초록 ▼

본 연구실에서는 세포내에서 Na,K-ATPase의 repressor로서 작용을 하는 TCTP 단백질에 세포막투과 도메인인 protein transduction domain (PTD)이 존재함을 관찰하였다. 현재 TAT-PTD를 포함하여 전 세계적으로 in vivo에서 세포내로의 단백질전달효과가 확인된 8종의 PTD가 발견되어 있으나 이들 대부분이 전사인자에서 유래한 것으로 TAT-PTD가 가장 효능이 좋다고 알려져 있다. 기존의 PTD는 특정 짧은 서열로서 공통점은 양성의 아미노산으로 구성되어 있거나,

본 연구실에서는 세포내에서 Na,K-ATPase의 repressor로서 작용을 하는 TCTP 단백질에 세포막투과 도메인인 protein transduction domain (PTD)이 존재함을 관찰하였다. 현재 TAT-PTD를 포함하여 전 세계적으로 in vivo에서 세포내로의 단백질전달효과가 확인된 8종의 PTD가 발견되어 있으나 이들 대부분이 전사인자에서 유래한 것으로 TAT-PTD가 가장 효능이 좋다고 알려져 있다. 기존의 PTD는 특정 짧은 서열로서 공통점은 양성의 아미노산으로 구성되어 있거나, -helix 구조를 갖는 서열이며, 대부분이 바이러스 유래 전사인자에서 유래한 이유 때문에 주로 핵에 축적된다는 문제점을 안고 있다. 하지만 TCTP는 전사인자가 아니며 세포질에 존재하는 인간단백질이므로 핵에 축적되거나 항체 형성과 같은 문제점도 없는 반면, 기존에 알려진 PTD 아미노산 서열과는 구별되는 서열을 갖고 있으며, 고농도에서는 TAT-PTD 보다 효능이 월등한 것으로 관찰된다.
1차년 도에는 TCTP-PTD의 mapping 및 서열을 규명하였고, in vitro delivery 효능 검사를 위해 120kDa의 사이즈가 큰 Characterization of the novel protein transduction domain derived from TCTP protein -Galactosidase의 융합단백질을 만들어 동물실험을 통해 입증하였다. 2차년 도에는 TCTP-PTD-Characterization of the novel protein transduction domain derived from TCTP protein -Galactosidase 융합단백질 투과능을 동물실험 통해 다시 한 번 확인하였으며, TCTP-PTD는 세포에서 독성을 유발하지 않으며 마우스동물모델에서의 체중변화, 간독성 및 신독성은 나타나지 않았다. 기존에 알려진 TAT-PTD와의 비교연구를 통해 TCTP-PTD는 TAT-PTD 대비 펩타이드 및 융합단백질 모두에서 세포로 투과되기 위해서는 상대적으로 고용량 및 더 긴 배양시간이 요구되는 것으로 확인되었다. 3차년 도에 수행한 연구결과 TAT-PTD은 charge를 띄고 있어 세포막의 heparan sulfate를 통해 세포내로 들어가는 것으로 알려져 있다. TCTP-PTD의 세포막투과 기전을 확인한 결과 TAT-PTD와 다르게 heparan sulfate를 통해 들어가지 않으며, lipid-rafe-mediated endocytosis와 macropinocytosis를 통해 들어가는 것을 확인하였다. 따라서 TAT-PTD와의 비교연구를 통한 TCTP-PTD의 세포막 투과 기전연구 연구는 국내 산업화에 중요한 역할을 할 핵심기술의 기초연구가 될 수 있다. 본 과제에서 진행된 구체적인 연구내용은 다음과 같다.
1. TCTP-PTD mapping과 규명 (1차년도)
2. TCTP-PTD In vivo delivery 확인을 위한 마우스 실험 (1차년도, 2차년도)
3. TCTP-PTD의 세포독성과 In vivo 독성등 PTD의 문제점 해결을 위한 연구 (2차년도)
4. TCTP-PTD 세포막투과 기전 연구 (3차년도)

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 11
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 11
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 16
• III. 연구성과 ... 18