초록 ▼

I. 연구개발의 목적 및 필요성
- 한국인의 호발암 중 하나인 간암은 아직 정확한 발암기전이 규명된 바 없으며, 따라서 간암 특이 유전자를 타겟으로 하는 간암치료제의 개발 또한 미미한 실정임
- 최근 후성학적 조절인자의 하나로써 다양한 히스톤탈아세틸화효소 (HDAC)가 암 발생 및 진행에서 중요한 역할을 담당하고 있음이 많은 연구 결과를 통해 입증되고 있음
- 본 연구자의 선행연구 결과에 따르면 간암에서 HDAC2 및 HDAC6 두 유전자의 발현이 특이적으로 조절되는 것으로 나타남
- 본 연구의 목표는 간암 특

I. 연구개발의 목적 및 필요성
- 한국인의 호발암 중 하나인 간암은 아직 정확한 발암기전이 규명된 바 없으며, 따라서 간암 특이 유전자를 타겟으로 하는 간암치료제의 개발 또한 미미한 실정임
- 최근 후성학적 조절인자의 하나로써 다양한 히스톤탈아세틸화효소 (HDAC)가 암 발생 및 진행에서 중요한 역할을 담당하고 있음이 많은 연구 결과를 통해 입증되고 있음
- 본 연구자의 선행연구 결과에 따르면 간암에서 HDAC2 및 HDAC6 두 유전자의 발현이 특이적으로 조절되는 것으로 나타남
- 본 연구의 목표는 간암 특이적인 후성학적 조절인자로서 HDAC2와 HDAC6 두 유전자의 간암관련 기전을 탐색하고, 간암세포와 암환자에서 이들 유전자의 특이 발현이 간암발생 및 진행에서 어떠한 역할을 수행하는지를 세포 및 개체 수준에서 고찰해 봄으로써 궁극적으로 각각의 특이적인 HDAC을 타겟으로 선택적억제와 활성화를 통한 발암억제의 수단을 고찰함으로써 종양연구의 새로운 개념을 제시하고자 함
II. 연구개발의 내용 및 범위
- 간암 환자에서 HDAC2 및 HDAC6 발현이상 확인
- HDAC2의 선택적억제를 통한 세포생장 및 세포주기조절 기전 규명
- HDAC2가 지닌 in vitro tumorigenic potential 규명 및 개체 수준에서의 검증
- HDAC6에 의한 세포자가포식 (Autophage) 활성화 기전 규명
- HDAC6의 종양형성 억제기전 연구 및 개체 수준에서의 검증
III. 연구개발결과
- 간암 검체 및 간암세포주에서 HDAC2의 과발현 관찰, Wnt signaling에 의한 HDAC2 유전자 발현조절여부를 조사하였으며, 간암에서 HDAC2 과발현은 Wnt signaling에 의해 조절되지 않음
- HDAC2 유전자의 선택적 억제가 간암세포주 생장속도를 둔화시키며, 이는 G1 arrest 유발을 통한 세포주기조절 기전에 의한 것임을 입증함
- HDAC2 유전자가 지닌 in vitro tumorigenic potential의 검증 및 Mouse xenograft를 통한 in vivo 종양형성능의 고찰
- HDAC6의 간암검체 및 세포주에서 종양시 발현억제를 관찰하였음
- HDAC6의 종양세포주에서 재발현 유도는 세포성장을 억제하며, 이는 autphagy 활성에 의한 것임을 증명하였음
- 실험동물모델에서 HDAC6 발현 간암세포주를 HDAC6 억제 간암세포주와 비교하였을 때 종양증식 억제를 확인하였음
- 결과적으로 간암 발생 및 성장에 있어 HDAC2와 HDAC6의 비정상적 발현 변화가 간암형성에 기여함을 밝혔으며 새로운 간암치료 타겟으로 제시하고 검증하였음
IV. 연구개발결과의 활용계획
- 간암의 독자적 연구개발을 통한 기술 이프라의 구축이 가능하며 원천기술의 개발이 가능함
- 간암의 발생에 관련된 특정 유전자를 대상으로 하는 치료 약제 및 방법의 개발 및 지적재산권 확보
- 경쟁력 있는 바이오 의약품의 개발로 수출 확대 및 국제 협력의 강화

Abstract ▼

The histone modification and acetylation by histone acetyltransferases (HATs) and histone deacetylases (HDACs) have been associated with chromatin decondensation and transcriptional activation and silencing. There have been accumulating evidences indicating that HDAC2 is dysregulated in many differe

The histone modification and acetylation by histone acetyltransferases (HATs) and histone deacetylases (HDACs) have been associated with chromatin decondensation and transcriptional activation and silencing. There have been accumulating evidences indicating that HDAC2 is dysregulated in many different types of cancers including hepatocellular carcinoma (HCC). We found that the aberrant expression of HDAC2 suppressed p21Cip1/WAF1 and p16INK4A leading to the transcriptional activation of CDK2 and CDK4 respectively, which augmented phosphorylation of p130 (Rb2) and consequently stimulated activation of G1/S phase transition related genes, such as CDC2, PCNA, E2F1 or E2F5. Our findings suggest that aberrant regulation of HDAC2 plays a pivotal role in the liver cancer development and/or progression through the systemic activation of cell cycle circuit, and support the idea that HDAC2 could be a potential drug target relevant to the treatment of liver cancer.
HDAC6, one of class II HDAC isotypes, is a cytosolic protein and microtubule-associated deacetylase that interacts with non-histone protein, including $\alpha$-tubulin. In this study, we also investigated the expression levels of HDAC6 in human liver cancer cell lines and tissues. HDAC6 expression was significantly down-regulated in the HCCs compared to corresponding normal tissues in nine selected tissue samples. Thus, to investigate the HDAC6-induced anti-neoplastic potentials on liver cancer progression, we restored HDAC6 expression using gene transfection in human Hep3B liver cancer cell line. Over-expression of HDAC6 suppressed proliferation of liver cancer cells with decreased acetylation status of $\alpha$-tubulin and exhibited the characteristics of autophagic degradation (autophagosome formation and the LC3-II generation) in Western blot and Electron Microscopy (EM) analysis. In addition, we found that over-expression of HDAC6 induced expression of autophagy-related gene Beclin 1, a key molecule of autophagosome formation. In contrast, knock-down of HDAC6 over-expressed cells could reduce the expression level of increased Beclin 1 and LC3-II with restoration of acetylated $\alpha$-tubulin. Furthermore, in the xenograft mouse models, over-expression of HDAC6 significantly suppressed tumor growth and incidence of tumor formation. In conclusion, our results suggest that HDAC6-indued autophagic cell death provide a novel mechanism for the regulation of beclin1 and LC3 expression in liver cancer development and progression providing new therapeutic intervention in human hepatocellular carcinoma.

목차 Contents

• 겉표지 ...1
• 제출문 ...3
• 요약문 (한글) ...4
• 요약문 (영문) ...5
• 연구 성과 실적 및 향후 계획 ...6
• 참여연구원 현황표 ...10
• I. 총괄연구과제 연구결과 ...11
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ...12
• 2. 국내외 기술개발 현황 ...19
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ...26
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ...27
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ...42
• 6. 향후 연구성과 추진 계획(※해당되는 경우만 작성) ...44
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ...44
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ...45
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...46
• 10. 참고문헌 ...48
• II. 첨부서류 ...52
• 실적증빙자료 및 첨부서류 목차 ...53
• 1. 자체평가의견서 ...54
• 2. 실적 증빙자료 ...57