초록 ▼

연구의 목적 및 내용
핵 단백질로 알려진 High Mobility Group Box 1 (HMGB1)은 손상된 신경세포에서 유리되어 인접하는 신경세포 손상을 가속화시키는 한편 (autocrine), 미세 아교세포를 활성화시켜 염증을 유도하는 (paracrine) 양방향 작용을 수행하여, 뇌졸중 후 신경세포 손상을 급격히 악화시키는 새로운 danger signal로 작용하는 것으로 알려짐. 본 연구는 뇌졸중 후 급성 신경세포 손상과 이어지는 2차 손상의 기전에서의 HMGB1의 역할 및 손상 악화 기전을 밝히고 그 제어 방안을 제

연구의 목적 및 내용
핵 단백질로 알려진 High Mobility Group Box 1 (HMGB1)은 손상된 신경세포에서 유리되어 인접하는 신경세포 손상을 가속화시키는 한편 (autocrine), 미세 아교세포를 활성화시켜 염증을 유도하는 (paracrine) 양방향 작용을 수행하여, 뇌졸중 후 신경세포 손상을 급격히 악화시키는 새로운 danger signal로 작용하는 것으로 알려짐. 본 연구는 뇌졸중 후 급성 신경세포 손상과 이어지는 2차 손상의 기전에서의 HMGB1의 역할 및 손상 악화 기전을 밝히고 그 제어 방안을 제시하여 뇌졸중 치료를 위한 기초연구의 기반을 확보하고자함. 또한 상기 작용의 다양한 방법의 억제를 통하여 HMGB1의 기능 제어 방안을 강구하고 이를 통한 뇌졸중 후 신경세포 손상 억제를 위한 신개념의 뇌신경 손상 제어 기술 제안하였음.
연구결과
(1) 뇌졸중 후 HMGB1 거동에 관한 체계적, 종합적 정보 제시: 뇌신경계 허혈-재관류 시 뇌조직, CSF, serum에서의 HMGB1의 변화 양상 및 핵, 세포질 세포밖의 분포 및 발현 유도 양상을 보였음. (2) 신경세포와 뇌졸중에서 HM GB1의 danger signal 로써의 중요성 제시: 뇌졸중 동물 모델과 1차 배양 신경세포에서 HMGB1을 siRNA, antibody, A box, 그리고 GA 처리에 의해 억제한 경우 현저한 보호 효과가 있음. (3) 신경세포 손상을 악화(aggravation)시키며 microglia의 활성화/염증을 유도하는 autocrine/paracrine function 작용 기전 제시: HMGB1 siRNA를 통하여 knockdown 시킨 경우, 다양한 방법으로 유도한 신경세포 손상과 microglia 세포에서의 염증 유도기능이 억제됨. (4) 신경세포에서 HM GB1의 주 수용체는 RA GE이며 그 하위 신호전달계는 p38 M A PK와 ERK임을 보고 (5) HMGB1 A box antagonistic peptide 역할: HMGB1 단백질의 functional domain 중에서 A box의 경우, 강력한 HMGB1 억제 기능으로 antagonistic peptide 역할을 수행하여 보호 효과를 보임을 뇌졸중 동물 모델을 통하여 증명함. (6) HM GB1 knokdown: HMGB1 siRNA를 사용한 억제의 신경계 보호 효과를 뇌졸중 동물 모델의 손상억제를 통하여 보고. (7) GA의 HM GB1 분비억제: HMGB1 단백질과 결합하는 것으로 알려진 GA의 뇌경색 억제, 운동 및 감각 기능 향상. 그리고 항염증 효과를 확인하였으며 이를 통해 하여 HMGB1 작용제어 가능성 증거 제시 (8) HM GB1의 핵-> 세포질로의 이동 억제를 타겟으로 하는 제어 방안의 가능성 제시 (9) 타 신경계 질환으로의 활용 확대 가능성 제시: GA의 신경계 보호효과를 뇌졸중이외의 신경계 질환 (예, 간질)에 적용하여 가능성 확인.
연구결과의 활용계획
- 뇌졸중 후 급성 신경세포 손상의 가속화 기전 및 그 과정에서 HMGB1의 역할 이해
- 뇌졸중후 뇌경색을 확장시키는 2차 손상과정의 이해
- 2차 손상과정의 trigger로써의 HMGB1의 역할 및 작용 기전 이해
- siRNA를 통한 HMGB1의 조절 기술의 가능성 확인 및 방안 제시
- 다른 질환에 antagonistic peptide를통한 HMGB1의 조절 활용
- 간질 등 지연성 신경세포 사멸이 진행되는 다른 질환에 HMGB1 제어 방안 적용
- “danger signal"의 Re-location에 의한 작용 유도에 대한 이해 확대 및 이의 활용
- 뇌졸중 치료제 개발을 위한 기반 연구 결과 제공

Abstract ▼

Purpose&contents
The purpose of this study is to develop the strategy to alleviate neuronal damage by controlling functions of extracellular High Mobility Group Box 1 (HMGB1), which might function as a novel cytokine in the postischemic brain.
In this study, I showed that HMGB1 functions as a

Purpose&contents
The purpose of this study is to develop the strategy to alleviate neuronal damage by controlling functions of extracellular High Mobility Group Box 1 (HMGB1), which might function as a novel cytokine in the postischemic brain.
In this study, I showed that HMGB1 functions as a novel proinflammatory cytokine-like factor that connects excitotoxicity-induced acute damage processes and delayed inflammatory processes in the postischemic brain.
Result
● HMGB1 is massively released into the extracellular space immediately after ischemic insult and also accumulated in CSF. It is induced in microglia and astrocyte in the postischemic brain in a delayed manner.
● siRNA-mediated HMGB1 knockdown in the postischemic brain suppressed infarct size and proinflammatory marker induction, indicating that HMGB1 plays a crucial role in aggravating damage in the postischemic brain.
● HMGB1 functions as a novel proinflammatory cytokine-like factor that induces microglia activation and neuronal apoptosis, connecting excitotoxicity-induced acute damage processes and delayed inflammatory processes in the postischemic brain.
● RAGE-p38 MAPK, RAGE-ERK are the signaling pathways responsible for aggravating neuronal damage
● HMGB1 A box functions as an antagonistic peptide, which reduces infarct volume and recovers neurological deficits and motor activity.
● GA inhibits HMGB1 secretion, especially at the level nucleu to cytoplasm, and confer robust neuroprotective effect in the postischemic brain. It also showned protective function in other pathological condition, for example, KA-induced seizure animal model.
● I present therapeutic strategy to alleviate brain damage by controlling HMGB1 function in the postischemic brain
Expected Contribution
● Understanding the role of extracellular HMGB1 in aggravation of acute neuronal damage in the postischemic brain
● Understanding the mechanism underlying delayed damage process : role of extracellular HMGB1 as a novel cytokine to activate microglia which is responsible for inflammatory process
● Provision of therapeutic strategy to alleviate brain damage by blocking HMGB1 function in the postischemic brain
● Application to other neuronal disease, such as seizures, in which acute neuronal damage occurs and subsequently delayed neuronal damage is followed
● Increase of knowledge about the role of so called "danger signal", which is known to function by re-location of proteins

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 3
• 1. 국문요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 4
• 1. 한글요약문 ... 4
• 2. SUMMARY ... 5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 16
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 53
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 55
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 56
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 57
• 8. 참고문헌 ... 58
• 9. 연구성과 ... 61
• 10. 기타사항 ... 70