초록 ▼

I.제목
미세소관이 액틴 중합에 미치는 영향
II.연구개발의 목적 및 필요성
액틴은 수용성 단백질로서 LPA,thrombin, growth factors등에 인해 F-actin으로 중합된다. F-actin은 세포형태의 변화, 세포의 이동, chemotaxis, 세포분열, 물질의 흡수 및 분비 등에서 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 있어 액틴중합의 기작의 연구는 신호전이기작에서 중요한 부분이 되어 있다. 또한 GTP-binding protein, PLC ?1, pp60src, focal adhesion k

I.제목
미세소관이 액틴 중합에 미치는 영향
II.연구개발의 목적 및 필요성
액틴은 수용성 단백질로서 LPA,thrombin, growth factors등에 인해 F-actin으로 중합된다. F-actin은 세포형태의 변화, 세포의 이동, chemotaxis, 세포분열, 물질의 흡수 및 분비 등에서 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 있어 액틴중합의 기작의 연구는 신호전이기작에서 중요한 부분이 되어 있다. 또한 GTP-binding protein, PLC ?1, pp60src, focal adhesion kinase등의 신호전이기작에 중요한 단백질들이 F-actin과 상호연결되어 있는 것으로 알려져 있어 그 중요성을 더해 주고있다.
액틴중합의 대한 기작은 다양한 종류의 세포에서 여러가지의 기작이 보고 되어있다. Small G-protein인 rho와 rac이 stress fiber와 membrane ruffling을 각각 형성함으로써 F-actin양을 증가시키는 것으로 알려져 있으나 그 기작은 아직 잘 알려져 있지 않다. DAG의 전구물질인 PMA는 rat basophilic leukemia cell과 neutrophill에서 액틴중합을 촉진시키는 것으로 알려져 있지만 human fibroblast에서는 활성화시키지 않는다. Dictyostellium discoideum에서 추출한 세포막을 이용한 연구에서 DOG는 actin nucleation site 수를 증가시켰지만 PMA는 그 영향이 없었다. Tyrosine phosphorylation 또한 B lymphocyte, platelet, Dictyostelium 등에서 액틴중합을 촉진시켰지는 것으로 보고되어 있으며 PIP2도 gelsolin, profilin, villin등과 같은 actin-binding protein에 결합함으로서 액틴중합 조절에 중요한 것으로 알려져 있다. 최근 phosphatidylcholine에서 유래한 phosphatidic acid가 IIC9 fibroblast에서 액틴중합을 시키는 것으로 보고되기도 했다.
Microtubule은 세포골격을 구성하는 3가지 성분중의 하나인데 microtubule rearrangement는 세포조절과 밀접한 관계를 가지고 알려지고 있다. microtubule의 재조합이 세포분열, 세포분화 등의 과정에서 일어나는 것으로 보고되어 있으며, 또한 microtubule의 분해가 DNA의 합성을 촉진하는것으로 알려져 있다. 그러나 Taxol에 의한 microtubule의 안정화는 growth factor에 의한 세포증식을 억제하는 것으로 알려져 있지만 그 기작에 대해서는 전혀 보고된 바가 없다.
따라서 본 연구를 통해 microtulule depolymerization가 actin polymerization에 중요하다는 것을 입증함으로써 새로운 액틴중합의 기작을 밝히고자 한다. microtubule을 분해하는 agent들이 stress fiber를 형성함으로써 액틴중합을 촉진시켰으며 액틴중합의 촉진은 Taxol에 의해서 억제되었다. 그렇지만 액틴중합의 대한 microtubule depolymerization의 효과는 기존의 알려진 액틴중합기작인 PIP2, DAG, PKC, Ca2+, PA에 의해 일어나지 않았다. 따라서 microtubule depolymerization은 액틴중합을 위한 새로운 기작으로 입증되었다.
III.연구개발 내용 및 범위
미세소관의 변화가 액틴중합의 미치는 영향을 조사하기 위해 Swiss 3T3 fibroblasts와 Rat-2 fibroblasts에서 다음과 같이 2단계로 나누어 연구했다. 제 1단계는 Colchicine에 의한 미세섬유의 변화를 연구하는 것으로 Swiss 3T3 cell과 Rat-2 cell를 Colchicine으로 처리한 다음 미세섬유의 구조적 변화를 규명하고 이에 따른 F-actin양의 변화를 조사해 미세소관의 분해가 미세섬유의 변화에 미치는 영향을 규명했?려진 기작에 의해 F-actin양을 증가 시켰는지 아니면 microtubule depolymerization에 의한 것인지를 조사했다.
IV. 연구개발의 결과 및 활용에 대한 건의
미세소관의 변화가 액틴중합에 미치는 영향과 기작을 Swiss 3T3 cell과 Rat-2 cell에서 조사한 결과 다음과 연구결과를 얻었다.
1. Colchicine은 stress fiber를 형성함으로써 액틴중합을 유도했으며, 액틴중합의 증가는 Colchicine의 처리 시간과 농도에 밀절한 관계를 가지고 있다.
2. Colchicine은 DAG나 IP3을 증가시키지 않아 PIP2-PLC를 활성화시키지 않았으며 PA를 증가시키지 않았기 때문에 PC-PLD를 촉진시키지도 않았다.
3. PKC는 Colchicine의 의한 액틴중합의 관여하지 않았음이 H-7과 PKC down-regulation에 의해서 입증되었다.
4. nocodazol, vinblastin, podophyllotoxin등의 미세소관을 분해시키는 agent들은 Colchicine과 비슷한 양상으로 F-actin양을 증가시켰으며 미세소관을 안정시키는 Taxol은 microtubule-depolymerizing agent들에 의한 액틴중합의 촉진을 억제했다.
5. 본 실험 결과는 microtubule에 의한 세포 조절기작을 입증한 것으로 taxol등의 암 치료제 작용기작의 이해에 도움을 주리라 생각된다.

목차 Contents

• Chapter 1. Introduction
  Chapter 2. Main Body
  1. Materials and Methods
  2. Results
  3. Discussion
  Chapter 3. Conclusion
  Chapter 4. References