초록 ▼

Ⅰ. 제 목
인체질환연구를 위한 동물 발생모델연구
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
가. 연구개발의 목표
국내에서 발생하는 고혈압 환자의 혈압조절 관련유전자에 대한 유전자다형성(genetic polymorphism) 조사 및 유병율과의 상관성 규명
고혈압 관련 유전자들의 유전자적중동물 (gene targeting animal)을 이용한 분자유전학적 병인론 및 병리기전 규명
병인론에 기인한 인체유전질환의 예방법 및 치료법 개발에 기여
나. 연구개발의 필요성
혈압의 조절에 중

Ⅰ. 제 목
인체질환연구를 위한 동물 발생모델연구
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
가. 연구개발의 목표
국내에서 발생하는 고혈압 환자의 혈압조절 관련유전자에 대한 유전자다형성(genetic polymorphism) 조사 및 유병율과의 상관성 규명
고혈압 관련 유전자들의 유전자적중동물 (gene targeting animal)을 이용한 분자유전학적 병인론 및 병리기전 규명
병인론에 기인한 인체유전질환의 예방법 및 치료법 개발에 기여
나. 연구개발의 필요성
혈압의 조절에 중추적인 역활을 하는 레닌-안지오텐신계(renin-angiotensin system)에 관련된 유전자들의 유전자다형성(genetic polymorphims)이 현재 고혈압의 연구에 중요한 분야로 대두되고 있음
다인성 유전적질환의 연구 모델을 제작하여 다양한 유전적인 원인으로 발병하는 고혈압의 원인과 병리기전을 밝힘으로서 인체의 유전적 질환에 대한 예방 및 치료법을 개발이 필요함
현재 국내 고혈압환자에서 유전자다형성(genetic polymorphism)을 조사한 결과 혈압조절과 관련된 유전형이 혈압수준 및 고혈압의 발생과 관련이 있음을 알 수 있었음
미국에서 6,000만명을 비롯하여 전세계 6억 - 10억의 사람들이 고혈압환자로 추산된다. 이는 현재 의약품 시장이 3000억불 정도로 추산한다면 전체 의약품 시장의 약 10% 정도인 300억불의 시장을 고혈압 치료제가 차지할 정도로 부가가치가 매우 높은 분야라고 할 수 있음
1996년 부터 사망률이나 질병의 이환률에 있서서 암을 능가하는 중요한 질병이 되었음
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
Ⅳ. 연구개발결과
1. 고혈압관련 유전자의 다형성의 측정
56명의 고혈압환자와 170명의 정상인에서 ecNOS (혈관 nitric oxide 생산효소)유전자의 Glu298Asp(G/T) 다형성을 조사하여 본결과 환자군에서는 GG, GT, TT 유전형이 각각 46, 7, 3례에서 관찰되었고 정상인군에서는 각각 144, 15, 11례 관찰되었다. Glu298Asp 다형성의 분포는 환자군과 정상인군사이에 유의한 차이점을 발견할 수는 없었다 (p=0.7217).
3. renin 유전자 적중동물 제작
renin 유전자 적중동물의 작성을 위한 targeting vector를 작성하여 ES세포주에 targeting construct를 transformation한 후 미세주입한 결과 F2 마우스 까지 성공적으로 brreding 하였다.
4. 안지오텐신유전자 적중동물에서의 혈압관련 유전자 발현 조사
본 연구의 결과는 연구책임자가 안지오텐시노젠유전자 적중동물을 제작한 연구팀과 공동 연구를 실시하여 유전자의 발현을 조사 하였다. 연구의 결과는 J Biol Chem (1999년 5월 14일)에 발표한 바와 같이 안지오텐시노젠의 유전자의 수에 따라 RNA의 발현정도가 안지오텐시노젠은 비려하고 renin 유전자는 반비례하여 발현되고 있음을 알 수 있었다.
5. 유전자적중 마우스의 표현형 분석
현재 까지 본 연구 결과 로 제작한 K/O 마우스에서 혈압과 관련된 뚜렸한 표현형은 관찰 되지 않았으며, 안지오텐신 유전자 적중동물의 경우는 현재 유전자의 수에 따라서 유전자의 수를 targeted duplication 시킨 마우스에서는 혈압이 정상 마우스 보다 약 15mmHg 증가하는 것을 관찰 할 수 있었으며, null mutation 시킨 마우스에서는 혈압이 약 10 mmHg 감소하는 것을 관찰 할 수 있었다.
레닌유전자 K/O 마우스와 안지오텐신 유전자 K/O 마우스의 cross-breeding한 마우스에서의 혈압의 변화는 안지오텐신유전자 K/O 마우스의 표현형과 비슷한 정고의 혈압의 변화를 보였다.
6. 각각의 유전자적중 동물의 생리연구
이들 유전자적중 동물 마우스에서 혈압외의 체중 및 체중 등의 기본적인 변화는 관찰할 수 없었으며, 기본적인 혈액생리학적인 수치도 정상적이었다.
7. 동맥경화성 심혈관질환 및 고혈압의 발병에 연관된 유전자의 다형성을 연구함
정상인과 환자군을 선정하고 이들에서 genomic DNA를 분리하여 NADH/NADPH p22 phox 유전자의 C242T 다형성이 동맥경화와 어느정도연관성이 있음을 발견
8. 단구세포주에서 심혈관질환의 발병에 관련된 유전자를 동정함
단구세포주인 THP-1 세포에 LIGHT를 처리하고 발현되는 유전자를 DD-PCR로 분석하고 클로닝하였음
9. Low density lipoprotein receptor K/O 마우스에서 돔맥경화 병인론 연구 및 치료제 개발
동맥경화의 원인이 Ldlr 유전자의 결손과 매우 연관성이 높음을 확인하고 이 모델에서 치료제 후보 물질을 개발함
Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
- 본 연구 결과에서 얻어진 유전자 다형성 연구는 현재 한국의 고혈압 환자 들이 실질적으로 진성고혈압 (exssential hypertension) 자체 보다는 동맥경화와 관련성이 매우 높음을 구체적으로 밝힌 것으로서 환자의 진단에 매우 유용한 기초자료로 사용 될 수 있음
- 기존의 동맥경화 치료제가 주로 statin 계열의 혈중 콜레스테롤 강화제인것에 반해 본 연구결과에서 발견한 치료 후보 물질들은 항염증작용을 주 기전으로 하여 치료 효과를 나타내는 것으로 새로운 치료 모델을 제시 하였으며, 이들을 동맥경화증 치료제로서의 개발이 가능할 것 임

Abstract ▼

I. Subject
Studies of experimental organisms as human disease models
II. Objectives and Impotance of This Research
<Objectives>
To investigate the influence of genetic factors responsible for the development of hypertension and atherosclerosis.
To investigate the molecular

I. Subject
Studies of experimental organisms as human disease models
II. Objectives and Impotance of This Research
<Objectives>
To investigate the influence of genetic factors responsible for the development of hypertension and atherosclerosis.
To investigate the molecular pathogenesis of hypertension and atherosclerosis using gene targeting mouse.
To contribute the development of method for the prevention and development of cardiovascular disease.
<Importances>
One of the laeding causes of human cardiovascular morbidity and mortality (25-30% of the adult Caucasian population)
Multigenic disease (Essential hypertention has not been elucidated)
Genetic factors play an important role
Renin-angiotensin system plays a central role
III. Scopes and Contents of This Project
- Genetic factors associated with hypertension
- Germ-line transmission of a targeted duplication made in a renin gene by gap-repair
- Tissue mRNA levels for primary tissues synthesizing angiotensinogen in AGT gene targeted mice
- Analyzing quantitative genetic traits in gene targeted mice
- Physiology of gene targeted mice
- Genetic factors associated with atherosclerosis
- Screening of antiatnerogenic chemiclas using LDL receptor knock out mice
IV. Results
- Genetic factors associated with hypertension
ecNOS gene a/b polymophism were associated with the development of hypertension in the study population (P=0.02)
- Germ-line transmission of a targeted duplication made in a renin gene by gap-repair
We have duplicated the two highly homologous mouse renin genes Ren-1d and Ren-2 of mouse embryonic stem cell line by using OSDUPDEL targeting vector.
- Tissue mRNA levels for primary tissues synthesizing angiotensinogen in AGT gene targeted mice
Quantitative differences in expression of AGT gene have been shown to directly cause modest changes in blood pressure.
- Analyzing quantitative genetic traits in gene targeted mice
We find progressively and significantly higher blood pressure in the animals having increasing number of AGT gene copies.
- Physiology of gene targeted mice
All blood chemical levles were normal.
- Genetic factors associated with atherosclerosis
p22 phox gene C242 polymophism were associated with the development of atherosclerosis in the study population. (P=0.011)
- Screening of antiatnerogenic chemiclas using LDL receptor knock out mice
Tilianin have antiatherogenic effect by the NF-kB dependent inhibition of iNOS and iflammatory cytokine expression.
V. Future Studies
- It is likely that more number of genetic factors will be proved to be influenced by environmental factors such as age, smoking, diabetes mellitus,and hypertension in the future.
- Futher studies on the effects of tilianin may extend the candidates of antiatherosclerotic drug.

목차 Contents

• 제 1 장 서론
  1. 연구개발의 최종목표
  2. 연구개발의 경제·사회·기술적 필요성
  3. 연차별 연구내용 및 범위
  제 2 장 국내외 기술개발 현황
  1. 국내의 기술개발현황
  2. 국외 기술개발 현황
  3. 기술개발 현황에서 차지하는 위치
  제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과
  1. 이론 및 실험적 접근 방법
  가. 기술정보 수집
  나. 전문가확보
  다. 연구개발 방법론
  (1) 고혈압 외증 측정 및 진단기준
  (2) 유전적다형성 분석법
  (3) gene targeting에 의한 동물모델의 제작
  (4) 혈중 콜레스테롤 및 lipoprotein profile 측정
  (5) 죽상경화반의 병리학적인 관찰
  (6) Low density lipoprotein receptor nnockout 마우스를 이용한 동맥경화 억제효과에 대한 실험
  (7) 동맥경화 치료 후보 물질의 약리작용기전 연구
  (8) 통계처리방법
  2. 연구 내용 및 결과
  가. 고혈압 관련 유전자의 다형성 측정
  나. renin 유전자 적중동물 제작
  다. 고혈압 관련 유전자 적중 마우스의 표현형 분석