오줌 단백질체 분석을 통한 골다공증 특이 단백질 바이오마커의 발굴
저자
발행사항
대구 : 경북대학교 대학원, 2009
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경북대학교 대학원 : 동물공학과 2009. 8
발행연도
2009
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
대구
형태사항
viii, 66 p. ; 26cm
소장기관
폐경기성 골다공증은 중년 여성들에 있어 가장 흔한 골대사 질환으로서 골절로 인한 개인적, 경제적, 사회적 손실이 막대하다. 오줌은 시료 채취 과정에서의 비침습성으로 인해 질병을 진단하기 위한 생체물질로서 가장 이상적이라 평가되고 있다. 그러므로 오즘을 이용한 골다공증 바이오마커 발굴 연구는 상당한 의미가 있다. 본 연구에서는 gel을 기반으로 한 프로테오믹스 기법을 바탕으로 사람의 폐경기성 골다공증의 동물 모델인 난소제거 흰쥐를 사용하여 오줌 단백체를 분석하였다. 실험에 이용된 총 39마리의 흰쥐는 young group(n=7)과 old group(n=32)으로 분류되었고 old group은 다시 OVX group(n=17)과 sham group(n=15)으로 분류되었다. 각 오줌 시료는 TCA 침전법과 투석을 통한 전처리 과정을 거쳐 질량분석기를 이용하여 분석되었다. 선행된 사람 오줌 단백체 분석결과와 비교하여 흰쥐의 오줌에서 동정된 단백질이 약 70%의 상동성을 나타내었다. 그 가운데 superoxide dismutase-1(SOD-1)과 alpha-1-antitrypsin(A1AT)이 골다공증에 있어 차등 발현된 단백질로 나타났고 이를 검증하기 위하여 사람 오줌에 적용하여 western blot 분석을 시행하였다. 그 결과, 사람 골다공증 환자 오줌에 있어서 SOD-1과 A1AT가 대조군에 비하여 차등 발현됨을 확인하였고 이는 골다공증에 대한 잠재적 바이오마커로서의 가능성을 보여주었다.
더보기Background Post-menopausal osteoporosis is one of the most common diseases affecting aged women. It is a major health problem with regard to not only the high fracture rates and loss of quality of life of women but also the economic loss to society. Urine is an ideal source of materials to search for potential disease-related biomarkers as it is produced by the affected tissues and can be obtained easily by noninvasive methods. Therefore, the availability of urinary biomarkers that would provide diagnosis and/or prognosis of osteoporosis would be a significant advancement.
Methods In the present study, we adopted a gel-based proteomics approach to examine the urinary proteome profile in an animal model of human post-menopausal osteoporosis. Seven 6-week old female Sprague-Dawley rats served as the young group, 17 rats ovariectomized (OVX group), and 15 SHAM-operated (SHAM group). Urine samples were collected from all groups for proteomic analysis. Proteins were extracted with trichloroacetic acid (TCA) and separated by 2-dimensional gel electrophoresis. Differentially expressed proteins were subjected to MALDI-TOF and LC-MSMS analysis and identified by peptide mass fingerprinting (PMF). Superoxide dismutase-1 (SOD-1) and alpha-1-antitrypsin (A1AT) were validated by Western blot analysis.
Results The OVX-group showed lower Serum Estradiol Level (SEL) and reduced Body Mass Density (BMD) in the femoral neck. Urinary protein profiling show 71% similarity between rat and human models. Possible known biomarkers such as SOD-1 and alpha-1-antitrypsin were identified in the urine proteomes. From 2-D gel and MS analysis results, SOD-1 decreased in both OVX and osteoporosis group. On the other hand, A1AT was found to be decreased in OVX but increased in osteoporosis group. These suggest SOD-1 and A1AT as potential urine biomarker for osteoporosis.
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