초록 ▼

(1) 멜라토닌이 세포 산화 스트레스를 조절하는지 조사하고 in vivo 동물실험으로 멜라토닌의 투여가 쥐의 노화를 조절하는 기전을 밝히기 위해 멜라토닌이 PI3-kinase 경로 단백질을 비롯한 유전자발현과 활성에 미치는 영향을 조사함. 합성된 화합물의 항산화 효과와 더불어 세포독성 여부도 조사함. (2) 면역세포의 노화과정에서 면역 세포의 면역작용과 아포토시스에 AMPK의 변화와 조절 기전을 규명함. (3) 항산화제 신규 화합물을 분자설계하고 대조물질을 합성하고 화합물을 항 산화 효능이 있는지 검색함.
(1) 멜라토닌의

(1) 멜라토닌이 세포 산화 스트레스를 조절하는지 조사하고 in vivo 동물실험으로 멜라토닌의 투여가 쥐의 노화를 조절하는 기전을 밝히기 위해 멜라토닌이 PI3-kinase 경로 단백질을 비롯한 유전자발현과 활성에 미치는 영향을 조사함. 합성된 화합물의 항산화 효과와 더불어 세포독성 여부도 조사함. (2) 면역세포의 노화과정에서 면역 세포의 면역작용과 아포토시스에 AMPK의 변화와 조절 기전을 규명함. (3) 항산화제 신규 화합물을 분자설계하고 대조물질을 합성하고 화합물을 항 산화 효능이 있는지 검색함.
(1) 멜라토닌의 노화방지 기전 연구: 멜라토닌의 산화 스트레스에 대한 조절을 신호전달 단백질, 전사인자, 세포주기 단백질들의 발현과 활성을 조사하여 규명. 세포주에서 산화 스트레스에 의한 세포사멸에서 PI 3-kinase와 MAP kinases활성 및 AP-1와 NF-kB의 전사인자 활성 등에 미치는 영향을 조사하여 melatonin의 항산화효과에 대한 분자 수준에서 결과를 얻음. Melatonin이 수용체 의존적으로 포도당 흡수를 조절한다는 사실을 발견함. 즉, melatonin이 insulin signaling을 조절하는 역할이 있음을 보여주는 결과로 melatonin이 노화 방지에 대한 효과가 부분적으로는 insulin signaling의 조절에 의한 것임을 제시. Melatonindl invivo 실험에서 항산화효소와 PI 3-kinase 효소 활성이 높음을 관찰함. 또한 melatonin이 허혈과 재관류에 의한 손상으로부터 조직을 보호한다는 사실을 in vivo 쥐 실험에서 밝혔고 melatonin이 수용체 의존적으로 신경교 세포에서 항염증 작용을 한다는 것을 관찰함. 공동연구원이 합성한 compound 50 여개를 세포손상을 보호하는 효과 검색.
(2) 5'-AMP-activated protein kinase의 면역세포에서 노화 조절 기전: 산화 스트레스와 외부자극에서 AMPK 활성이 증가하고 NF-kB의 활성을 유도함을 관찰하였고 AMPK와 AICAR는 macrophge 세포에서는 LPS에 의한 cytokine 발현을 억제하여 항 염증 반응이 있음을 알 수 있음. 산화 스트레스에 의한 세포사멸로부터 T 세포의 생존을 유지하는 효과가 있음을 관찰하였으며 AMPK활성이 MAPK family 유전자의 활성을 조절하고 전사인자 (NF-kB, NF-AT, AP-1)의 활성을 조절한다는 사실도 밝힘. 또한 어린 쥐 (5개월)와 늙은 쥐(22개월)의 splenocytes를 분리하여 산화제를 처리하고 AMPK와 AMPK 조절 단백질들의 활성과 발현을 주사하여 노화에 따른 AMPK의 면역세포 기능 조절을 조사함.
(3) 노화방지 (항 노화) 화합물 개발: 항산화활성을 보였던 전년도 선행연구결과를 기 초로 하여 고유한 화학구조를 갖는 항산화 활성을 지닐 것으로 예상되는 신규의 4-hydoxyphenylacetic acid amide 화합물을 분자설계하고 10여개의 신규화합물을 합성하고 또한 합성화합물의 항산화 활성 검색함. 멜라토닌의 수용체 의존적, 비의존적 항산화작용과 항염증작용에 대한 결과와 면역세포에서 AMPK의 세포사멸과 신호전달 단백질 조절, 및 항염증 작용에 대한 결과 및 항산화제 합성과 항산화제 기능 검색 등의 본 연구 결과는 노화과정에 대한 환경적 요인, 유전자적인 요인, 에너지 대사의 이해를 증진시킬 뿐 만 아니라 노화방지 화합물 합성을 통한 노화방지법도 개발에 기여할 수 있으리라 생각함.

Abstract ▼

(1) Study roles of melatonin and melatonin receptor in cell senescence and aging, and examine roles of genes of melatonin signaling in receptor-dependent or independent manners under oxidative stress. (2) Study the mechanism of immunosenescence, examine roles of AMPK in immune cell function, prolife

(1) Study roles of melatonin and melatonin receptor in cell senescence and aging, and examine roles of genes of melatonin signaling in receptor-dependent or independent manners under oxidative stress. (2) Study the mechanism of immunosenescence, examine roles of AMPK in immune cell function, proliferation, oxidative stress-induced apoptosis. (3) Develop the anti-aging drugs, synthesize anti-oxidant compounds by rational drg design.
(1) Role of melatonin in anti-aging: To study how melatonin regulates cell senescence or aging, we examined cell signaling molecules and transcription factors under oxidative stress. During oxidative sytress-induced damage, effects of melatonin on cell survival, PI 3-kinase and MAP kinases activation, and AP-1 and NF-kB activation were examined. Melatonin regulates insulin-induced glucose uptake in skeletal muscle, suggesting melatonin regulates insulin signaling, a key signaling pathway for metabolism and aging process. In vivo study, melatonin-treated rats showed decrease in lipid peroxidation and increase in PI 3-kinase/Akt, antioxidants. Melatonin treatment reduced lung injury through reducing lipid peroxidation and PMN sequestration. Anti-inflammatory effect of melatonin were examined in microglia in a receptor dependent manner by inhibition of ERK1/2 and NF-KB signaling. Compounds were screened for the effects of antioxidant and oxidative stress-induced cell damage.
(2) Roles of 5'-AMP-activated protein kinase in immunosenescence: AMPK activation during oxidative stress and ATP depletion were observed in macrophages and anti-inflammatory effect of AMPK and AICAR were studied in LPS-treated macrophages. AMPK activator AICAR increased DNA synthesis and protected H2O2-induced apoptosis in T cells. AMPK induced activation of transcription factors (NF-kB, NF-AT, AP-1) and regulates MAP kinase family protein activities. When oxidants (menadione) were treated in splenocytes isolated from rats, oxidants significantly increased AMPK activity in splenocytes of young rats (5 months), while the effect was minimal in splenocytes of old rats (22 months), although basal AMPK activity was significantly higher in old rats. Changes of other molecules regulating AMPK or regulated by AMPK were examined.
(3) Development of Anti-aging drugs: Antioxidant compound synthesis : 4-hydoxyphenylacetic acid amide compounds. Synthesis of derivatives of 3,5-Disubstituted-4-hydroxyphenylacetic acid amides. Screening of antioxidant effect of compound: lipid peroxidation assay using brain homogenate of rats. The results on the regulation of melatonin and signaling proteins in ROS contents, antioxidant expression, and insulin signaling (metabolism) and role of melatonin in aging process may be useful to develop anti-aging therapy. The study on the roles of AMPK and its signaling proteins on cellular ROS contents, cytokine release may be facilitate to develop anti-inflammatory drugs related to oxidative stress. Synthesized compound showing antioxidant with low cytotoxicity may be developed as anti-aging agents as well as neuroprotective agents.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...17
• 3. 결과 및 고찰...24
• 4. 결론...64
• 5. 인용문헌...66