초록 ▼

신경질환은 치매, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 난치성질환이 대부분이다. 그 중에서도 알츠하이머성 치매(Alzheimer's Disease)는 임상적으로 인지감소와 뇌에 아밀로이드-베타 단백질(Amyloid β)이 축적되는 퇴행성뇌질환으로 전체 신경질환 중 30%이상을 차지하는 질환이다. 본 연구과제는 뉴런 특이적 프로모터하에서 Nicastrin(NCT)유전자를 발현하는 NSE/hNCT(wild)와 NSE/hNCT(mutant) 형질전환 마우스(Tg 마우스)의 특성을 분석하여, 신경질환 치료제 개발연구 및 평가에 실용적인 유용한 동물로

신경질환은 치매, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 난치성질환이 대부분이다. 그 중에서도 알츠하이머성 치매(Alzheimer's Disease)는 임상적으로 인지감소와 뇌에 아밀로이드-베타 단백질(Amyloid β)이 축적되는 퇴행성뇌질환으로 전체 신경질환 중 30%이상을 차지하는 질환이다. 본 연구과제는 뉴런 특이적 프로모터하에서 Nicastrin(NCT)유전자를 발현하는 NSE/hNCT(wild)와 NSE/hNCT(mutant) 형질전환 마우스(Tg 마우스)의 특성을 분석하여, 신경질환 치료제 개발연구 및 평가에 실용적인 유용한 동물로서의 가치를 제시하고자 한다.
제1세부과제에서는 항산화제(N-acetylcystein)를 투여 후 Amyloid β 생성시기 및 신경세포 사멸정도를 질환발병시기별로 분석하였다. NCT 단백질은 6개월령부터 발현되기 시작하였고, 항산화제투여에 의해 단기기억능력과 장기기억능력은 각각 3개월령과 6개월령부터 유의성 있게 증강되었으며 β-secretase 활성 및 신경세포사멸의 원인인 Amyloid β는 6개월령 부터 감소하였다. 따라서 NCT(wild), NCT(mutant) Tg 마우스 뇌조직에서 발현되는 발병 관련 단백질의 특성자료는 치료제의 효능 및 부작용을 예측하는 시험설계자료 및 평가 등의 자료로 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 제2세부과제에서는 질환발병유전자와 질환발병 유전자를 제어할 수 있는 유전자를 동시에 발현하는 이중유전자 형질전환마우스(Tg 마우스) 2종(hTMP21/hTau, hTMP21/hAPPsw)을 개발하여 동물의 연령별로 pCMV/hTMP21 발현에 따른 질환의 발병 시기 조절의 상관관계를 분석하였다.
hTMP21/hTau, hTMP21/hAPPsw Tg 마우스는 Y-maze 검사에 의한 단기기억 및 Water-maze 검사에 의한 장기학습능력이 각각 3개월령, 6개월령부터 향상되기 시작하였다. Western blot 분석으로 단백질의 발현을 분석한 결과, 단일 유전자 NSE/hTau와 NSE/hAPPsw보다 human TMP21 유전자가 동시에 발현되는 double Tg 마우스의 뇌조직에서 β-secretase 활성 및 신경세포사멸의 원인인 Amyloid β의 생성 또는 축적이 6개월령부터 감소됨을 확인하였다. 이는 질환이 신경세포사멸을 조절 또는 제어하는 유전자에 의하여 감소됨을 확인함으로서 약물에 의한 조절이 아닌, 신경세포사멸을 조절하는 유전자로서 가능성을 제시하였다. 따라서 질환발병유전자를 발현하는 형질전환마우스를 이용, 질병원인 유전자를 분석하여 약물효능 및 부작용 예측 등 의약품 개발에 필요한 유용한 실험동물의 생명연구자원에 대한 특성 및 유용성 자료를 제시하고, 이를 생명연구자원의 기탁등록보존기관인 우리기관에 동물 및 정보를 등록하여 생명연구자원으로 활용하고자 한다.

Abstract ▼

Most of neurological disorders, such as dementia, Parkinson’s disease, Amyotrophic lateral sclerosis, are intractable diseases. Alzheimer’s disease(AD) is a neurodegenerative disorder characterized by clinical cognitive deficit and pathological deposition of amyloid β (Aβ) protein in the brain, and

Most of neurological disorders, such as dementia, Parkinson’s disease, Amyotrophic lateral sclerosis, are intractable diseases. Alzheimer’s disease(AD) is a neurodegenerative disorder characterized by clinical cognitive deficit and pathological deposition of amyloid β (Aβ) protein in the brain, and accounts for more than 30% of all neurological disorders. This research aims to analyze characteristics of NSE/hNCT(wild) transgenic mice (Tg mice) and NSE/hNCT(mutant) Tg mice which are regulated by neuron specific Nicastrin(NCT) promoter.
Also we would provide our animal model for development of neurological drugs and assessment of the safety and efficacy of them. In the first part, we investigated periods of amyloid β plaque formation and degrees of neural cell death after injection of anti-oxidant(N-acetylcystein). As a result, NCT proteins were expressed at 6 months. Also, short term memory and long term memory were significantly improved at 3 months and 6 months respectively. The activity of β–secretase and degrees of amyloid β deposition which is cause of neural cell death were decreased at 6 months. Therefore, these data of NSE/hNCT(wild) Tg mice and NSE/hNCT(mutant) Tg mice could be valuable for expecting and accessing the safety and efficacy of medicinal product. In the second part, we developed two types of double transgenic mouse (hTMP21/hTau and hTMP21/hAPPsw) and investigated onset time of AD and correlation between expression of proteins causing disease and onset time of disease. As a result, short term memory in Y-maze test and long term memory in Water-maze test were starting to improve at 3month in hTMP21/hTau Tg mice and at 6month in hTMP21/hAPPsw Tg mice respectively. Also, we analyzed expression level of protein related with cause of disease by using western blot. The result showed that the activity of β–secretase as well as formation or deposition of amyloid β was more decreased in human TMP21 expressed double transgenic mice than in NSE/hTau Tg mice and NSE/hAPPsw Tg mice. These results showed possibilities that TMP21 modulates neural cell death, and neural cell death of our mice were regulated not by injection drugs but by regulation genes. In conclusion, our mice can be useful for analyzing of genes associated with Alzheimer’s disease and accessing of safety and efficacy of new therapeutic drug. Also, we will provide our mice and their characteristics information for useful bioresearch resources by enrolling into our life resources bank.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 자체연구개발과제 최종보고서 ... 2
• 국문 요약문 ... 3
• Summary ... 5
• 목 차 ... 7
• 연구개발과제 연구결과 ... 8
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제2장 연구개발과제의 국내ㆍ외 연구개발 현황 ... 12
• 제3장 연구개발과제의 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 제4장 연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 71
• 제5장 연구개발과제의 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 75
• 제6장 연구개발과제의 연구개발 결과 활용계획 ... 76
• 제7장 참고문헌 ... 77
• 7장 첨부서류 ... 78
• 끝페이지 ... 80