보고서 정보
주관연구기관 |
식품의약품안전평가원 |
연구책임자 |
임철주
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참여연구자 |
이진하
,
심선보
,
이수해
,
지승완
,
박송희
,
김광제
,
이정민
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2011-12 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
식품의약품안전청 |
과제관리전문기관 |
식품의약품안전평가원 National Institute of Food and Drug Safety Evaluation |
등록번호 |
TRKO201200006994 |
과제고유번호 |
1475006267 |
DB 구축일자 |
2013-05-20
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키워드 |
형질전환동물,퇴행성뇌질환,뇌신경세포,아교세포transgenic,neurodegenerative disease,neuronal cell,glial cell
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초록
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Paraquat은 비선택성 제초제로 광범위하게 이용되고 있는 제4가 암모늄 화합물이다. Paraquat은 강력한 인간 신경독성 물질이고 산화스트레스 모델에 많이 이용되고 있다. 소교세포는 뇌의 주요한 면역세포이며, 퇴행성뇌질환에 관여하는 염증조절 과정에 중요한 인자 작용한다. 최근 paraquat이 신경 염즘을 일으킬 것으로 추정하고 있지만, paraquat이 직접 관여하는지는 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 이러한 의문을 해결하기 위해 paraquat에 의한 세포독성 결정, 소교세포 활성은 세포의 형태 변화, nitric oxi
Paraquat은 비선택성 제초제로 광범위하게 이용되고 있는 제4가 암모늄 화합물이다. Paraquat은 강력한 인간 신경독성 물질이고 산화스트레스 모델에 많이 이용되고 있다. 소교세포는 뇌의 주요한 면역세포이며, 퇴행성뇌질환에 관여하는 염증조절 과정에 중요한 인자 작용한다. 최근 paraquat이 신경 염즘을 일으킬 것으로 추정하고 있지만, paraquat이 직접 관여하는지는 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 이러한 의문을 해결하기 위해 paraquat에 의한 세포독성 결정, 소교세포 활성은 세포의 형태 변화, nitric oxide 방출, 염증 사이토카인, 분비단백질, 유전자 발현, 혈청생화학적 분석, 퇴행성뇌질환추정 인간유전자 Timp21 백터 개발, 단백질 발현, 퇴행성뇌질환추정 인간유전자 Timp21 모델마우스개발 및 유효성분석을 수행하였다. 양성대조물질로 lipopolysaccharide(LPS)를 사용하였으며, LPS는 소교세포를 활성시켜 형태변화와 nitric oxide이 방출되었지만, paraquat을 처리한 BV
2 세포에서 직접 활성화 되지 않았다. BV 2 세포에서 paraquat에 의해 분비된 단백질에서 인터루키(IL)-6 와 TNF-α는 증가하였다. BV 2 소교세포와 동물실험에서 paraquat에 의해 유도되는 신호전달 경로에 대한 결과에서는 paraquat가 extracellular signal-regulated kinases(ERK)에 의해 조절되는 것으로 조사되었다. paraquat에 의한 BV2 microglia 세포에서 차등적으로 발현되는 5,444개의 유전자를 Gene Ontology(GO)에서 유전자를 검색하여 이 중 γ-secretase complex에 관여하여 알츠하이머 질환과 관련이 있는 것으로 추정되는 Tmed10(TMP21) 유전자 발굴 및 pCMV/Timp21 벡터를 개발하여 BV2 microglia 세포와 C6 glioma 세포에서 γ-secretase complex 구성요소, mitogen-activated protein kinase (MAPK)의 발현변화를 확인하였다. 또한 Liquid chromatography (LC)-mass spectrometry (MS)/MS를 이용한 단백질의 펩타이드 분석에서 발현된 단백질 중 ATP synthase subunit beta 등은 알츠하이머 질환과 관련이 있는 것으로 분석되었다. 또한 pCMV/Timp21가 삽입된 퇴행성 뇌질환 추정 모델동물을 개발하였으며, 개발된 형질전환 동물은 연령별(1개월, 3개월, 6개월, 9개월) 시기에 따라 γ-secretase complex 및 MAPK 기작에 작용함을 확인하였으며, pCMV/Timp21 형질전환동물에 대한 혈액, 혈청생화학적 자료를 확보하였다. 개발된 pCMV/Timp21가 삽입된 퇴행성 뇌질환 추정 모델동물은 신약개발을 위한 유용한 생명자원으로 사료된다.
Abstract
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Paraquat is quaternary ammonium compounds widely used as non-selective contact herbicides. Paraquat is a potential human neurotoxicant and is used in models of oxidative stress. Microglia are the principal immune cells of the brain. Microglia plays an important role in the processes of several infla
Paraquat is quaternary ammonium compounds widely used as non-selective contact herbicides. Paraquat is a potential human neurotoxicant and is used in models of oxidative stress. Microglia are the principal immune cells of the brain. Microglia plays an important role in the processes of several inflammation-mediated neurodegenerative diseases. Recent studies have suggested that paraquat induce neuro-inflammation, however, it is not known if it can directly activate microglia. In the present study, we determined the cell cytotoxicity of paraquat in BV 2 micorglia cells and C6 glioma cells. Microglia activation was analyzed by morphological changes, release of nitric oxide, inflammatory cytokines, secrected protein, gene expression, serum biochemistry, CMVhTMP21 vector cloning, tramsgenic mice development. Treatment with lipopolysaccharide(LPS) was used as a positive control. While LPS induced morphological changes characteristic of microglial activation and release of nitric oxide, but paraquat does not act dictly on microglia. Levels of the inflammatory cytokines, interleukin(IL)-6 and tumornecrosis factor(TNF)-alpha were elevated in secreted protein of paraquat-stimulated BV 2 microglia. Gene Ontology(GO) for function analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) pathway analysis were analyzed the functions and roles of significant genes in molecular function. We found TMP21 gene which are differentially expressed in microglia cells of BV-2 mice due to paraquat in the first year and identified Tmed10(TMP21) using Gene Ontology is assumed to be associated with Alzheimer's Disease by affecting gamma-secretase complex. Taken together, pCMV/hTMP21 performed a role of modulator that can influence APP-processing, γ-secretase complex activity and β-amyloid production, which result from the expression of pCMV/hTMP21 with MAP kinases involving ERK as with in protein analyses. In parallel, these transgenic mice are expected to be useful for the development of new drugs for treating AD.
목차 Contents
- 자체연구개발과제 최종보고서 ... 1
- 표지 ... 2
- 요약문 ... 4
- Summary ... 5
- 목차 ... 6
- I. 연구개발과제 연구결과 ... 7
- 제1장 연구개발과제의 개요 ... 7
- 제2장 연구개발과제의 국내·외 연구개발 현황 ... 13
- 제3장 연구개발과제의 연구수행 내용 및 결과 ... 15
- 제4장 연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 101
- 제5장 연구개발과제의 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 107
- 제6장 연구개발과제의 연구개발 결과 활용계획 ... 109
- 제7장 참고문헌 ... 111
- 제8장 첨부서류 ... 114
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