ANALYTICAL METHOD FOR COMMON AND SPECIFIC CHARACTERIZATION OF SKIN CARCINOGENESIS BY FTIR MICROSPECTROSCOPYThe invention presents methods of using Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy for common and specific characterization of carcinogenesis in human skin tumors. The invention provides the user with the method to analyse intra- and inter-molecular interactions for nucleic acids and proteins expressed in infrared (IR) spectra of human skin epidermal cancers towards understanding the molecular, cellular and tissue changes that occur during skin carcinogenesis. More particularly, presented analytical method has the advantage to simultaneously observe DNA-RNA, DNA-DNA, DNA-protein and protein-protein interactions by means of their expressed interacting activity levels within one type of tumour and between different types of tumours, both commonly and specifically, with further indication of the grade of activity in benign, premalignant and malignant skin tissue cells.A method of using Fourier transform infrared microspectroscopy for common and specific characterization of carcinogenesis in human skin tumors, comprising of:(i) comparative assessment of expressed mean values for nucleic acids and proteins, specific and non-specific, in FTIR spectra from epidermis of benign, premalignant and malignant skin lesions(ii) comparative calculation of the intensity ratios for all assigned peaks for nucleic acids vs. the peak at about 1245 cm-1 in FTIR spectra of benign, premalignant and malignant skin lesions(iii) comparative calculation of the intensity ratios for all assigned peaks for proteins, specific and non-specific, vs. the amide I peak at about 1650 cm-1 in FTIR spectra from epidermis of benign, premalignant and malignant skin lesions(iv) determination of a pattern, both common and/or specific, based on comparative assessment of expressed mean values, for nucleic acids in FTIR spectra from epidermis of benign, premalignant and malignant skin lesions, in comparison to a determined pattern of healthy epidermis(v) determination of a pattern, common for benign, premalignant and malignant skin tumours, based on comparative calculation of the intensity ratios, for nucleic acids and proteins in FTIR spectra of benign, premalignant and malignant lesions, in comparison to determined pattern of healthy epidermis(vi) determination of a pattern, specific for each type of pathology, based on comparative calculation of the intensity ratios, for nucleic acids and proteins in FTIR spectra from epidermis of benign, premalignant and malignant skin lesions, in comparison to determined pattern of healthy epidermis
FTIR 마이크로분광법으로 피부 발암의 공통적인 및 특이적인 특성화를 위한 분석 방법 본 발명은 인간 피부 종양에서 발암의 공통적인 및 특이적인 특성화를 위해 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 마이크로분광법을 이용하는 방법을 제시한다. 본 발명은 피부 발암 도중 발생하는 분자적, 세포 및 조직 변화를 이해하는 것에 대하여 인간 피부 표피 암의 적외선 (IR) 스펙트럼에서 발현된 핵산 및 단백질에 대한 분자내 및 분자간 상호작용을 분석하기 위한 방법을 사용자에게 제공한다. 더욱 특정하게,　제시된 분석적 방법은 DNA-RNA, DNA-DNA, DNA-단백질 및 단백질-단백질 상호작용을 공통적으로 그리고 특이적으로,　한 가지 유형의 종양 내에서 그리고 서로 다른 유형의 종양 간에 그들의 발현된 상호작용 활성 수준으로 동시에 관찰하고, 또한 양성,　전악성 및 악성 피부 조직 세포내 활성 정도를 추가로 나타내어 주는 이점을 갖는다. 피부 표피 발암의 공통적인 및 특이적인 특성화를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 표피에서 건강한 (즉 조직병리학적으로 변하지 않은) 조직에 대하여 양성, 전악성 및 악성 암 조직을 공통적으로 그리고 특이적으로 특성화하기 위한 패턴 인식 기술을 이용하여, 핵산과 단백질에 대한 주파수 대역 범위에 걸쳐 조직 샘플의 FTIR 스펙트럼에서 결정된, 단독으로 그리고 조합으로, DNA- 및 단백질- 특이적 서열에서 발현된 핵산과 단백질에 대한 분자내 및 분자간 상호작용을 분석하기 위함이며, 다음으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법:(i) 약 965 cm-1, 1055 cm-1에서, 그리고 트리아드 (triad)의 경우 약 1071 cm-1, 1084/1085 cm-1, 1095 cm-1에서 공지 대역의 범위에 걸쳐 DNA-특이적 주파수 대역의 결정으로, 하기 패턴을 찾기 위한, DNA 서열 검출 단계: (a) 건강한 조직에 특이적인, "DNA(965), DNA/RNA 트리아드 (1071, 1084/1085, 1095)";(b) 양성, 전악성 및 악성 암 조직에 특이적인, "DNA(965), DNA/RNA(1055), DNA/RNA 트리아드 (1071, 1084/1085, 1095)",(ii) "DNA (965), DNA/RNA(1055), DNA/RNA 트리아드 (1071, 1084/1085, 1095)"로서 DNA 서열에서 검출된, 하기와 같은 추가적인 패턴을 찾기 위한, 각각의 주파수 대역의 평균 값 계산 단계:(a) 피부 양성 종양에 특징적인, "DNA(965평균) < DNA/RNA(1055평균) < DNA/RNA트리아드 (1071, 1084/1085/1095최대 피크 평균)";(b) 피부 전악성 종양에 특징적인, "DNA(965평균) < DNA/RNA(l055평균) < DNA/RNA트리아드 (1071, 1084/1085/1095최대 피크 평균)";(c) 피부 악성 종양에 특징적인, "DNA(965평균) < DNA/RNA(l055평균) < DNA/RNA트리아드 (1071, 1084/1085/1095 최대 피크 평균)", 또한"DNA(965평균) < DNA/RNA(l055평균) > DNA/RNA트리아드 (1071, 1084/1085/1095 최대 피크 평균)", 그리고"DNA(965평균) > DNA/RNA(l055평균) < DNA/RNA트리아드 (1071, 1084/1085/1095최대 피크 평균)",(iii) 약 1245 cm-1, 즉 DNA/아미드 III에서 피크의 평균 강도와 비교하여 계산되어, 비율로 나타낸, "DNA(965), DNA/RNA(1055), DNA/RNA 트리아드 (1071, 1084/1085, 1095)"로서 DNA 서열에서 검출된, 하기와 같은 추가적인 패턴을 찾기 위한, 각각의 주파수 대역의 평균 강도 계산 단계:(a) 피부 양성 종양에 특징적인, "DNA(I(965평균)/I(l245평균)) < DNA/RNA(I(l055평균)/I(l245평균)) < DNA/RNA트리아드 (I (DNA/RNA 트리아드 최대 피크 평균)/I(1245평균))";(b) 피부 전악성 종양에 특징적인, "DNA(I(965평균)/I(l245평균)) < DNA/RNA(I(1055평균)/I(1245평균)) < DNA/RNA트리아드 (I (DNA/RNA 트리아드 최대 피크 평균)/I(1245평균))";(c) 피부 악성 종양에 특징적인, "DNA(I(965평균)/I(l245평균)) < DNA/RNA(I(1055평균)/I(l245평균)) < DNA/RNA트리아드 (I (DNA/RNA 트리아드 최대 피크 평균)/I(l245평균))", 또한"DNA(I(965평균)/I(l245평균)) < DNA/RNA(I(1055평균)/I(1245평균)) > (I(DNA/RNA 트리아드 최대 피크 평균)/I(1245 평균)", 그리고"DNA(I(965평균)/I(l245평균)) > DNA/RNA(I(1055평균)/I(l245평균)) < (I(DNA/RNA 트리아드 최대 피크 평균)/I(1245평균))",(iv) 피부 암 발생에 대하여 표피 조직을 특성화하기 위해, 상대적 비율, 즉 약 1071, 1084/1085, 1095 cm-1에서의 총계 평균 DNA/RNA 트리아드 피크 vs. 약 1245 cm-1에서의 DNA/아미드 III 피크를 하기 범위 내에서 계산하는 단계:(a) 건강한 표피에 특이적인, [0.5:1] - [0.7:1];(b) 피부 양성 종양에 특이적인, [0.7:1] - [0.9:1]; (c) 피부 전악성 종양에 특이적인, [0.8:1] - [0.9:1]; (d) 피부 악성 종양에 특이적인, 하지만 종양 유형에 따라, [0.7:1] - [1:1],(v) 약 1310 cm-1, 1390 cm-1, 1450 cm-1, 1540 cm-1 및 1645 cm-1에서 설명적인 및 비-설명적인 단백질에 대하여, 검출된 단백질 서열내 각각의 단백질-특이적 주파수 대역의 평균 값 계산 단계, 여기서(a) 약 1310 cm-1에서 비-설명적, 즉 비-특이적 단백질의 발현된 평균 값은 건강한, 양성, 전악성 및 악성 암 조직으로부터의 검출된 단백질 서열에서, 시작 수준, 즉 활성 수준을 결정함,(b) 단백질 서열내 약 1310 cm-1에서 비-설명적, 즉 비-특이적 단백질의 평균 값은 상대적 비율에서 단계적 변화와 밀접하게 연관하여 변동됨,(c) 단백질 서열내 약 1310 cm-1에서 비-설명적, 즉 비-특이적 단백질의 평균 값은 항상, 약 1245 cm-1에서 DNA/아미드 III 피크의 활성 수준에 의해 유사한 값으로 발현됨,(d) 약 1390 cm-1 및 1450 cm-1에서 비-설명적, 즉 비-특이적 단백질의 평균 값은 [0.9:l]과 대비하여 전악성 및 악성 암 조직의 단백질 서열에서 동일하게 발현되지만, 양성 암 조직에서는 그렇지 않음,(e) 약 1540 cm-1에서 특이적 단백질의 평균 값은 상대적 비율에서 단계적 변화와 밀접하게 연관하여 발현되지만, 양성, 전악성 및 악성 암 조직의 경우 다름,(vi) 양성, 전악성 및 악성 암 조직과 관련하여 단백질 서열에서 발현된 평균 값의 활성의 하기와 같은 비교 분석 단계:(a) 다음을 특징으로 하는, 양성 복합 모반에 관련하여, 양성 피부 종양에 특이적임:● "(1310) < (1390) = (1450)" 및 "(1310) < (1390) < (1450)"로서, 두 가지 패턴의 비-특이적 단백질 서열,● 패턴, "(1310) < (1390) = (1450)"은 [0.7:l] 및 [0.8:1] 상대적 비율과 연관되는 범위 평균 값에 대한 것임,● 패턴, "(1310) < (1390) < (1450)"은 [0.9:l] 상대적 비율과 밀접하게 연관되는 범위 평균 값에 대한 것임,● 0.2-0.4 의 범위에 있는, 비-특이적 단백질에 대한 평균 값, 그리고 0.7-0.8의 범위에 있는, 약 1540 cm-1에서의 특이적 단백질에 대한 평균 값은 [0.7:1] - [0.9:l]의 상대적 비율에서 임의의 단계적 변화와의 연관성을 보여주지 않음,(b) 다음을 특징으로 하는, 보웬(Bowen) 병에 관련하여, 전악성 암 조직에 특이적임:● "(1310) < (1390) = (1450)"으로서, 한 가지-패턴화된 비-특이적 단백질 서열,● 이 패턴은 상대적 비율에서 단계적 변화와 밀접하게 연관됨, ● 0.1-0.4의 범위에 있는, 비-특이적 단백질에 대한 평균 값, 및 0.6-0.8의 범위에 있는, 약 1540 cm-1에서의 특이적 단백질에 대한 평균 값은 [0.7:1] 내지 [l:l]의 상대적 비율에서 단계적 변화 증분으로 증가함,(c) 하기와 같이, 악성 암 조직에 특이적임:다음을 특징으로 하는, BCC에 관련하여:● "(1310) = (1390) = (1450)" 및 "(1310) < (1390) = (1450)"으로서, 두 가지 패턴의 비-특이적 단백질 서열,● 패턴 "(1310) = (1390) = (1450)"은 [1:1]의 상대적 비율에서 오로지 단계적 변화와 연관됨,● "(1310) < (1390) = (1450)"로부터의 패턴에서 0.2-0.5의 범위에 있는, 비-특이적 단백질의 평균 값, 및 0.7-0.8의 범위에 있는, 약 1540 cm-1에서의 특이적 단백질에 대한 평균 값은 [0.8:l] 내지 [l:l]의 상대적 비율에서 단계적 변화 증분과 밀접하게 연관하여 발현됨,다음을 특징으로 하는, SCC에 관련하여:● "(1310) = (1390) = (1450)" 및 "(1310) < (1390) = (1450)"로서, 두 가지 패턴의 비-특이적인 단백질 서열,● 이들 패턴은 상대적 비율에서 단계적 변화와 연관되지 않음,● 0.2-0.7의 비-특이적 단백질에 대한 고-범위 평균 값, 및 0.6-0.9의 범위에 있는 약 1540 cm-1에서의 특이적 단백질에 대한 평균 값은 [0.7:1] 내지 [1:1]의 상대적 비율에서 단계적 변화 증분과 밀접하게 연관하여 발현됨,다음을 특징으로 하는, MM에 관련하여:● "(1310) < (1390) = (1450)"로서, 한 가지-패턴화된 비-특이적 단백질 서열,● 0.3-0.5의 비-특이적 단백질에 대한 저-범위 평균 값은 약 1540 cm-1에서의 특이적 단백질의 경우 0.8의 평균 값으로 발현되며, 이는 양성 종양의 경우 보다 더 높음.