초록 ▼

연구의 목적 및 내용
비피더스균은 다양한 질병예방 효과 및 치료 효과가 있는 것으로 알려 졌으나 주로 소화기 질환 (예로 식중독, 장염, 대장암) 예방 효과 규명이 중점적으로 연구되어 왔음. 본 연구에서는 본 연구팀의 선행연구에서 밝혀진 비피더스균의 비소세포폐암 증식 억제 및 사멸 유도 효과를 보다 체계적이고 심층적으로 연구하고자 함.
▪프로바이오틱스 비피더스균에 의한 비소세포폐암 증식 억제 및 사멸 유도 메카니즘 연구
▪비피더스균의 성장 조건 별 대사체 프로파일링 변화에 따른 비소세포폐암 증식 억제 및 사멸유도 효

연구의 목적 및 내용
비피더스균은 다양한 질병예방 효과 및 치료 효과가 있는 것으로 알려 졌으나 주로 소화기 질환 (예로 식중독, 장염, 대장암) 예방 효과 규명이 중점적으로 연구되어 왔음. 본 연구에서는 본 연구팀의 선행연구에서 밝혀진 비피더스균의 비소세포폐암 증식 억제 및 사멸 유도 효과를 보다 체계적이고 심층적으로 연구하고자 함.
▪프로바이오틱스 비피더스균에 의한 비소세포폐암 증식 억제 및 사멸 유도 메카니즘 연구
▪비피더스균의 성장 조건 별 대사체 프로파일링 변화에 따른 비소세포폐암 증식 억제 및 사멸유도 효과와의 연관성 연구
▪약물내성 비소세포폐암 치료극복을 위한 자연대체제로서의 비피더스균 조성물 개발
▪폐암예방용 웰빙 식품소재로서의 가능성 연구
연구결과
▪Bifidobacterium 의 최적 탄소원공 공급배지로 Dextrose 함유배지 확보
▪Dextrose 영양배지에서 배양된 Bifidobacterium 세포질 조성물에 의해서 비소세포폐암 세포주(A549, H1299, HCC827)의 cell viability 및 proliferation을 억제함.
▪비소세포폐암 폐암세포에 처리시 암세포 성장에 관련된 cytokine level(C5/C5α, GROα, IL-6, IL-8, CCL5 등)을 대체적으로 촉진하였음.
: Dual-action에 의해 비소세포성 원인 암 예방에 그 효과가 미미할것으로 생각함.
▪대체 물질인 미생물생촉매 시스템을 활용하여 개발된 신규지방산인
(ω-hydroxyundec-9-enoic acid) 에 대한 비소세포성폐암에 대한 효과
- H1299 세포내 H202 및 singlet oxygen을 유발함, 이는 ER stress 및 apoptosis 원인임
- 마이토콘드리아 dysfunction을 통해 apoptosis 유발함.
- Protein array 결과 phospho-ERK 1/2, phospho-PRAS40, phospho-c-Jun, phospho-RSK1/2/3 단백질의 변화를 보였음.
연구결과의 활용계획
● 지방산 항암제를 위한 연구를 수행
▪고순도 지방산 확보, 타겟 암종 선별 및 표적분자 발굴
□ 미생물 생촉매 활용 지방산 생산 공정 개섬 및 최적화
□ 고순도 지방산 확보 및 용해도 결정
□ 지방산의 의약품으로서의 적응증 확인:
□ 항암제로서의 적용가능성 확인
▪지방산의 적응증 확보를 위한 최적표적분자 선정 및 작용메카니즘 연구
□ 주요 항암 타겟에 대한 작용 기전 연구
□ Multiplex 분석: 어레이 시스템을 이용한 카이네이즈 및 사이토카인 프로파일링
□ in vivo효능 평가를 위한 동물 모델 실험법 구축
▪동물모델에서 효능평가, 지방산 항암제 후보로서 벨리데이션, 병용효과 연구
□ 항암제 개발을 위한 질환 동물 모델에서의 효능 평가
□ in vivo/ex vivo연구를 통한 proof of concept확보
□ 기존 약물과 병용효과 연구

Abstract ▼

Purpose&contents
□ Investigations on the mechanism of inhibition of proliferation and induction of cell death in NSCLC cell lines by using probiotic Bifidobacterium.
□ Investigations on the relationship between inhibition of proliferation and induction of cell death in NSCLC cancer cell lines

Purpose&contents
□ Investigations on the mechanism of inhibition of proliferation and induction of cell death in NSCLC cell lines by using probiotic Bifidobacterium.
□ Investigations on the relationship between inhibition of proliferation and induction of cell death in NSCLC cancer cell lines by using probiotic Bifidobacterium, as well as on the changes in the metabolic profile of the Bifidobacterium during various growth conditions.
□ Development of Bifidobacterium-based formulations as a natural alternative for the treatment of drug-resistant NSCLC.
□ Development of a food additive, ingredient, or health supplement for the prevention of lung cancer.
Result
□ Development of a dextrose-containing media as an optimal carbon source for Bifidobacterium.
□ Cytoplasm composition of Bifidobacterium grown on dextrose media suppressed the cell viability and proliferation of NSCLC cell lines (A549, H1299, and HCC827).
□ Introduction of Bifidobacterium to NSCLC cell lines resulted in an increase in the production of cell proliferation-related cytokines (i.e., C5/C5α, GROα, IL-6, IL-8, and CCL5), which can be attributed to the dual-action of the probiotic. Its preventive effect on NSCLC cancer cell lines is minimal.
□ Investigation of the effect of a novel fatty acid (ω-hydroxyundec-9-enoic acid), which was developed using a microbial biocatalyst system, on NSCLC.
- Increased the production of H2O2 and singlet oxygen in H1299 cells, thus, causing ER stress and apoptosis
- Apoptosis was induced by a mitochondrial dysfunction
- Protein arrays showed changes in the levels of phospho-ERK 1/2, phospho-PRAS40, phospho-c-Jun, and phospho-RSK1/2/3.
Expected Contribution
 Conduct studies to develop a novel fatty acid anti-cancer agent
□ Production of a high-purity fatty acid and identification of target tumors and target molecules
□ I mprovement and optimization of fatty acid production through the use of microbial biocatalysts
□ Production of high-purity fatty acids and determination of solubility
□ Evaluation of the effect of the novel fatty acid as a potential drug
- Evaluation of the applicability of the novel fatty acid as an antitumor agent
□ Identification of the target molecules of the novel fatty acid and the establishment of its mechanism of action
□ Investigation of the mechanism of action on specific targets in various cancers
□ Multiplex analysis: Kinase and cytokine profiling using expression arrays
□ Development of an animal model system to determine the in vivo efficacy of the candidate anti-cancer drug
□ Testing efficacy in an animal model, validation as a fatty acid anti-tumor candidate, and evaluation of possible combination therapies
□ Efficacy testing in animal disease models as a potential anti-tumor agent
□ Development of a proof-of-concept through in vivo and ex vivo studies
□ Studies on the effect of combination therapy by using current medications

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종보고서 양식 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 4
• 국문요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 29
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 29
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 30
• 8. 참고문헌 ... 30
• 9. 연구성과 ... 33
• 10. 기타사항 ... 33