초록 ▼

1. 신경세포 노화 및 사멸기전과 감마-시크리테아제 활성 변화와의 연관성 규명
가. 신경세포 노화 및 사멸기전과 감마-시크리테아제 활성 변화와의 연관성 규명
나. 신호전달 경로 조절을 통한 감마-시크리테아제 활성 조절 확인
2. 신경세포 노화 및 사멸과정 중 감마-시크리테아제 조절기전 규명 및 조절 단백질 발굴
가. 신경세포 노화 및 사멸 과정 중 감마-시크리테아제 활성 조절 단백질 발굴
나. 신경세포 노화 및 사멸 신호전달 차단을 통한 감마-시크리테아제 활성 조절 기전 규명
3. 조절 단백질의 감마

1. 신경세포 노화 및 사멸기전과 감마-시크리테아제 활성 변화와의 연관성 규명
가. 신경세포 노화 및 사멸기전과 감마-시크리테아제 활성 변화와의 연관성 규명
나. 신호전달 경로 조절을 통한 감마-시크리테아제 활성 조절 확인
2. 신경세포 노화 및 사멸과정 중 감마-시크리테아제 조절기전 규명 및 조절 단백질 발굴
가. 신경세포 노화 및 사멸 과정 중 감마-시크리테아제 활성 조절 단백질 발굴
나. 신경세포 노화 및 사멸 신호전달 차단을 통한 감마-시크리테아제 활성 조절 기전 규명
3. 조절 단백질의 감마-시크리테아제 활성 조절과의 연관관계 규명
가. 조절단백질의 신경세포 노화 및 사멸에서의 기능 규명
나. 조절 단백질의 감마-시크리테아제 활성 조절과의 연관성 규명

Abstract ▼

According to the amyloid cascade hypothesis, Alzheimer disease (AD) is the consequence of neuronal cell death induced by $\beta$-amyloid (A$\beta$), which accumulates by abnormal clearance or production. On the other hand, recent studies have shown cell death-induced alteration

According to the amyloid cascade hypothesis, Alzheimer disease (AD) is the consequence of neuronal cell death induced by $\beta$-amyloid (A$\beta$), which accumulates by abnormal clearance or production. On the other hand, recent studies have shown cell death-induced alteration in amyloid precursor protein (APP) processing, suggesting potential mutual interactions between APP processing and cell death. We showed that the cell death caused by DNA damage-inducing agents (DDIAs) facilitated $\gamma$-secretase activity and A$\beta$ generation in a Bax/Bcl-2-dependent, but caspase-independent manner. Here, we also attempted to elucidate the downstream mechanism that modulates $\gamma$-secretase activity in DDIA-treated cells. N-acetyl cysteine, a potent antioxidant, attenuated DDIA -induced enhancement of $\gamma$-secretase activity but failed to rescue cell death. Overexpression of Hsp70, which blocks cytochrome C release from mitochondria, also reduced $\gamma$-secretase activity. Moreover, glutathione depletion significantly facilitated $\gamma$-secretase activity and A$\beta$ generation by enhancing the formation of higher molecular weight $\gamma$-secretase complex before signs of cell death developed. Finally, A$\beta$ treatment, a known inducer of oxidative stress, also increased $\gamma$-secretase activity. Taken together, these results indicate that DDIA-induced $\gamma$-secretase activation is dependent on augmented oxidative stress, and that A$\beta$ and $\gamma$-secretase may activate each other. Based on these results, we propose a feed-back loop between oxidative stress and A$\beta$ generation mediated by $\gamma$-secretase activation.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 요약서...2
• 요약문...3
• SUMMARY...5
• 목차...7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...8
• 1. 연구개발의 필요성...8
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...9
• 1. 선진국 수준과의 비교...9
• 2. 취약기술 극복방안...9
• 3. 앞으로의 전망...9
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...11
• (1) Reporter system이 도입된 CHO 세포주에 PI3 kinase 계열인 DNA-PK의 활성 억제를 위해 wortmannin이나 LY294002를 전처리하고 DNA 손상유발물질 (DDIA)의 효과를 확인...11
• (2) 동일한 시스템에 furosemide를 처리하거나 Bcl-2를 과다발현하여 Bax의 mitochondrial 이동을 억제했을 때의 DDIA의 효과를 확인...11
• (3) mitochondria 내막 투과성 전이 억제제인 cyclosporin 또는 decyl uqiquinone을 전처리하고 DDIA의 효과를 확인...11
• (4) ROS scavenger를 전처리하고 DDIA의 효과를 확인...12
• (5) 신경세포 노화 및 사멸 중 감마-시크리테아제 복합체 구성 분자의 발현 변화 양상 규명...12
• (6) diethyl maleate를 처리하여 세포내 항산화물질인 glutathione을 감소시킴으로서 세포내 산화 스트레스를 유발하고 감마-시크리테아제를 구성하는 4가지 단백질의 양 변화를 웨스턴블로팅 방법으로 확인한 결과 4가지 단백질 모두에서 양적인 변화가 관찰되지 않았음...13
• (7) Cytochrome C 방출 및 전자전달계 활성과 감마-시크리테아제 활성의 연관성 규명...13
• (8) 감마-시크리테아제 활성 측정을 위한 리포터시스템이 도입되어 있는 CHO 세포주에 heat shock protein 70을 과다발현하여 cytochrome C의 방출을 억제하고 DNA 손상 유발물질 처리후 리포터의 발현을 측정한 결과, Hsp70 과다발현에 의해 cytochrome C의 방출이 억제되었고 이에 따라 감마-시크리테아제의 활성증가가 감소함을 확인하였음...13
• (9) ROS 생성에 관여하는 전자전달계 복합체 1,2,3 각각에 대한 억제제 (Rotenone (Rot) for Complex I, TTFA (TTF) for Complex II, Antimycin (Ant) for Complex III) 전처리 시 DNA 손상 유발물질에 의한 리포터 발현변화를 측정한 결과 ROS 생성에 관련된 complex I과 III의 억제에 의해 감마-시크리테아제 활성증가가 유의하게 감소됨을 확인하였음...14
• (10) 감마-시크리테아제 활성에 영향을 미치는 ROS의 종류 규명...14
• (11) 전자전달계외 세포내 ROS 생성에 관여하는 xanthine oxidase와 NAD(P)H oxidase에 특이적 억제제 전처리 시 DNA 손상 유발물질에 의한 리포터 발현변화를 측정한 결과 DNA 손상 유발물질 처리에 의해 생성되는 ROS는 미토콘드리아 전자전달계에서 유래하는 것임을 확인하였음...15
• (12) glutathione depletion에 의한 감마-시크리테아제 활성 변화 규명...15
• (13) 최근 보고된 세포사멸 경로인 PKCδ/STAT1 경로의 연관성 규명...16
• (14) PKCδ 활성화를 억제하는 Rottlerin을 전처리 시 etoposide에 의한 리포터 발현 증가가 유의하게 감소함을 확인하였음...16
• (15) 신경세포 노화 및 사멸 중 감마-시크리테아제 구성 분자의 수식화 변화 양상 규명...16
• (16) DEM과 bafillomycin을 동시 처리 하였을 때 ROS 생성은 일어나지만 감마-시 크리테아제 활성은 저해가 되어 나타나므로 ROS downstream에 subcellular acidification에 의한 감마-시크리테아제 조절 기전이 존재하는 것을 규명함...18
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...19
• (1) 연구개발의 최종목표...20
• (2) 연차별 연구개발 목표 및 내용...20
• (3) 계획대비 달성도(선정시 제시된 연구목표)...21
• (4) 위 연구목표(총연구기간)에서 중요도 순으로 4-5개 목표 추출 및 가중치 부여...22
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...23
• 1) 감마-시크리테아제의 활성을 조절하는 분자적 기전을 규명함으로써 분자 수준에 서의 산발성 AD의 병인 규명...23
• 2) 노화 및 세포 사멸 시, 감마-시크리테아제의 활성을 조절하는 새로운 인자 규명 및 베타 아밀로이드 생성 억제를 위한 약물로서의 작용가능성을 규명--> AD 치료제 개발에서 중요한 방향점을 제시...23
• 3) 감마-시크리테아제의 생리학적 기능 및 신경세포의 신호전달 및 세포사멸과의 연계성을 규명--> 학문적 파급 효과 기대...23
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...24
• 제 7 장 참고문헌...25