초록 ▼

인간의 면역체계에 중요한 역할을 담당하고 있는 memory T cell의 형성 및 유지에 핵심적인 역할을 하는 단백질군의 발견 및 이들에 대한 기초연구는 새로운 개념의 항암, 항바이러스 백신의 개발, 기존의 개발된 백신들의 효과를 증가시키고 유지시킬 수 있는 중요한 연구 분야임. 본 연구진은 Human 과 Mouse model을 이용하여 memory T cell의 분화 및 생성에 중요한 역할을 하는 marker 단백질의 발굴연구를 시행함. Human model에서는 인간의 PBL로부터 CD8+ memory T cell을 98% 이상

인간의 면역체계에 중요한 역할을 담당하고 있는 memory T cell의 형성 및 유지에 핵심적인 역할을 하는 단백질군의 발견 및 이들에 대한 기초연구는 새로운 개념의 항암, 항바이러스 백신의 개발, 기존의 개발된 백신들의 효과를 증가시키고 유지시킬 수 있는 중요한 연구 분야임. 본 연구진은 Human 과 Mouse model을 이용하여 memory T cell의 분화 및 생성에 중요한 역할을 하는 marker 단백질의 발굴연구를 시행함. Human model에서는 인간의 PBL로부터 CD8+ memory T cell을 98% 이상의 순도로 분리한 후 in vitro expansion방법을 이용하여 인간의 naive 및 memory T cell을 5 x $10^8$ cell을 확보하였으며, 이들 in vitro expansion된 naive 및 memory T cell들이 세포표면 단백질 및 기능적 분석에서 naive 및 memory T cell임을 재차 확인함으로서, 기존의 인간 memory T cell 분야의 연구에서 memory and naive T cell의 세포수가 부족하여 적용 할 수 없었던 proteomics 기술을 이용할 수 있게 할 수 있는 system을 확보하였음. 이같이 생성된 인간의 naive 및 memory T cell을 이용하여 proteomics분석을 시도한 결과, 인간의 naive T cell에 특이적인 2 개의 단백질 (LK-1, CA-4), 인간의 memory T cell에 특이적인 5 개의 단백질(HP, IR-beta, NP-1, LR, BA-1)을 발굴하였으며, 이들 유전자들의 발현정도를 microarray 및 RT-PCR을 이용한 분석에서도 인간의 naive 및 memory T cell에 특이적임을 재차 확인하였고, 또한 이들 단백질에 대한 mAb를 이용한 FACS 및 westernblot 분석에서도 확인되었음. 이들 candidate 단백질의 in vivo 기능연구를 위하여, Listeria 및 CMV를 antigen으로 하여 BA-1 및 LR의 유전자가 결핍된 KO mouse에서 이들 candidate 단백질들의 기능을 분석하고 있음. 또한 candidate 단백질의 in vivo 기능 및 질환치료용 단백질신약로의 개발을 위한 핵심기술인 PTD와 HP 및 CA-4단백질과의 융합단백질을 염증성 자가면역질환인 asthma 및 심근경색 동물모델에서 우수한 질환치료효과가 있음을 증명하였음. Mouse model에서는 사이토카인 IL-12를 이용하여 mouse의 naive T 세포로부터 memory T 세포의 대량 생성을 유도할 수 있는 antigen stimulation system을 개발하였고, proteomics 기술을 이용하여 in vivo memory T 세포의 대량 생성으로 이어지는 in vitro stimulated CD8 T 세포에서 사이토카인 IL-12에 의해 특이적으로 발현이 조절되는 많은 수의 중요 기능 조절 단백질들을 발굴하였음. 따라서 본 연구진이 발굴한 candidate 단백질들은 memory T cell의 생성 및 유지에 대한 새로운 작용기작을 제시할 수 있을 뿐 아니라, 치료 예방백신 및 다양한 자가면역질환과 심장질환에 대한 새로운 치료제개발에 중추적기여를 할 것임.

Abstract ▼

Identification and functional verification of proteome which plays a critical role for generation and maintenance of memory T cells is fundamental in development of novel anti-cancer and anti-viral vaccine, and improvement of current vaccines. Our research team made an attempt to identify the protei

Identification and functional verification of proteome which plays a critical role for generation and maintenance of memory T cells is fundamental in development of novel anti-cancer and anti-viral vaccine, and improvement of current vaccines. Our research team made an attempt to identify the proteins essential for the development and maintenance of CD8+ memory T cells using human and mouse model.
Using a couple of different and previously known surface marker proteins specific to memory T cells 2 x $10^6$ of CD8+ human memory T cells were prepared from human PBL with more than 98% of purity, and then stimulated with anti-CD28 mAb and plate bound anti-CD3 mAb to increase its cell number up to 5 x $10^8$ cells. Expression pattern of surface marker proteins on the expanded cells and their cellular functions were equivalent to those of na？e and memory T cells freshly isolated from PBL. The generation of 5 x $10^8$ memory T cells through the ex vivo expansion method enables us to carry out the proteomic analysis of memory T cells, which has not been technically possible with 2x$10^6$ cells. Through proteomic analysis of human CD8+ na？e and memory T cells we identified two proteins specific to human na？e Tcells (LK-1 and CA-4), and five proteins specific to human memory T cells (HP, IR-beta, NP-1, LR, BA-1). Expression specificity of these candidate proteins to either na？e or memory T cells was also confirmed by microarray, RT-PCR, FACS and western blot analysis. Using Listeria or LCMV infection model functional importance of these candidate proteins specific to CD8+ memory T cells in development and maintenance of memory T cells is being analyzed in mice where BA-1 or LR gene was knocked out at chromosomal level in collaboration with Dr. Susan Kaech in Yale Medical School. To develop therapeutic agents for the treatment of autoimmune diseases such as asthma or myocardial infarction using these candidate proteins the fusion protein between PTD (Protein Transduction Domain) and HP or CA-4 were generated. These fusion proteins effectively prevented cell death of cardiac myocytes and infiltration of inflammatory cells in mouse disease models repectively. Our results also demonstrated that IL-12 is critical for the differentiation of na？e T cells into memory T cells in mouse system, and several candidate proteins were identified whose expression was induced by IL-12 treatment of na？e T cells. In conclusion, functional analysis of the candidate proteins identified by proteomics of na？e and memory CD8+ T cells will be able to suggest the existence of novel subpopulations in memory T cells, and new cellular mechanism for memory T cell generation and maintenance. These findings will make a significant contribution to development of novel therapeutic and prophylactic vaccine against viral infection and cancer, and protein drugs for the treatment of various autoimmune and cardiac diseases in the future.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 보고서 초록 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...10
• CONTENTS ...11
• 목차 ...12
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...13
• 1. 연구개발의 필요성 및 목표 ...13
• 가. 연구개발의 필요성 ...13
• 나. 단계 및 연차별 연구개발 목표 ...15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...16
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...18
• 1. 단계 및 연차별 추진전략 ...18
• 가. 1차년도 ...18
• 나. 2차년도 ...18
• 다. 3차년도 ...19
• 라. 1단계 최종 연구 결과 ...19
• 2. 단계·연차별 연구개발 목표, 내용, 결과 ...20
• 가. 1차년도 ...20
• 나. 2차년도 ...22
• 다. 3차년도 ...23
• 라. 1단계 최종 연구실적 결과 ...24
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...46
• 1. 연차 계획에 따른 목표 달성도 ...46
• 2. 관련분야에의 기여도 ...48
• 3. 연구개발을 통해 파생된 성과 ...49
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...53
• 1. Human model ...53
• 2. Mouse model ...56
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...58
• 1. 국내외 시장 현황 및 전망 ...58
• 제7장 참고문헌...60