초록 ▼

본 연구과제는 알츠하이머 치매 발병시 초기 유전자 및 단백질 변화를 분석함에 따라 알츠하이머 치매 관련 유전자 인자를 발굴하는 것에 초점을 맞추었다. 발굴 이전에 현재 밝혀진 치매 초기의 변화로 산발적으로 보고된 신경 연접 단백질의 변화를 in vitro와 in vivo mouse model에서 각 연차에 맞추어 탐색한 후, 마지막 연도에 초기 치매 관련 유전자의 변화를 mRNA 수준에서 NGS (next generation sequencing)을 통하여 발굴하는 것으로 계획하였다.
일차년도 (2010-2011)에는 in vi

본 연구과제는 알츠하이머 치매 발병시 초기 유전자 및 단백질 변화를 분석함에 따라 알츠하이머 치매 관련 유전자 인자를 발굴하는 것에 초점을 맞추었다. 발굴 이전에 현재 밝혀진 치매 초기의 변화로 산발적으로 보고된 신경 연접 단백질의 변화를 in vitro와 in vivo mouse model에서 각 연차에 맞추어 탐색한 후, 마지막 연도에 초기 치매 관련 유전자의 변화를 mRNA 수준에서 NGS (next generation sequencing)을 통하여 발굴하는 것으로 계획하였다.
일차년도 (2010-2011)에는 in vitro 수준에서 여러 형태의 베타 아밀로이드 처리에 따른 신경연접 단백질들의 변화를 조사하였다. 대조군으로 흥분성 신경세포 손상을 유발시키는 glutamate를 처리하여 비교하였을 때, 베타 아밀로이드 (특히 oligomer)의 처리는 주로 presynaptic marker의 감소를, glutamate의 처리는 주로 postsynaptic marker의 감소를 나타내었다. 또한, 베타 아밀로이드에 의해 감소하지 않았던 presynatpic marker인 SNAP25도 glutamate 처리군에서 감소하는 것을 볼 때, 베타 아밀로이드와 glutamate의 손상은 차이가 있음을 관찰할 수 있었다. 또한 이런 기전을 파악하기 위해 presynaptic marker의 mRNA 발현을 확인하여 보았을 때, mRNA의 변화는 관찰할 수가 없었고, MG132가 감소된 단백질을 증가시키는 것을 볼 때, proteosomal regulation이 이 presynaptic change에 기인함을 관찰할 수 있었다.
이차년도 (2011-2012)에는 일차년도에서의 변화를 동물모델에서 확인하기 위해 알츠하이머 관련 치매 모델을 확립하였다. 우선 베타 아밀로이드 oligomer를 infusion pump를 이용하여 뇌강에 투여한 치매 모델을 확립하였는데, synaptophysin, PSD95, synaptotagmin, syntaxin의 hippocampus에서의 감소를 확인하였다. 이때 명백한 hippocampal neuronal death는 잘 관찰되지 않았으며, 이는 in vitro 수준과는 약간 차이를 보였다.
삼차년도 (2012-2013)에는 보다 더 병리소견이 실제 알츠하이머 환자와 가까운 APP Sw/PS1dE9 transgenic 마우스 모델을 통하여 실험하였다. 실험결과 amyloid plaque가 생기기전 모델에서도 synaptophysin, PSD95 등의 synaptic marker의 양이 hippocampus에서 감소를 함을 확인하였다. 이는 실제 치매 환자에서의 노인반 형성 이전에 synapse의 이상이 발견되는 것을 보여주는 증거이다. 마지막으로 새로운 초기 치매 관련 유전자 발굴을 위해 transcriptome analysis를 수행한 결과, plaque 생기기 전의 유전자 변화는 주로 extracellular region에서 주로 일어남을 확인할 수 있었다. 이를 DAVID annotation analysis 등으로 분석하였을 때, extracellular matrix나 ligand 차원의 변화가 많은 것을 확인할 수 있었다. 기존의 연구들이 주로 신경세포사 등에 초점을 맞추었던 것과 비교해 볼 때, 앞으로 새로운 연구 방향을 세우는 결과라 사료된다.
이런 연구 결과를 토대로 한 연구 성과로는 우선 알츠하이머 초기 변화에서 베타 아밀로이드의 증가를 막는 기전 탐색을 토대로 하여, 관련 기전을 억제하는 천연물 (Ecklonia cava)의 역할 규명에 관한 논문(Neurotoxicology, 2013; IF=3.096)과 이와 관련한 알츠하이며 치매 외의 뇌내 대사 조절 기전에 관한 논문(Neurosci Lett, 2012; IF=2.105)을 출판하였다. 또한, 이와 관련 국/내외 학회에 초록과 포스터 발표를 수행하였다. 또한, 현재 삼차년도에서 초기 치매 관련 발굴된 유전자는 향후 차후 본 과제를 통한 연계 과제를 통하여 심층 분석 및 활용될 예정이며, 신경연접 자체에 관한 논문은 현재 submit한 상태이다. 따라서, 본 과제책임자는 현 ‘초기치매의 신경연접 단백질은 통한 원인 분석 및 초기 치매 관련 유전자의 발굴’ 과제를 계획에 맞추어 단계별로 성공적으로 수행하였다 생각되며, 현 데이터를 통해 향후 연계과제로 성공적으로 연결시킬 수 있다고 판단된다.

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 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• III. 연구성과 ... 8