초록 ▼

1. 연구목표
허혈성 뇌졸중과 알츠하이머성 치매의 발병기전에서 Notch의 공통적 기능을 규명함으로써 새로운 치료의 Target으로 Notch 신호전달을 제시함.
2. 연구개발의 내용 및 범위
Notch 신호전달이 알츠하이머성 치매와 허혈성 뇌졸중에서 보이는 신경퇴행을 유도하는 기전을 규명하고, Notch 신호전달 조절을 통한 뇌졸중과 치매를 치료할 수 있는 새로운 접근방법을 제시한다.
(1) 허혈성 뇌졸중 모델에서 Notch의 기전 확립
a.신경세포에서 Hypoxia에 의한 신경세포사멸에서 Notc

1. 연구목표
허혈성 뇌졸중과 알츠하이머성 치매의 발병기전에서 Notch의 공통적 기능을 규명함으로써 새로운 치료의 Target으로 Notch 신호전달을 제시함.
2. 연구개발의 내용 및 범위
Notch 신호전달이 알츠하이머성 치매와 허혈성 뇌졸중에서 보이는 신경퇴행을 유도하는 기전을 규명하고, Notch 신호전달 조절을 통한 뇌졸중과 치매를 치료할 수 있는 새로운 접근방법을 제시한다.
(1) 허혈성 뇌졸중 모델에서 Notch의 기전 확립
a.신경세포에서 Hypoxia에 의한 신경세포사멸에서 Notch의 하위 유전자 연구
b. 허혈성 뇌졸중 동물모델에서 NICD의 세포내 위치 및 하위 유전자 연구
c. Notch의 발현을 줄인 동물모델의 허혈성 뇌졸중에서 Notch 및 하위 유전자 연구
(2) 알츠하이머성 치매의 신경사멸에서 Notch의 기전 확립
a. Aβ에 의한 신경세포사멸에서 Notch와 하위 유전자 기능 확립
b. NICD의 과발현이 Aβ 생성에 미치는 영향 조사
c. 알츠하이머 동물 모델에서 Notch의 활성화 정도와 하위 유전자 발현 확립
3. 연구개발 결과
a. 뇌졸중 모델에서 gamma-secretase와 Notch1 활성화를 확인하였음
b. Notch1 발현 억제 동물과 gamma-secretase inhibitor에 의해서 뇌졸중에 의한 뇌손상이 크게 감소하였음
c. 활성화된 Notch인 NICD의 과발현에 의한 apoptosis를 관찰하였음
d. γ-secretase 억제제에 의해 calcium에 의한 세포사멸이 저해 되었음
e. Notch knock-down 상태에서는 칼슘 및 hypoxia에 의한 세포사멸이 저해되었음
f. Glucose 결핍이나 hypoxia와 같은 허혈 유사 상태에서도 γ-secretase 억제제 처리군과 Notch knock-down군에서 세포사가 억제되는 것을 확인하였음
g. NICD를 세포질에 한정시킬 경우 세포사 정도가 더욱 증강되는 것을 확인하였음
h. 칼슘 킬레이트 화합물인 BAPTA/AM의 처리는 이러한 세포사를 효과적으로 억제시켰음
i. JAK 억제제인 AG490을 처리할 경우, NICD 과 발현에 의해 발생했던 세포사가 줄어들었음
j. 치매 동물모델인 3XTgAD 생쥐의 뇌 조직에서 NICD 단백질이 정상적인 생쥐의 경우에 비해 세포질 부분에 과 발현 됨을 확인하였음
k. 이러한 결과들은 칼슘 매개 세포사와 더 나아가 뇌졸중 및 알츠하이머 질환의 병리학적 관점에서 세포질 내 Notch1의 고유한 기능이 존재함을 시사함
4. 연구개발결과의 활용계획
본 연구는 기존의 뇌졸중 및 치매 질환 연구들에서 거의 알려지지 않았던 Notch의 새로운 기능과 작용 메커니즘 연구를 기초로 하여 기존에 알려진 여러 가지 뇌졸중 및 치매 치료법의 문제점을 보완 할 수 있을 뿐만 아니라 뇌졸중과 치매질환의 치료 및 예방을 위한 새로운 치료제 및 치료법 개발의 토대를 마련할 수 있을 것임

Abstract ▼

γ-secretase promotes intra-membranous proteolysis of the Notch1 resulting the production of Notch intracellular domain (NICD). Mutant presenilins, γ-secretase subunit, cause early-onset familial Alzheimer's disease (AD) and link to abnormal calcium signaling and render cells vulnerable to cell death

γ-secretase promotes intra-membranous proteolysis of the Notch1 resulting the production of Notch intracellular domain (NICD). Mutant presenilins, γ-secretase subunit, cause early-onset familial Alzheimer's disease (AD) and link to abnormal calcium signaling and render cells vulnerable to cell death. Additionally, calcium-triggered neuronal cell death (excitototoxicity) has major role in the brain damage of stroke. By using such γ-secretase inhibitors, we examine the role of Notch1 in the types of cell death triggered by increase of intracellular calcium concentration using thapsigargin or calcium ionophore A23187. Treatment of selective γ-secretase inhibitors, compound E, DAPT or L-685.458, significantly decreased the calcium-triggered cell death compared with controls but did not affect staurosporine or tunicamycin-mediated cell death. Notch1 knock-down by using siRNA reduced calcium-mediated cell death. When ischemia-like condition was induced by glucose deprivation or NaCN, cell death was reduced in gamma-secretase inhibitor treated group and Notch1 knockdown group consistently. NICD over-expression in neuronal cells increased cell death. JAK inhibitor (AG490) treatment reduced the cell death increased by NICD over-expression. However, JAK inhibitor was only effective when NICD was over-expressed in nucleus. Enforced cytosolic localization of modified NICD enhanced the incidence of cell death compared to normal NICD. BAPTA/AM, a calcium chelating agent, reduced NICD-mediated cell death efficiently. We also found the increased cytosolic localization of NICD in the brain tissues of 3XTgAD mice. These results implicate a novel cytosolic function of Notch1 signaling in calcium-mediated cell death, and the pathogenesis of AD and stroke.

목차 Contents

• 1. 겉표지 ... 1
• 2. 제출문 ... 3
• 3. 보고서 요약서 ... 4
• 4. 요약문 (한글) ... 5
• 5. 요약문 (영문) ... 6
• 6. 연구 성과 실적 및 향후 계획 ... 7
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 18
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 19
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 20
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 27
• 6. 향후 연구성과 추진 계획(※해당되는 경우만 작성) ... 28
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 28
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 30
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 30
• 10. 참고문헌 ... 31
• IV. 첨 부 서 류 ... 32
• 2. 실적 증빙자료 ... 40
• 3. 기타 첨부서류 ... 40