example 2 . . ITGBL1ITGBL1 유전자의 연골조직의 생성 촉진 기능 Function of promoting the generation of cartilage tissue of gene

2-1. 2-1. ITGBL1ITGBL1 유전자 발현을 억제한 경우 When gene expression is suppressed

ITGBL1 유전자의 연골조직의 생성 촉진 기능을 확인하기 위해서 하기와 같은 방법으로 ITGBL1 유전자 발현을 억제하였다.In order to confirm the function of promoting the formation of cartilage tissue of ITGBL1 gene, the expression of ITGBL1 gene was inhibited by the following method.

우선, Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 억제하는데 사용하기 위해서 splicing blocking anti-sense Morpholino를 Gene Tools, LLC에 제조를 의뢰하였고, 그 서열을 하기 표 3에 기재하였다.First, splicing blocking anti-sense Morpholino was ordered from Gene Tools, LLC for use in inhibiting the expression of the ITGBL1 gene in chondrocytes of Xenopus laevis embryos, and the sequence thereof is shown in Table 3 below.

명명denomination 서열 (5'→ 3')The sequence (5 '- > 3') 서열번호SEQ ID NO: ITGBL1 MOITGBL1 MO AGTAGGGAAGATATACAGACCTGCAAGTAGGGAAGATATACAGACCTGCA 33

상기 제작한 splicing blocking anti-sense Morpholino를 2 세포기 상태의 Xenopus laevis 배아의 등-배 축에 주입하여 연골세포에 ITGBL1 유전자의 발현을 억제하고, 상기 Morpholino가 주입된 배아를 배아 단계 45까지 배양하고 이를 MEMFA(4% Formaldehyde, Biosesang, F1012) 로 고정한 후, Alcian blue(1% Alcian Blue 8GX, Georgiachem, AB1082)를 이용해 연골을 특이적으로 염색하고 trypsin을 이용하여 연골 이외의 조직을 제거한 후, 10% (v/v) Methanol 용액을 이용하여 비특이적인 염색을 제거하였다. 이를 Olympus(SZX16-ILLB) 현미경을 이용하여 관찰하였다.The above splicing blocking anti-sense Morpholino was injected into the back-axis of Xenopus laevis embryos in the second stage, and the morpholino-implanted embryo was cultured until embryonic stage 45 After fixation with MEMFA (4% Formaldehyde, Biosesang, F1012), cartilage was stained specially with Alcian blue (1% Alcian Blue 8GX, Georgiachem, AB1082) and tissues other than cartilage were removed using trypsin. Non-specific staining was removed using a% (v / v) methanol solution. This was observed using an Olympus (SZX16-ILLB) microscope.

대조구는 상기와 동일하게 실험을 수행하되, Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 억제하는 Morpholino를 주입하지 않은 것을 사용하였다.The control was carried out in the same manner as described above except that morpholino was not injected to inhibit the expression of ITGBL1 gene in chondrocytes of Xenopus laevis embryo.

상기 실험결과는 도 2의 A 및 B에 나타냈다.The experimental results are shown in Figs. 2A and 2B.

그 결과 도 2의 A 및 B에 나타난 것과 같이, Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 억제한 경우, ITGBL1 유전자의 발현을 억제하지 않은 대조군에 비해서 연골의 크기 및 형태가 비정상적으로 축소, 발생 되었음을 확인할 수 있었다.As a result, when the ITGBL1 gene expression was inhibited in chondrocytes of Xenopus laevis embryo as shown in A and B of FIG. 2, the size and shape of the cartilage were abnormally reduced, compared with the control group which did not inhibit the expression of ITGBL1 gene, It was confirmed that it occurred.

2-2. 2-2. ITGBL1ITGBL1 유전자 발현을 증가시킨 경우 Increased gene expression

ITGBL1 유전자의 연골조직의 생성 촉진 기능을 확인하기 위해서 하기와 같은 방법으로 ITGBL1 유전자 발현을 증가시켰다.In order to confirm the function of promoting the formation of cartilage tissue of the ITGBL1 gene, the ITGBL1 gene expression was increased by the following method.

구체적으로, Xenopus laevis 배아의 안면 연골세포에서 얻은 cDNA를 mMESSAGE mMACHINE SP6 kit(Ambion, AM1340)에 적용하여 ITGBL1 유전자의 mRNA를 합성하였고, 상기 ITGBL1 mRNA를 실시예 2-1과 같은 방법으로 Xenopus laevis 배아에 주입하여 연골세포에 ITGBL1의 발현을 증가시킨 후 실시예 2-1과 동일한 방법으로 Alcian blue 염색을 수행하고, Sox9, Col2a1 유전자의 발현을 WISH 기법으로 확인하였다.Specifically, mRNA of the ITGBL1 gene was synthesized by applying the cDNA obtained from the facial cartilage cells of Xenopus laevis embryos to mMESSAGE mMACHINE SP6 kit (Ambion, AM1340), and the ITGBL1 mRNA was expressed in the Xenopus laevis embryo And the expression of ITGBL1 was increased in chondrocytes. Alcian blue staining was performed in the same manner as in Example 2-1, and the expression of Sox9 and Col2a1 genes was confirmed by WISH technique.

대조구는 상기와 동일하게 실험을 수행하되, Xenopus laevis 배아의 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키는 ITGBL1 유전자의 mRNA를 주입하지 않은 것을 사용하였다.The control was carried out in the same manner as described above except that the ITGBL1 gene mRNA was not injected to increase the expression of the ITGBL1 gene in chondrocytes of the Xenopus laevis embryo.

상기 실험결과는 도 2의 C, D, E에에 나타냈다.The experimental results are shown in Fig. 2C, D and E.

그 결과 도 2의 C 및 D에 나타난 것과 같이, Xenopus laevis 배아의 안면 연골세포에 ITGBL1 유전자의 mRNA(mMESSAGE mMACHINE SP6 kit, Ambion, AM1340)를 주입하여 ITGBL1의 발현을 증가시킨 경우, ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키지 않은 대조군에 비해서 연골의 크기가 1.2 내지 1.3배 증가하였음을 확인할 수 있으며, E에 나타낸 바와 같이 대조군에 비해 연골조직의 마커인 Sox9, Col2a1의 유전자 발현이 증가하였음을 확인하였다.As a result, when ITGBL1 mRNA (mMESSAGE mMACHINE SP6 kit, Ambion, AM1340) was injected into the facial cartilage cells of Xenopus laevis embryos as shown in C and D of FIG. 2, the expression of ITGBL1 gene The increase of cartilage size was 1.2 to 1.3 times that of the control group which did not increase the number of cells. As shown in E, gene expression of Sox9 and Col2a1, which are cartilage tissue markers, was increased compared with the control group.

실시예Example 3. 인간 및 쥐의 연골세포에서  3. In human and rat cartilage cells ITGBL1ITGBL1 단백질에 의한 연골생성의 촉진 효과 Promotion of cartilage formation by protein

3-1. 3-1. 골수유래Bone marrow origin 줄기세포의 분화과정 중 연골세포와 뼈 조직에서의  In the differentiation process of stem cells, in cartilage cells and bone tissue ITGBL1ITGBL1 유전자 발현 비교 Gene expression comparison

인간 골수유래 줄기세포(hBMSC) 분화과정에서 ITGBL1 단백질에 의한 연골생성의 촉진 여부를 확인 하기 위하여, 하기와 같은 방법으로 실험을 수행하였다. 구체적으로, 분리 배양된 인간의 골수유래 줄기세포(ATCC)를 α-MEM(Welgene, LM008-01, 10%(v/v)FBS, 1%(v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양한 후, 상기 세포를 micromass방법으로 덩어리 형태로 만들고 상기 세포 덩어리에 상기 배양액과 함께 연골형성 유도제 (TGF-β, dexamethasome, Ascorbate-2-phosphate)를 처리하여 연골조직 형성을 유도하였다. 12일 동안 연골 조직을 형성을 유도한 후 PureLink RNA Mini Kit(Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출한 후, GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004A)로 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA를 QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 qRT-PCR를 수행하였다. 모든 반응은 96-well plate에서 수행되었고, 평균값을 mRNA 발현의 계산에 사용되었다. 상기 실험의 결과를 도 3의 A, B에 나타냈다.In order to confirm the promotion of cartilage formation by ITGBL1 protein in human bone marrow-derived stem cell (hBMSC) differentiation, experiments were carried out as follows. Specifically, isolated and cultured human bone marrow-derived stem cells (ATCC) were cultured in α-MEM (Welgene, LM008-01, supplemented with 10% (v / v) FBS and 1% , The cells were made into a lump form by a micromass method, and cartilage tissue formation was induced by treating the cell mass with the culture medium with a cartilage formation inducer (TGF-beta, dexamethasome, Ascorbate-2-phosphate). After inducing the formation of cartilage tissue for 12 days, RNA was extracted using PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A) and cDNA was synthesized with GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004A). The synthesized cDNA was subjected to qRT-PCR using QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). All reactions were performed in 96-well plates and the mean values were used to calculate mRNA expression. The results of the above experiment are shown in Figs. 3A and 3B.

도 3의 A에 나타난 것과 같이, 골수유래 줄기세포의 연골세포 분화 중 ITGBL1의 발현이 증가하고, B에 나타난 것과 같이 골수유래 줄기세포의 뼈조직 형성 과정에서 ITGBL1의 발현이 감소함을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 3A, it was confirmed that the expression of ITGBL1 in chondrogenic differentiation of bone marrow-derived stem cells was increased and the expression of ITGBL1 was decreased in the bone tissue formation process of bone marrow-derived stem cells as shown in B .

3-2. 3-2. 골수유래Bone marrow origin 줄기세포의 연골분화 과정 중  During the process of cartilage differentiation of stem cells ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현을  Expression of the gene 억제시킨Suppressed 경우와 연골세포에서  In case and cartilage cells ITGBL1의Of ITGBL1 발현을 증가시킨 경우 Increased expression

인간 연골세포에서 ITGBL1 단백질에 의한 연골생성의 촉진 여부를 확인하기 위해서, 하기와 같은 방법으로 실험을 수행하였다.In order to confirm the promotion of cartilage formation by ITGBL1 protein in human chondrocytes, experiments were carried out as follows.

구체적으로, 분리 배양된 인간의 연골세포 (Human chondrocyte, Cell Application, Inc. San Diego, CA, USA)를 α-MEM (Welgene, LM008-01, 10% (v/v) FBS, 1% (v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하고, 상기 세포에 ITGBL1 siRNA(Genolution 1)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션하고, 상기 트랜스펙션한 세포를 micromass 방법으로 덩어리 형태로 만들고 상기 세포 덩어리에 상기 배양액과 함께 연골형성 유도제 (TGF-β, dexamethasone, ascorbate-2-phosphate)를 처리하여 연골조직 형성을 유도하였다. 7일 동안 연골 조직의 형성을 유도한 후 4% (w/v) paraformaldehyde를 처리하여 연골조직을 고정하고 상기 고정된 연골조직을 OCT 용액(Cell Path, KMA-0.00-00A)에 넣고 cryotome 기계(Bright, OTF5000) 로 15 um 두께로 얇게 자른 후, Col2a1 유전자 발현을 확인하기 위해 면역형광염색을 수행하였다. 연골형성 촉진여부를 확인하기 위해 실시예 2-1과 동일한 방법으로 Alcian blue 염색을 수행하였다.Specifically, human chondrocytes (Human chondrocyte, Cell Application, Inc. San Diego, Calif., USA) were cultured in α-MEM (Welgene, LM008-01, 10% / v) antibiotics) medium. The cells were transfected with the ITGBL1 siRNA (Genome 1) by the protocol provided by the manufacturer, and the transfected cells were lump-formed by the micromass method TGF-beta, dexamethasone, and ascorbate-2-phosphate were added to the cell mass to induce cartilage formation. The cartilage tissue was fixed with 4% (w / v) paraformaldehyde to induce the formation of cartilage tissue for 7 days, and the fixed cartilage tissue was placed in OCT solution (Cell Path, KMA-0.00-00A) Bright, OTF5000), and immunofluorescent staining was performed to confirm expression of Col2a1 gene. Alcian blue staining was performed in the same manner as in Example 2-1 in order to confirm whether cartilage formation was promoted.

ITGBL1 단백질의 발현을 억제한 경우의 대조구로는 ITGBL1 siRNA를 트랜스펙션하지 않은 것을 사용하였다.As a control in which the expression of ITGBL1 protein was inhibited, ITGBL1 siRNA was not transfected.

한편, ITGBL1 DNA를 트랜스펙션한 연골세포에서 PureLink RBA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출하였고, cDNA는 GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004)을 이용하여 합성하고 QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 qRT-PCR를 수행하였다. 모든 반응은 96-well plate에서 수행되었고, 평균값을 mRNA 발현의 계산에 사용되었다. qRT-PCR에 사용한 프라이머 서열은 하기 표 4에 기재하였다. RNA was extracted from chondrocytes transfected with ITGBL1 DNA using a PureLink RBA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A). The cDNA was synthesized using GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004) PCR system (Applied Biosystems, Foster City, Calif., USA) was used for qRT-PCR. All reactions were performed in 96-well plates and the mean values were used to calculate mRNA expression. The primer sequences used in qRT-PCR are shown in Table 4 below.

명명denomination 서열 (5'→ 3')The sequence (5 '- > 3') Tm (℃)Tm (占 폚) 서열번호SEQ ID NO: SOX9-FSOX9-F AAGGAGAGCGAGGAGGACAAGTTCAAGGAGAGCGAGGAGGACAAGTTC 6262 44 SOX9-BSOX9-B TGTTCTTGCTGGAGCCGTTGTGTTCTTGCTGGAGCCGTTG 57.457.4 55 MMMP3-FMMMP3-F GATGCGCAAGCCCAGGTGTGGATGCGCAAGCCCAGGTGTG 64.1364.13 66 MMP3-BMMP3-B GCCAATTTCATGAGCAGCAACGAGCCAATTTCATGAGCAGCAACGA 59.5759.57 77 MMP13-FMMP13-F AGGAGCATGGCGACTTCTACCCAGGAGCATGGCGACTTCTACCC 62.8862.88 88 MMP13-BMMP13-B TTTGTCTGGCGTTTTTGGATGTTTTTTGTCTGGCGTTTTTGGATGTTT 56.2356.23 99 Col2al-FCol2al-F CAGTTGGGAGTAATGCAAGCAGTTGGGAGTAATGCAAG 5858 1010 Col2al-BCol2al-B GCCTTGAGCAGTTCACCTTCGCCTTGAGCAGTTCACCTTC 5858 1111

상기 실험결과는 도 3의 C, D, E에 나타냈다.The experimental results are shown in Fig. 3C, D and E.

그 결과 도 3의 C 및 D에나타난 것과 같이, ITGBL1 단백질의 발현을 억제한 경우 연골 조직의 형성이 저해됨을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that formation of cartilage tissue was inhibited when the expression of ITGBL1 protein was inhibited, as shown in C and D of Fig.

도 3의 E 및 F에 나타난 것과 같이, ITGBL1 단백질의 발현을 점진적으로 증가시킨 경우 연골 생성 인자인 Sox9, Col2a1 유전자의의 발현이 함께 점진적으로 증가함을 확인하여, 연골 조직의 형성이 촉진됨을 확인할 수 있었다.As shown in E and F of FIG. 3, when the expression of ITGBL1 protein was gradually increased, the expression of Sox9 and Col2a1 genes, which are cartilage-producing factors, gradually increased, confirming that the formation of cartilage tissue was promoted I could.

또한, 쥐 배아의 팔과 다리가 되는 부분 (Limb bud)에서 연골세포로 분화하는 Limb bud mesenchyme을 분리한 후 ITGBL1 유전자를 삽입하여 제작한 아데노바이러스 벡터 (Ad-ITGBL1) (Vector Biolabs, Malvern, PA 19355 USA, 회사에 주문 제작) 를 트랜스덕션하여 ITGBL1의 발현을 증가시키고, 연골의 분화를 유도한 후 Alcian blue 염색기법을 사용하여 연골 분화가 촉진됨을 확인하였다. 상기 실험의 결과는 도3의 G, H에 나타냈다.Limb bud mesenchyme, which differentiates into chondrocytes, was isolated from the limb bud of the mouse embryo. The adenovirus vector (Ad-ITGBL1) (Vector Biolabs, Malvern, PA 19355 USA, custom made to the company) to increase the expression of ITGBL1, to induce cartilage differentiation, and then to accelerate cartilage differentiation using the Alcian blue staining technique. The results of the above experiment are shown in G and H in Fig.

도3의 G, H에 나타낸 것과 같이 ITGBL1의 발현이 증가된 연골세포에서 Glycosaminoglycan (GAG) 양이 증가되고 연골생성이 촉진되었다. As shown in G and H in FIG. 3, the amount of Glycosaminoglycan (GAG) was increased in cartilage cells with increased ITGBL1 expression, and cartilage formation was promoted.

실시예Example 4. 관절염 유도 마우스에서  4. In arthritis-induced mice ITGBL1ITGBL1 단백질의 연골 생성 촉진 효과 Promoting cartilage formation of proteins

관절염 유도 마우스에서 ITGBL1 단백질이 연골 생성을 촉진하는지 여부를 확인하기 위해서 하기와 같은 실험을 수행하였다.The following experiment was conducted to confirm whether ITGBL1 protein promotes cartilage formation in arthritis-induced mice.

구체적으로, 생후 5일 된 마우스 무릎 연골에서 분리한 연골 세포를 2일 동안 배양하고, 염증을 유도하기 위하여 5 ng/ml의 IL-1 β (GenScript, 201-LB)를 72 시간 동안 처리하고, 상기 염증이 유도된 마우스 연골 세포에 Ad-ITGBL1 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션한 후, 연골생성인자 (Sox9, Col2a1)의 발현의 변화를 실시예 3과 같은 방법으로 qRT-PCR를 수행하였다. qRT-PCR에 사용한 프라이머 서열은 하기 표 5에 기재하였다. Specifically, chondrocytes isolated from 5-day-old mouse knee cartilage were cultured for 2 days, treated with IL-1β (GenScript, 201-LB) at a concentration of 5 ng / ml for 72 hours to induce inflammation, After transfection of the Ad-ITGBL1 adenovirus vector into the inflammation-induced mouse cartilage cells, qRT-PCR was carried out by the same method as in Example 3 to change the expression of the cartilage forming factor (Sox9, Col2a1). The primer sequences used in qRT-PCR are shown in Table 5 below.

대조군은 상기와 동일하게 실험을 수행하되, 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션하지 않고 IL-1 β도 처리하지 않은 것 (None)을 사용하였다.The control group was subjected to the same experiment as above except that no adenovirus vector was transduced and IL-1? Was not treated (None).

명명denomination 서열 (5'→ 3')The sequence (5 '- > 3') Tm (℃)Tm (占 폚) 서열번호SEQ ID NO: Col2al-FCol2al-F CACACTGGTAAGTGGGGCAAGACACACTGGTAAGTGGGGCAAGA 5555 1616 Col2al-BCol2al-B GGATTGTGTTGTTTCAGGGTTCGGGATTGTGTTGTTTCAGGGTTCG 5555 1717 SOX9-FSOX9-F CATCAGCAGCACCGCACCCACATCAGCAGCACCGCACCCA 5858 1818 SOX9-BSOX9-B CGGGTGATGGGCGGGTAGGACGGGTGATGGGCGGGTAGGA 5858 1919

상기 실험결과는 도 4의 A~D에 나타냈다.The results of the experiment are shown in Figs. 4A to 4D.

그 결과 도 4의 A에 나타난 것과 같이, 마우스 무릎 연골에서 분리한 연골 세포에 IL-1 β를 처리하여 염증을 유발할 경우 ITGBL1의 발현이 현저히 감소하였으며, 도 4의 B~D에 나타낸 것처럼 ITGBL1의 발현을 증가시킬 경우 연골생성인자 (Sox9, Col2a1)의 발현이 증가하였다.As a result, as shown in Fig. 4A, the expression of ITGBL1 was markedly decreased when IL-1? Was treated to induce inflammation in chondrocytes isolated from mouse knee cartilage. As shown in Figs. 4B to 4D, The expression of Sox9 and Col2a1 was increased when the expression level was increased.

또한, 마우스 무릎관절의 반월판 (Medial meniscus)을 절개하여 관절염을 유도하는 반월판절개술을 시술 (Destabilization of medial meniscus, DMM) 하여 관절염을 유도한 마우스의 관절에 Ad-ITGBL1 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션하여 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킨 후, 6주 뒤에 마우스 관절을 분리하여 safranin-O 염색 및 Col2a1, Sox9의 발현량을 immunohistochemistry 기법을 수행하여 비교하였다. 상기 실험의 결과를 도 4의 H, I에 나타냈다.In addition, the Ad-ITGBL1 adenovirus vector was transduced into the joints of mice induced by arthritis by dissection of the medial meniscus (Medial meniscus) and induction of arthritis using a destabilization of medial meniscus (DMM) After the expression of the protein was increased, mouse joints were isolated after 6 weeks, and the expression levels of safranin-O and Col2a1 and Sox9 were compared by immunohistochemistry. The results of the above experiment are shown in H and I in Fig.

대조구는 상기와 동일하게 실험을 수행하되, 반월판절개술을 시술하지 않은 것 (Sham)을 사용하였다.The control was performed in the same manner as above, except that the meniscus was not used (Sham).

그 결과 도 4의 H, I에 나타난 것과 같이, 관절염을 유도한 마우스의 관절에 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킬 경우 관절염 지수(OARSI;Osteoarthritis Research Society International)가 감소하고, Col2a1 및 Sox9의 발현이 증가하는 등, 관절염이 억제되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in H and I in FIG. 4, when the expression of ITGBL1 protein in the joint of mice induced arthritis is increased, the expression level of Osteoarthritis Research Society International (OARSI) is decreased and the expression of Col2a1 and Sox9 is increased And it was confirmed that arthritis was suppressed.

실시예Example 5. 관절염 유도 마우스에서  5. In arthritis-induced mice ITGBL1ITGBL1 단백질의 염증 억제 효과 Inflammation inhibitory effect of protein

관절염 유도 마우스에서 ITGBL1 단백질의 염증 억제 효과를 확인하기 위해서 하기와 같은 실험을 수행하였다.The following experiment was carried out to confirm the inflammation inhibitory effect of ITGBL1 protein in arthritis-induced mice.

구체적으로, 실시예 4에서 설명한 바와 같이 마우스의 연골 세포에 염증을 유도하기 위하여 5 ng/ml의 IL-1 β를 72 시간 동안 처리하고, 상기 염증이 유도된 마우스 연골 세포에 ITGBL1 유전자를 삽입하여 제작한 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션한 후, 염증인자인 MMP-3, MMP-13의 발현의 변화를 실시예 3과 같은 방법으로 qRT-PCR를 수행하였다. qRT-PCR에 사용한 프라이머 서열은 하기 표 6에 기재하였다. Specifically, as described in Example 4, in order to induce inflammation in the cartilage cells of mice, IL-1? Of 5 ng / ml was treated for 72 hours, and the ITGBL1 gene was inserted into the inflamed mouse chondrocytes After the transfected adenoviral vector, the expression of MMP-3 and MMP-13, which are inflammatory factors, was changed by qRT-PCR in the same manner as in Example 3. [ The primer sequences used in qRT-PCR are shown in Table 6 below.

대조군은 상기와 동일하게 실험을 수행하되, ITGBL1 유전자를 삽입하지 않은 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션한 것 (Mock), 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션하지 않고 IL-1 β도 처리하지 않은 것 (None)을 사용하였다.The control group was subjected to the same experiment as above except that the adenovirus vector without the ITGBL1 gene was transduced (Mock), the adenovirus vector was not transduced and the IL-1β was not treated (None) Respectively.

명명denomination 서열 (5'→ 3')The sequence (5 '- > 3') Tm (℃)Tm (占 폚) 서열번호SEQ ID NO: MMP-3-FMMP-3-F TCCTGATGTTGGTGGCTTCAGTCCTGATGTTGGTGGCTTCAG 5858 1212 MMP-3-BMMP-3-B TGTCTTGGCAAATCCGGTGTATGTCTTGGCAAATCCGGTGTA 5858 1313 MMP-13-FMMP-13-F ACCACATCGAACTTCGAACCACATCGAACTTCGA 5858 1414 MMP-13-BMMP-13-B CGACCATACAGATACTGCGACCATACAGATACTG 5858 1515

상기 실험결과는 도 4의 E, F에 나타냈다.The experimental results are shown in E and F in Fig.

그 결과 도 4의 E, F에 나타난 것과 같이, IL-1 β를 처리하여 관절염 상황이 유도된 마우스의 연골세포에 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킬 경우 염증인자 (MMP-3, MMP-13)의 발현이 현저하게 저해됨을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in E and F of FIG. 4, when the expression of ITGBL1 protein was increased in cartilage cells of mice in which arthritic conditions were induced by treating with IL-1β, inflammatory factors (MMP-3, MMP-13) The expression was remarkably inhibited.

또한, 반월판절개술을 시술 (Destabilization of medial meniscus, DMM) 하여 관절염을 유도한 마우스의 관절에 Ad-ITGBL1 아데노바이러스 벡터를 트랜스덕션하여 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킨 후, 6주 뒤에 마우스 관절을 분리하여 Immunohistochemistry 염색을 수행하여 MMP3 및 MMP13의 발현을 측정하였다. 그 결과를 도 4의 H, I에 나타냈다.In addition, Destabilization of medial meniscus (DMM) The expression of ITGBL1 protein was increased by transfection of the Ad-ITGBL1 adenovirus vector into the joints of mice that induced arthritis. Six weeks later, mouse joints were isolated and immunohistochemistry was performed to measure the expression of MMP3 and MMP13. The results are shown in H and I in Fig.

대조구는 상기와 동일하게 실험을 수행하되, 반월판절개술을 시술하지 않은 것 (Sham)을 사용하였다.The control was performed in the same manner as above, except that the meniscus was not used (Sham).

그 결과 도 4의 H, I에 나타난 것과 같이, 관절염을 유도한 마우스의 관절에 ITGBL1 단백질의 발현을 증가시킬 경우 관절퇴행 및 염증인자인 MMP3, MMP13이 감소함을 확인하였다.As a result, as shown in H and I in FIG. 4, it was confirmed that when the expression of ITGBL1 protein is increased in the joint of mice induced by arthritis, joint degeneration and inflammatory factors MMP3 and MMP13 decrease.

실시예6Example 6 . . ITGBL1ITGBL1 단백질의  Protein 인테그린Integrin 단백질 활성 억제 효과 Protein activity inhibitory effect

6-1. 6-1. ITGBL1ITGBL1 유전자 발현 억제에 따른 Focal adhesion complex의 변화 분석. Analysis of changes in Focal adhesion complexes by inhibition of gene expression.

ITGBL1 단백질에 의한 Focal adhesion complex의 변화를 확인하기 위하여, 하기와 같은 방법으로 실험을 수행하였다. In order to confirm the change of the Focal adhesion complex by the ITGBL1 protein, the following experiment was carried out.

구체적으로, 분리 배양된 PC3 세포를 RPMI 1640(gibco 22400-099, 10% (v/v) FBS, 1% (v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 6-wells plate에 2x105개의 세포를 깐 후, 상기 세포에 ITGBL1 siRNA(Genolution 1) 또는 ITGBL1 DNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션하고, 0.25% Trypsin EDTA(gibco, 25200-072)를 이용하여 상기 트랜스펙션한 세포를 바닥에서 뗀 후 Fibronectin이 코팅된 coverslip에 상기 세포를 4시간 동안 붙인 후 4% (w/v) paraformaldehyde에 고정시킨다. Focal adhesion complex의 변화를 알기 위해 anti-FAK(abcam, ab40794)와 anti-β1 integirn(DSHB, AIIB2)를 이용하여 면역형광염색 분석을 수행하였다. 상기 실험결과는 도 5의 A~D에 나타냈다.Specifically, separately cultured PC3 cells were cultured in RPMI 1640 (gibco 22400-099, 10% (v / v) FBS, 1% (v / v) antibiotics supplemented) medium and 2x10 5 cells After that, the cells were transfected with ITGBL1 siRNA (Gen 1) or ITGBL1 DNA using jetPRIME (Polyplus, 114-15) according to the protocol provided by the manufacturer and incubated with 0.25% Trypsin EDTA (gibco, 25200-072 ), The transfected cells are removed from the bottom, and the cells are fixed on a coverslip coated with Fibronectin for 4 hours and fixed in 4% (w / v) paraformaldehyde. Immunofluorescent staining analysis was performed using anti-FAK (abcam, ab40794) and anti-β1 integrin (DSHB, AIIB2) to detect changes in the focal adhesion complex. The results of the experiment are shown in FIGS. 5A to 5D.

도 5의 A~D에 나타난 것과 같이, PC3 세포주에서 ITGBL1의 발현을 ITGBL1-siRNA를 사용하여 저해한 결과, 세포기질과 인테그린이 결합하는 부위에 생성되는 Focal adhesion complex의 양이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Figs. 5A to 5D, ITGBL1 expression was inhibited by ITGBL1-siRNA in the PC3 cell line. As a result, it was confirmed that the amount of the Focal adhesion complex formed at the site where the cell substrate and integrin bind was markedly increased I could.

6-2. 6-2. ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현과 활성화된  Expression of genes and activated 인테그린의Integrin's 상관 관계correlation 분석 analysis

ITGBL1 단백질과 인테그린 활성의 상관 관계를 확인하기 위하여 하기의 실험을 수행하였다. The following experiment was conducted to confirm the correlation between ITGBL1 protein and integrin activity.

구체적으로, 분리 배양된 PC3 세포를 RPMI 1640(gibco 22400-099, 10% (v/v) FBS, 1% (v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 6wells plate에 2x105에 세포를 깐 후, 상기 세포에 ITGBL1 siRNA(Genolution 1) 또는 ITGBL1 DNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션하고 4mM EDTA로 상기 트랜스펙션한 세포를 뗀 후 FACS buffer(1XPBS, 2%FBS)에 활성화된 β1-integrin에 결합하는 antibody (MILLIPORE, MAB2079Z)를 이용하여 면역형광염색 한 후 BD LSRFORTESSA를 이용하여 분석을 수행하였다. Specifically, separately cultured PC3 cells were cultured in RPMI 1640 (gibco 22400-099, supplemented with 10% (v / v) FBS and 1% (v / v) antibiotics) and cells were plated at 6 × 10 5 , ITGBL1 siRNA (Genzyme 1) or ITGBL1 DNA was transfected into the cells by jetPRIME (Polyplus, 114-15) according to a protocol provided by the manufacturer, the transfected cells were removed with 4 mM EDTA, and FACS (MILLIPORE, MAB2079Z) binding to activated β1-integrin in PBS (1XPBS, 2% FBS) and analyzed using BD LSRFORTESSA.

도 5의 E~F에 나타난 것과 같이, ITGBL1의 발현을 억제할 경우 활성화된 인테그린의 양이 증가하고, 반대로 ITGBL1의 발현을 증가시킬 경우 활성화된 인테그린의 양이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.As shown in E to F of FIG. 5, when the expression of ITGBL1 was suppressed, the amount of the activated integrin was increased. On the contrary, when the expression of ITGBL1 was increased, the amount of the activated integrin was decreased.

또한, ITGBL1과 인테그린 베타1과의 상호결합을 확인하기 위하여 co-immunoprecipitation 실험을 실행하였다. In addition, a co-immunoprecipitation experiment was performed to confirm the mutual binding between ITGBL1 and integrin beta1.

구체적으로, HEK 293T 세포에 ITGBL1-HA 벡터와 ITGB1-flag(인테그린 베타1) 벡터를 트랜스펙션한 후 세포의 단백질을 추출하였다. 추출한 세포단백질을 HA 항체가 부착된 paramagnetic bead (Dynabeads, ThermoFisher)를 사용하여 co-immunoprecipitation 실험을 진행하였다. 상기 실험의 결과는 도 5의 G에 나타냈다.Specifically, the ITGBL1-HA vector and the ITGB1-flag (integrin beta1) vector were transfected into HEK 293T cells and the cellular proteins were extracted. Co-immunoprecipitation experiments were performed using paramagnetic beads (Dynabeads, ThermoFisher) with HA antibody. The results of the above experiment are shown in G of Fig.

도 5의 G에 나타낸 것 과 같이 ITGBL1은 칼슘이온이 존재하는 상황에서 ITGB1 과 결합함을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 5G, it was confirmed that ITGBL1 binds ITGB1 in the presence of calcium ion.

6-3. 6-3. ITGBL1ITGBL1 유전자 발현 증가에 따른  Increased gene expression 인테그린Integrin 활성도와 세포 부착 정도 확인 Determine activity and cell attachment

구체적으로, 분리 배양된 PC3 세포는 RPMI 1640(gibco 22400-099, 10% (v/v) FBS, 1% (v/v) antibiotics 첨가)배지에서, 연골세포는 α-MEM(Welgene, LM008-01, 10%(v/v)FBS, 1%(v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 6wells plate에 2x105개의 세포를 깐 후, 상기 세포에 ITGBL1 siRNA(Genolution 1) 또는 ITGBL1 DNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션하고, 0.25% Trypsin EDTA(gibco, 25200-072)를 이용하여 상기 트랜스펙션한 세포를 바닥에서 뗀 후 Fibronectin이 코팅된 coverslip에 상기 세포를 각 세포들의 배지에 Mn2 +를 농도별로 처리하여 4시간 동안 붙인 후 4% (w/v) paraformaldehyde에 고정시킨다. 이를 Olympus(IX73) 현미경을 이용하여 관찰하였다. Specifically, the cultured PC3 cells were cultured in a medium supplemented with RPMI 1640 (gibco 22400-099, 10% v / v FBS, 1% (v / v) antibiotics) The cells were cultured on a 6-well plate at a concentration of 2 × 10 5 cells, and the ITGBL1 siRNA (Gen 1) or ITGBL1 DNA was injected into the cells by jetPRIME (v / v) FBS and 1% (Polyplus, 114-15), and the transfected cells were removed from the bottom using 0.25% Trypsin EDTA (gibco, 25200-072). Then, Fibronectin The cells are plated on a coverslip of each cell with a concentration of Mn 2 + in a concentration of 4% (w / v) paraformaldehyde. This was observed using an Olympus (IX73) microscope.

도 6에 나타난 것과 같이, PC3세포 (도 6의 A,B) 및 인간의 중간엽 줄기세포 (도 6의 C,D) 인간의 연골세포 (도 6의 E,F)에서 모두 ITGBL1의 발현을 증가시키는 경우 세포 부착이 저해되나, Mn2 +를 처리하여 인테그린 단백질의 활성을 높여주면 다시 부착 정도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 ITGBL1 단백질이 인테그린의 활성을 저해하여 세포의 부착을 저해함을 입증한다.As shown in Fig. 6, the expression of ITGBL1 in both PC3 cells (A and B in Fig. 6) and human mesenchymal stem cells (C and D in Fig. 6) and human chondrocytes (E and F in Fig. 6) Cell adhesion was inhibited. However, when Mn 2 + was treated to increase the activity of integrin protein, the degree of reattachment was increased. This demonstrates that the ITGBL1 protein inhibits integrin activity and inhibits cell adhesion.

실시예7Example 7 . . ITGBL1ITGBL1 단백질의  Protein 인테그린Integrin 활성 억제기능과 연골세포의  Active inhibition and chondrocyte 연골형성인자Cartilage forming factor 발현 조절의 상관관계 분석 Correlation analysis of expression regulation

7-1. 7-1. ITGBL1ITGBL1 유전자 발현을 증가시키는 경우 Increasing gene expression

연골의 형성과정에서 ITGBL1의 인테그린 억제기능이 연골형성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다. 연골세포는 α-MEM(Welgene, LM008-01, 10%(v/v)FBS, 1%(v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 6-wells plate에 2x105개의 세포를 깐 후, 상기 세포에 ITGBL1 DNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션 한 후, 배지에 Mn2 +와 DTT를 처리하여 37℃에 incubation한다. 그 다음, 상기 세포를 PureLink RNA Mini Kit((Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출한 후, GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004A)로 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA를 Taq polymerase(Coregen, CE-500U)로 RT-PCR(BIO RAD, T100 Thermal Cycler)을 수행하였고, QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 qRT-PCR를 수행하였다. 모든 반응은 96-well plate에서 수행되었고, 평균값을 mRNA 발현의 계산에 사용되었다. 상기 실험의 결과를 도 7의 A, B에 나타냈다.The following experiment was conducted to analyze the effect of ITGBL1 integrin inhibition on cartilage formation during cartilage formation. Chondrocytes were cultured in α-MEM (Welgene, LM008-01, supplemented with 10% (v / v) FBS and 1% (v / v) antibiotics) medium and 2 × 10 5 cells were plated on a 6-wells plate. Cells are transfected with ITGBL1 DNA using jetPRIME (Polyplus, 114-15) by the protocol provided by the manufacturer, and the medium is treated with Mn 2 + and DTT and incubated at 37 ° C. Then, the cells were extracted with RNA using a PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A), and cDNA was synthesized using GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004A). The synthesized cDNA was amplified with Taq polymerase (Coregen, CE-500U ), And qRT-PCR was performed using QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) -well plate, and the average value was used in the calculation of mRNA expression. The results of the above experiment are shown in Figs. 7A and 7B.

도 7의 A 및 B 나타난 것과 같이, 연골세포에서 ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키면 Sox9 및 Col2a1의 발현이 증가하나, Mn2 + 또는 DTT를 처리하여 인테그린의 활성을 증가시키면 두 유전자의 발현이 다시 감소함을 확인할 수 있었다.As also shown in A and B of 7, one when in chondrocytes increased the expression of ITGBL1 gene increases the expression of Sox9 and Col2a1, Mn 2 +, or by handling the DTT by increasing the activity of an integrin reduces the expression of two genes, again .

이는 ITGBL1의 인테그린 활성 억제기능이 연골형성 유전자의 발현을 촉진시키는 작용기전임을 입증한다.This demonstrates that the inhibitory function of integrin activity of ITGBL1 is a functional group that promotes the expression of cartilage forming gene.

또한, 연골의 형성과정에서 ITGBL1의 인테그린 억제기능이 연골형성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다음과 같은 micromass culture 실험을 진행하였다. 연골세포 (Mouse chondrocyte) (Sigma, 402-05f)를 DMEM/F12 (gibco, 10565-018, 10% (v/v) FBS, 1% (v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하고, 상기 세포에 ITGBL1 DNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션하고, 상기 트랜스펙션한 세포를 micromass 방법으로 덩어리 형태로 만들고 상기 세포 덩어리에 상기 배양액과 함께 연골형성 유도제 (TGF-β, dexamethasone, ascorbate-2-phosphate)를 인테그린을 활성화시키는 Mn2 +과 DTT를 같이 처리하여 연골조직 형성을 유도하였다. 7일 동안 연골 조직의 형성을 유도한 후 4% (w/v) paraformaldehyde를 처리하여 연골조직을 고정하고 상기 고정된 연골조직을 OCT 용액(Cell Path, KMA-0.00-00A)에 넣고 cryotome 기계(Bright, OTF5000) 로 15 um 두께로 얇게 자른 후, Alcian blue 염색을 수행하고, Glycosaminoglycan (GAG) 양을 측정하였다. 상기 실험의 결과는 도 7의 C~E에 나타냈다.In addition, the following micromass culture experiment was conducted to analyze the effect of ITGBL1 integrin inhibition on cartilage formation during cartilage formation. The chondrocytes (Sigma, 402-05f) were cultured in DMEM / F12 (gibco, 10565-018, supplemented with 10% (v / v) FBS and 1% (v / v) antibiotics) , ITGBL1 DNA was transfected by jetPRIME (Polyplus, 114-15) according to the protocol provided by the manufacturer, and the transfected cells were made into a lump form by a micromass method, and the cell lumps TGF-β, dexamethasone, and ascorbate-2-phosphate were treated with Mn 2 + and DTT to induce cartilage formation. The cartilage tissue was fixed with 4% (w / v) paraformaldehyde to induce the formation of cartilage tissue for 7 days, and the fixed cartilage tissue was placed in OCT solution (Cell Path, KMA-0.00-00A) Bright, OTF5000) and then stained with Alcian blue. The amount of Glycosaminoglycan (GAG) was measured. The results of the above experiment are shown in C to E of Fig.

도 7의 C~E에 나타난 것과 같이, ITGBL1의 과발현에 의해 증가된 연골의 크기가 Mn2 + 또는 DTT의 첨가에 의하여 감소되며, 이에 따라 연골의 크기와 연골 구성성분인 GAG의 양이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIGS. 7E to 7E, the size of the cartilage increased by the overexpression of ITGBL1 was decreased by the addition of Mn 2 + or DTT, and the size of the cartilage and the amount of GAG as a cartilage component decreased .

이는 ITGBL1의 인테그린 활성 억제기능이 연골조직 형성을 촉진시키는 작용기전임을 입증한다.This demonstrates that the inhibitory activity of integrin activity of ITGBL1 is a functional group that promotes cartilage formation.

7-2. 7-2. 인테그린Integrin 알파 및 베타의 발현을 저해시키고,  Alpha < / RTI > and beta, ITGBL1의Of ITGBL1 발현을 함께 증가시키는 경우의 연골형성 유전자의 발현 분석 Expression of cartilage-forming gene when expression is increased at the same time

연골의 형성과정에서 인테그린과 ITGBL1의 상관관계를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다. 연골세포는 α-MEM(Welgene, LM008-01, 10%(v/v)FBS, 1%(v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 60mm plate에 2x105개의 세포를 깐 후, 상기 세포에 인테그린 베타1, 알파1, 알파3, 알파5, 알파10 siRNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 도 7의 F 및 G의 하기 표에 표시한 경우와 같이 트랜스펙션 하여 표기된 인테그린의 발현을 저해하였다. 또한, ITGBL1의 발현과 인테그린의 발현저하를 동시에 실행하기 위하여 인테그린의 발현을 저해한 후 ITGBL1 DNA를 같이 트랜스펙션하여 37℃에 배양하였다. 그 다음, 상기 세포를 PureLink RNA Mini Kit((Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출한 후, GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004A)로 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA를 Taq polymerase(Coregen, CE-500U)로 RT-PCR(BIO RAD, T100 Thermal Cycler)을 수행하였고, QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 qRT-PCR를 수행하였다. 모든 반응은 96-well plate에서 수행되었고, 평균값을 mRNA 발현의 계산에 사용되었다.The following experiment was conducted to confirm the correlation between integrin and ITGBL1 in the process of cartilage formation. Chondrocyte cells were cultured in a medium supplemented with α-MEM (Welgene, LM008-01, 10% (v / v) FBS, 1% (v / v) antibiotics) and 2 × 10 5 cells were plated on a 60 mm plate. 7, F, and G in the following table using the method of the protocol provided by the manufacturer using integrin beta 1, alpha 1, alpha 3, alpha 5, alpha 10 siRNA using jetPRIME (Polyplus, 114-15) As well as inhibiting the expression of the indicated integrin. In order to simultaneously perform the expression of ITGBL1 and the expression of integrin, the ITGBL1 DNA was transfected and inhibited at 37 < 0 > C. Then, the cells were extracted with RNA using a PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A), and cDNA was synthesized using GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004A). The synthesized cDNA was amplified with Taq polymerase (Coregen, CE-500U ), And qRT-PCR was performed using QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) -well plate, and the mean value was used to calculate mRNA expression.

도 7의 F, G에 나타난 것과 같이, 인테그린 알파 및 베타의 발현을 함께 저해할 경우 Sox9의 발현이 증가하였으며, ITGBL1을 발현을 증가시킨 상태에서 인테그린 알파와 베타의 발현을 감소시키면 Sox9의 발현이 더욱 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.As shown in F and G of FIG. 7, when integrin alpha and beta were simultaneously inhibited, expression of Sox9 was increased. When ITGBL1 expression was increased, expression of integrin alpha and beta was decreased and expression of Sox9 was decreased It was confirmed that it increased further.

상기 실시예 6, 7에 나타난 실험 결과를 통해, ITGBL1 단백질은 인테그린 단백질의 활성을 저해하며, ITGBL1의 인테그린 활성 억제기능이 연골세포의 연골 형성 인자의 발현과 연골조직 형성을 촉진하는 분자 기전임을 알 수 있다.The results of the experiments shown in Examples 6 and 7 show that the ITGBL1 protein inhibits the activity of the integrin protein and that the ITGBL1 inhibitory activity is a molecular mechanism promoting the expression of chondrogenic factors and cartilage formation of chondrocytes .

실시예8Example 8 . . ITGBL1의Of ITGBL1 인테그린Integrin 활성억제 기능과 염증반응 및 연골퇴행 억제 효과의 상관관계 분석 Correlation analysis between inhibitory activity and inflammatory and cartilage regression inhibition

8-1. 8-1. ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키고  Increase the expression of the gene 인테그린을Integrin 활성화시킬Activate 경우  Occation 연골퇴행인자의Of cartilage regressing factor 발현 분석 Expression analysis

연골세포는 α-MEM(Welgene, LM008-01, 10%(v/v)FBS, 1%(v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 60mm plate에 2x105개의 세포를 깐 후, 연골분해를 촉진하는 것으로 알려진 Fibronectin의 분해산물인 Fn-f 29kDa를 처리하였다. 상기 세포에 ITGBL1 벡터를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)을 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션 한 후, 인테그린을 활성화시키는 Mn2 + 또는 DTT를같이 처리하여 37℃에 incubation한다. 그 다음, 상기 세포를 PureLink RNA Mini Kit((Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출한 후, GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004A)로 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA를 Taq polymerase(Coregen, CE-500U)로 RT-PCR(BIO RAD, T100 Thermal Cycler)을 수행하였고, QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 qRT-PCR를 수행하였다. 모든 반응은 96-well plate에서 수행되었고, 평균값을 mRNA 발현의 계산에 사용되었다. 상기 실험의 결과는 도8의 A~C에 나타냈다.Chondrocyte cells were cultured in α-MEM medium (Welgene, LM008-01, supplemented with 10% (v / v) FBS and 1% (v / v) antibiotics) and 2 × 10 5 cells were plated on a 60 mm plate. Fn-f 29kDa, a disruption product of Fibronectin, which is known to promote inflammation, has been treated. After using the jetPRIME (Polyplus, 114-15) ITGBL1 the vector in the cell by the manufacturer illustration how the transfection protocol provided by the process as Mn + 2 or DTT to activate the integrin to incubation for 37 ℃. Then, the cells were extracted with RNA using a PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A), and cDNA was synthesized using GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004A). The synthesized cDNA was amplified with Taq polymerase (Coregen, CE-500U ), And qRT-PCR was performed using QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) -well plates, and the mean values were used in the calculation of mRNA expression. The results of the above experiments are shown in Figures 8A-C.

도 8의 A~C에 나타난 것과 같이, Fn-f 29kDa를 처리하여 증가된 MMP-3, MMP-13 유전자의 발현량이 ITGBL1 유전자의 발현을 증가시키면 다시 감소하였으며, 다시 Mn2 + 또는 DTT를 처리하여 인테그린을 활성화시키면 MMP-3, MMP-13 유전자의 발현이 증가하였다. 이는 ITGBL1 유전자의 인테그린 활성억제 효과가, 연골퇴행 및 염증을 촉진하는 MMP-3, MMP-13 유전자 발현을 감소시키는 분자작용기전임을 의미한다.As shown in FIGS. 8A to 8C, when the expression level of the MMP-3 and MMP-13 genes increased by increasing the expression of the ITGBL1 gene by treatment with Fn-f 29 kDa, Mn 2 + or DTT was further treated The expression of MMP-3 and MMP-13 genes was increased when the integrin was activated. This means that the inhibitory effect of the ITGBL1 gene on integrin activity is a molecular functional group that reduces MMP-3 and MMP-13 gene expression that promote cartilage degeneration and inflammation.

또한, ITGBL1 단백질이 연골분해를 촉진하는 Fn-f 29kDa와 연골세포 사이의 결합을 저해하는지 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다. 60mm plate에 2x105에 세포를 깐 후, 상기 세포에 ITGBL1 siRNA 또는 DNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션 한 다음 상기 세포에 형광물질을 연결한 Fn-f 29kDa(sigma, F9911을 처리한 후 4% paraformaldehyde로 고정하였다. 이 세포를 Confocal(Zeiss, LSM880) 현미경을 이용하여 관찰하였다. 상기 실험의 결과를 도 8의 D, E에 나타냈다.In addition, the following experiment was conducted to confirm whether the ITGBL1 protein inhibited the binding between Fn-f 29kDa and chondrocytes, which promotes cartilage degradation. Cells were plated on a 60 mm plate at 2 × 10 5 cells, and ITGBL1 siRNA or DNA was transfected into the cells by jetPRIME (Polyplus, 114-15) according to the protocol provided by the manufacturer. Then, The cells were fixed with 4% paraformaldehyde after treatment with a Fn-f 29kDa (sigma, F9911). The cells were observed using a Confocal (Zeiss, LSM880) microscope. The results of the above experiment are shown in D and E of FIG.

도 8의 D, E에 나타낸 것과 같이, ITGBL1의 발현을 증가시킬 경우 Fn-29kDa와 연골세포의 결합이 현저히 저하되었으며, 이는 Mn2 + 또는 DTT를 처리할 경우 다시 증가되었다. 따라서, ITGBL1은 인테그린 활성을 저해하여 Fn-29kDa와 연골세포의 결합을 저해하며, 연골퇴행인자의 발현을 억제한다고 할 수 있다.As shown in D and E of FIG. 8, when the expression of ITGBL1 was increased, the binding of Fn-29 kDa and chondrocytes was remarkably decreased, and this increased again when Mn 2 + or DTT was treated. Therefore, it can be said that ITGBL1 inhibits the binding of Fn-29 kDa to chondrocytes by inhibiting integrin activity and suppresses the expression of cartilage regressing factors.

8-2. 8-2. ITGBL1ITGBL1 유전자의 발현을 저해하고,  Inhibiting the expression of the gene, 인테그린의Integrin's 활성을 억제할 경우 연골퇴행 인자의 변화 분석 Analysis of changes in cartilage regressors when inhibiting activity

ITGBL1 단백질의 인테그린 활성억제 기능과 연골퇴행인자 발현의 상관관계를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다. 연골세포는 α-MEM(Welgene, LM008-01, 10%(v/v) FBS, 1%(v/v) antibiotics 첨가)배지에서 배양하여 60cm plate에 2x105개의 세포를 깐 후, 상기 세포에 ITGBL1-siRNA를 jetPRIME(Polyplus, 114-15)를 이용하여 제조사가 제공하는 프로토콜의 방법으로 트랜스펙션 한 후, 배지에 인테그린의 활성을 억제하는 인자 Bio 1211(TOCRIS, 3910), Obtustatin(TOCRIS, 4664), ATN-161(TOCRIS, 6058)들을 첨가하여 37℃에 배양하였다. 그 다음, 상기 세포를 PureLink RNA Mini Kit((Invitrogen, 12183018A)을 이용하여 RNA를 추출한 후, GoScript Reverse Transcriptase(Promega, A5004A)로 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA를 Taq polymerase(Coregen, CE-500U)로 RT-PCR(BIO RAD, T100 Thermal Cycler)을 수행하였고, QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 qRT-PCR를 수행하였다. 모든 반응은 96-well plate에서 수행되었고, 평균값을 mRNA 발현의 계산에 사용되었다. 상기 실험의 결과를 도 9의 A~C에 나타냈다.In order to confirm the correlation between the inhibitory activity of integrin activity of ITGBL1 protein and the expression of cartilage regression factor, the following experiment was carried out. Chondrocyte cells were cultured in a medium supplemented with α-MEM (Welgene, LM008-01, 10% (v / v) FBS, 1% (v / v) antibiotics) and 2 × 10 5 cells were plated on a 60 cm plate. ITGBL1-siRNA was transfected by jetPRIME (Polyplus, 114-15) according to the protocol provided by the manufacturer, followed by the addition of Factor Bio 1211 (TOCRIS, 3910), Obtustatin (TOCRIS, 4664) and ATN-161 (TOCRIS, 6058). Then, the cells were extracted with RNA using a PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen, 12183018A), and cDNA was synthesized using GoScript Reverse Transcriptase (Promega, A5004A). The synthesized cDNA was amplified with Taq polymerase (Coregen, CE-500U ), And qRT-PCR was performed using QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) -well plate, and the mean value was used in the calculation of mRNA expression. The results of the above experiment are shown in Figures 9A-C.

도 9의 A~C에 나타난 것과 같이, ITGBL1 유전자의 발현을 저해할 경우 MMP-3, MMP-13 유전자의 발현이 증가되었으며, 이 세포에 여러 종류의 인테그린 저해제를 함께 처리하면 다시 MMP-3, MMP-13 유전자의 발현이 저해되며, 인테그린 저해제 중 ATN-161이 가정 효과적임을 확인할 수 있었다.As shown in FIGS. 9A to 9C, when the ITGBL1 gene was inhibited, the expression of MMP-3 and MMP-13 genes was increased. When these cells were treated with various kinds of integrin inhibitors, MMP-3, Expression of the MMP-13 gene was inhibited and ATN-161 of the integrin inhibitor was found to be effective in the home.

또한, ITGBL1의 발현을 저해할 경우 무릎관절의 연골퇴행 및 염증반응을 확인하고, ITGBL1의 발현이 억제된 무릎관절강에 인테그린-베타1 저해제인 ATN-161을 처리할 경우의 무릎연골 상태를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 실행하였다. In addition, when knockdown of ITGBL1 is inhibited, cartilage degeneration and inflammatory reaction of the knee joint are confirmed, and the state of knee cartilage is examined when ATN-161, an integrin-beta1 inhibitor, is administered to the knee joints with suppressed ITGBL1 expression The following experiment was carried out.

ITGBL1-shRNA를 함유한 아데노바이러스벡터 (Ad-ITGBL1 shRNA)를 무릎관절강 내부에 주입하여 ITGBL1의 발현을 저해한 후, 무릎관절 연골의 퇴행 및 염증 상태를 확인하였다. 또한, ITGBL1-shRNA를 함유한 아데노바이러스벡터 (Ad-ITGBL1 shRNA)를 무릎관절강 내부에 주입하여 ITGBL1의 발현이 저해된 관절강에 인테그린-베타1 저해제인 ATN-161을 주입한 후 무릎 관절 조직을 적출하여 Safranin-O 염색 및 immunohistochemistry 기법을 수행하여 Col2a1 및 Sox9의 발현을 확인하였다. ITGBL1-shRNA-containing adenovirus vector (Ad-ITGBL1 shRNA) was injected into the knee joint to inhibit the expression of ITGBL1, and degeneration and inflammation of the knee joint cartilage were confirmed. In addition, ATN-161, an integrin-beta1 inhibitor, was injected into the joint muscles in which the expression of ITGBL1 was inhibited by injecting an adenovirus vector containing ITGBL1-shRNA (Ad-ITGBL1 shRNA) into the knee joint, The expression of Col2a1 and Sox9 was confirmed by Safranin-O staining and immunohistochemistry.

이때, 대조군은 상기와 동일하게 실험을 수행하되, ITGBL1-shRNA 를 포함하지 않은 아데노바이러스 벡터 (Ad-C)를 트랜스덕션한 것을 사용하였다. 상기 실험의 결과를 도 9의 D, E에 나타냈다.At this time, the control group was subjected to the same experiment as above, except that an adenovirus vector (Ad-C) not containing ITGBL1-shRNA was transduced. The results of the above experiment are shown in D and E of Fig.

그 결과 도 9의 D, E에 나타낸 것과 같이, 마우스의 무릎 관절강 내부에 ITGBL1-shRNA를 함유한 아데노바이러스를 주입하여 ITGBL1의 발현을 저해할 경우 무릎연골의 건강상태가 악화되고, ITGBL1-shRNA를 함유한 아데노바이러스를 주입하여 ITGBL1의 발현을 저해한 관절강에 인테그린-베타1 저해제인 ATN-161을 주입하면 무릎연골의 건강상태가 다시 회복되는 결과를 확인할 수 있었다.As a result, as shown in D and E of FIG. 9, when the ITGBL1 expression was inhibited by injecting adenovirus containing ITGBL1-shRNA into the knee joint of the mouse, the health condition of the knee cartilage deteriorated and ITGBL1-shRNA The injection of ATN-161, an integrin-beta1 inhibitor, into joints that inhibited the expression of ITGBL1 by injection of adenovirus containing the compound resulted in restoration of knee cartilage health.

<110> UNIST(ULSAN NATIONAL INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY) <120> Pharmaceutical compositions for preventing or treating cartilage diseases <130> APC-2018-0367 <150> KR 10-2017-0163527 <151> 2017-11-30 <160> 21 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ITGBL1 5' <400> 1 augcacgcug gagccuu 17 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ITGBL1 3' <400> 2 aggauauucg cuuccaagcc a 21 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ITGBL1 MO <400> 3 agtagggaag atatacagac ctgca 25 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOX9-F <400> 4 aaggagagcg aggaggacaa gttc 24 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOX9-B <400> 5 tgttcttgct ggagccgttg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMMP3-F <400> 6 gatgcgcaag cccaggtgtg 20 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP3-B <400> 7 gccaatttca tgagcagcaa cga 23 <210> 8 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP13-F <400> 8 aggagcatgg cgacttctac cc 22 <210> 9 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP13-B <400> 9 tttgtctggc gtttttggat gttt 24 <210> 10 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Col2al-F <400> 10 cagttgggag taatgcaag 19 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Col2al-B <400> 11 gccttgagca gttcaccttc 20 <210> 12 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP-3-F <400> 12 tcctgatgtt ggtggcttca g 21 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP-3-B <400> 13 tgtcttggca aatccggtgt a 21 <210> 14 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP-13-F <400> 14 accacatcga acttcga 17 <210> 15 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP-13-B <400> 15 cgaccataca gatactg 17 <210> 16 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Col2al-F <400> 16 cacactggta agtggggcaa ga 22 <210> 17 <211> 23 <212> 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Asp Arg Tyr Ser Asp 130 135 140 Asp Phe Cys Ser Gly His Gly Gln Cys Asn Cys Gly Arg Cys Asp Cys 145 150 155 160 Lys Ala Gly Trp Tyr Gly Lys Lys Cys Glu His Pro Gln Ser Cys Thr 165 170 175 Leu Ser Ala Glu Glu Ser Ile Arg Lys Cys Gln Gly Ser Ser Asp Leu 180 185 190 Pro Cys Ser Gly Arg Gly Lys Cys Glu Cys Gly Lys Cys Thr Cys Tyr 195 200 205 Pro Pro Gly Asp Arg Arg Val Tyr Gly Lys Thr Cys Glu Cys Asp Asp 210 215 220 Arg Arg Cys Glu Asp Leu Asp Gly Val Val Cys Gly Gly His Gly Thr 225 230 235 240 Cys Ser Cys Gly Arg Cys Val Cys Glu Arg Gly Trp Phe Gly Lys Leu 245 250 255 Cys Gln His Pro Arg Lys Cys Asn Met Thr Glu Glu Gln Ser Lys Asn 260 265 270 Leu Cys Glu Ser Ala Asp Gly Ile Leu Cys Ser Gly Lys Gly Ser Cys 275 280 285 His Cys Gly Lys Cys Ile Cys Ser Ala Glu Glu Trp Tyr Ile Ser Gly 290 295 300 Glu Phe Cys Asp Cys Asp Asp Arg Asp Cys Asp Lys His Asp Gly Leu 305 310 315 320 Ile Cys Thr Gly Asn Gly Ile Cys Ser Cys Gly Asn Cys Glu Cys Trp 325 330 335 Asp Gly Trp Asn Gly Asn Ala Cys Glu Ile Trp 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compositions for preventing or treating cartilage          diseases <130> APC-2018-0367 <150> KR 10-2017-0163527 <151> 2017-11-30 <160> 21 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ITGBL1 5 ' <400> 1 augcacgcug gagccuu 17 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ITGBL1 3 ' <400> 2 aggauauucg cuuccaagcc a 21 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ITGBL1 MO <400> 3 agtagggaag atatacagac ctgca 25 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOX9-F <400> 4 aaggagagcg aggaggacaa gttc 24 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOX9-B <400> 5 tgttcttgct ggagccgttg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMMP3-F <400> 6 gatgcgcaag cccaggtgtg 20 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP3-B <400> 7 gccaatttca tgagcagcaa cga 23 <210> 8 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP13-F <400> 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aaaaaaaaaa a 4901

Claims (16)

ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
An integrin beta-like protein 1 (ITGBL1) protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector comprising the gene, and a recombinant cell transformed with the recombinant vector. A pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases.
제1항에 있어서, 상기 ITGBL1 단백질은 서열번호 20의 아미노산 서열을 포함하는 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases according to claim 1, wherein the ITGBL1 protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20.
제1항에 있어서, 상기 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 21의 염기서열을 포함하는 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases according to claim 1, wherein the gene encoding the protein comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21.
제1항에 있어서, 상기 연골질환은 퇴행성 관절염, 외상 후 관절염, 또는박리성 골 연골염인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the cartilage disease is degenerative arthritis, post traumatic arthritis, or peelable osteochondritis.
제1항에 있어서, 상기 재조합 벡터는 바이러스성 또는 비바이러스성 벡터인 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the recombinant vector is a viral or non-viral vector.
제1항에 있어서, 상기 바이러스성 벡터는 아데노바이러스, 아데노-부속 바이러스, 및 헬퍼-의존형 아데노바이러스 및 레트로바이러스 벡터로 이루어진 군에서 선택된 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the viral vector is selected from the group consisting of adenovirus, adeno-associated virus, and helper-dependent adenovirus and retrovirus vector.
제1항에 있어서, 상기 세포는 포유동물의 세포인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases according to claim 1, wherein the cell is a cell of a mammal.
제1항에 있어서, 상기 ITGBL1 유전자 또는 단백질은 ECM과 인테그린의 상호작용을 저해하는 것을 특징으로 하는 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases according to claim 1, wherein the ITGBL1 gene or protein inhibits the interaction of ECM and integrin.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 연골질환의 염증을 억제하는 것을 특징으로 하는 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases according to claim 1, wherein the composition inhibits inflammation of cartilage diseases.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 연골생성을 촉진하는 것을 특징으로 하는 것인, 연골질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating cartilage diseases according to claim 1, wherein the composition promotes cartilage formation.
제1항의 조성물을 유효성분으로 함유하는 약제학적 제제.
A pharmaceutical preparation containing the composition of claim 1 as an active ingredient.
제11항에 있어서, 상기 약제학적 제제는 담체, 부형제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을 추가로 포함하는 것인, 약제학적 제제.
12. The pharmaceutical preparation according to claim 11, wherein the pharmaceutical preparation further comprises at least one member selected from the group consisting of a carrier, an excipient and a diluent.
제11항에 있어서, 상기 약제학적 제제는 정제, 환제, 분제, 새세이 (sachet), 엘릭시르 (elixir), 현탁제, 유제, 용액제, 시럽제, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀제, 멸균 주사제, 및 멸균 분제로 이루어진 군에서 선택된 제형인 것을 특징으로 하는 것인, 약제학적 제제.
The pharmaceutical composition according to claim 11, wherein the pharmaceutical preparation is in the form of tablets, pills, powders, sachets, elixirs, suspensions, emulsions, solutions, syrups, aerosols, soft or hard gelatin capsules, Wherein the pharmaceutical formulation is a formulation selected from the group consisting of sterile disintegrants.
ITGBL1 (Integrin beta-like protein 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는, 인테그린 단백질 활성 저해제.
An integrin beta-like protein 1 (ITGBL1) protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector comprising the gene, and a recombinant cell transformed with the recombinant vector. , Integrin protein activity inhibitor.
제1항의 조성물의 약학적 유효량을 인간을 제외한 동물에게 투여하는 단계를 포함하는, 연골질환의 예방 또는 치료 방법.
A method for the prophylaxis or treatment of cartilage diseases, comprising administering a pharmaceutically effective amount of the composition of claim 1 to an animal other than a human.
제15항에 있어서, 상기 연골질환은 퇴행성 관절염, 외상 후 관절염, 또는박리성 골 연골염인, 연골질환의 예방 또는 치료 방법.

16. The method of claim 15, wherein the cartilage disease is degenerative arthritis, post traumatic arthritis, or peelable osteochondritis.

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