보고서 정보
주관연구기관 |
한국과학기술연구원 Korea Institute Of Science and Technology |
연구책임자 |
유영숙
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참여연구자 |
김상은
,
채영규
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2001-05 |
주관부처 |
보건복지부 |
사업 관리 기관 |
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute |
등록번호 |
TRKO201400017892 |
DB 구축일자 |
2014-11-29
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키워드 |
메트암페타민.글루타메이트 시스템.유전적 다형성.Methamphetamine.PC12 cells.Glutamate system.Genetic polymorphism.
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초록
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현재 메트암패타민과 같은 향정신성 의약물이 인간의 신체에 미치는 영향에 대하여 많은 조사가 이루어지고 있으며 특히 마약과 중추신경계의 작용에 대하여 결과적으로 미치는 영향에 대하여도 조사되고 있지만 분자생화학적, 유전학적, 세포학적 기작은 정확히 알지 못하고 있다. 마약 복용자에 대한 진단 및 검사는 그나마 이루어지고 있는 실정이지만 신경세포에 미치는 영향에 대하여 연구된 것은 아직 미미한 실정이다. 본 과제의 목표는 메트암페타민 오남용에 의한 신경생물학적 변화를 이해하고 이를 기초로 메트암페타민 중독의 예방 및 치료를 모색하는 것
현재 메트암패타민과 같은 향정신성 의약물이 인간의 신체에 미치는 영향에 대하여 많은 조사가 이루어지고 있으며 특히 마약과 중추신경계의 작용에 대하여 결과적으로 미치는 영향에 대하여도 조사되고 있지만 분자생화학적, 유전학적, 세포학적 기작은 정확히 알지 못하고 있다. 마약 복용자에 대한 진단 및 검사는 그나마 이루어지고 있는 실정이지만 신경세포에 미치는 영향에 대하여 연구된 것은 아직 미미한 실정이다. 본 과제의 목표는 메트암페타민 오남용에 의한 신경생물학적 변화를 이해하고 이를 기초로 메트암페타민 중독의 예방 및 치료를 모색하는 것이다.
제1세부과제에서는 PC12 세포주에 메트암패타민을 처리하여 신경세포의 분화와 신호전달 기전에 관련된 신호전달 단백질의 활성화 및 비활성화 여부를 세포의 생화학 및 형태학적 변화로 분석하고 이를 통해 메트암페타민이 신경세포에 미칠 수 있는 영향을 예측하고자 하였다. 신경세포적 특성을 지닌 PC12 세포주는 메트암페타민 처리에 대해 대조군으로 사용된 신경성장인자와는 달리 형태학적인 큰 변화를 보이지는 않았으나 신호전달 단백질인 p38 MAP kinase의 활성화를 보였다. 또한 세포사멸에 방어기전으로 작용하는 bcl-2 단백의 양 증가도 확인 할 수 있었다. 메트암페타민에 의한 세포독성은 이차생성물인 Reactive oxygen species에 의해 일어난다고 알려져 있으므로 이의 확인을 위해 모세관전기영동법을 이용한 분석법을 개발하여 메트암페타민 처리에 따른 ROS 생성을 확인하였다.
제 2세부과제에서는 메트압페타민의 중추신경 도파민 신경독성에 대한 글루타메이트 시스템의 역할을 조사하였다. 이를 위해 실험동물에서 체내 미세투석, 행동실험, 면역조직학적 연구, 도파민 운반체 체외 자기방사 기록법, 화학적 뇌손상 실험방법을 이용하였다. 그 결과, 메트암페타민에 의한 도파민 및 글루타메이트 유리는 메트암페타민의 용량에 의존적이며, 메트암페타민에 의한 도파민 신경독성은 글루타메이트 유리와 관련이 있음을 확인하였다. 또한 메트암페타민에 의한 도파민 신경손상의 가역성을 확인하였으며, NMDA 수용체 길항물질, NOS 억제물질, free radical scavenger, protεin kinase C 억제물질이 메트암페타민에 의한 도파민 신경세포 손상 및 글루타메이트 유리에 미치는 효과를 확인하였다.
제3세부과제에서는 한국인 메트암페타민 중독환자의 도파민 수송체 다형성을 분자유전학적으로 분석하고자 하였다. 한국인 메트암페타민 중독환자와 DATl 유전자의 3‘ UTR 40bp VNTR allele의 다형성은 유전적 연합관계에 있지 않으며, 58133G/A 다형성은 유의성있는 결과를 얻었다. 또한 58133G/A 다형성에 대한 HeLa 세포주에서의 발현, 도파민 결합능, luciferase 활성도 변화 등에서는 유의한 차이를 볼 수 없었다.
이상과 같은 연구결과를 토대로 하여, 메트암페타민이 카테콜아민성 신경계에 미치는 영향을 신경계 세포내에서 신호전달 기전의 변화로, 실험동물 모델에서의 신경계독성과 그에 반웅하는 글루타메이트 시스템 연관성으로, 혹은 메트암페타민 중독 환자의 도파민 수송체 기능 변화로 규명하였으며 이 결과를 바탕으로 메트암페타민 중독 기전의 이해와 진단 및 치료법 개발에 필수적인 기반을 제공할 수 있을 것이다. 또한 이를 토대로 다른 중독성 약물에 의한 신경생물학적 변화의 폭넓은 이해와 약물 중독 치료제 개발에 기여 할 수 있을 것이라 생각된다.
Abstract
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Although. there has been a lot of investigations regarding the effects of stimulants, such as methamphetamine toward overall human body system, a little has been done regarding the effects of the methamphetamines to the neuronal systems based on molecular biological, genetical, as well as cell biolo
Although. there has been a lot of investigations regarding the effects of stimulants, such as methamphetamine toward overall human body system, a little has been done regarding the effects of the methamphetamines to the neuronal systems based on molecular biological, genetical, as well as cell biological mechanisms. The long term goal of our project is to attain a greater understanding of the neurobiological changes induced by methamphetamine and thereby to develope strategies for the treatment of methamphetamine addiction.
In Sub-project I, the effects on the neuronal differentiations of pheochromocytoma cell line (PC12 cell) by treatment of methamphetamine was investigated in terms of biochemical, molecular biological and morphological aspects to detect activation and deactivation of various signaling proteins in signal transduction systems. Based on the results of this project, neurotoxic effects of methamphetamine could be estimated to the neuronal cells of the human body in molecular level. In PC12 cells, we treated nerve growth factor as a positive control and methamphetanline as an experimental. In terms of morphological aspects, the experimental group did not show dramatic changes compared to that of the control group. However, a couple of signaling proteins were changed, such as p38 MAP kinase were more activated and bcl-2 protein expressions were increased in the experimental groups. Since, molecular cause of methamphetamine toxicity has been reported to be reactive oxygen species (ROS), we also investigated the ROS generation in methamphetamine treated PCI2 cells using newly developed capillary electrophoresis (CE) detection method in this study.
In Sub-project II, investigations of the role of glutamate system in the methamphetamine-induced dopaminergic neurotoxicity was performed. We showed that dopamine and glutamate release upon methamphetamine treatment were dose-dependent manner, and dopaminergic neurotoxicity upon methamphetamine was reversible and related to the glutamate release. We also investigated the effects of the antagonist for NMDA receptor, the inhibitor for NOS, free radical scavenger and the inhibitor for protein kinase C to the dopaminergic neurotoxicity and glutamate release.
In this study, we used microdialysis, behavioral test, immunohistochemical analysis, and chemical brain damage analysis methods for animal model analysis.
In Sub-project III, we performed the molecular genetic assays of the dopamine transporter polymorphism for the Korean patients of the methamphetamine addiction. The results showed that 58133G/ A polymorphism was shown to be statistically significant although 3'UTR 40bp VNTR allele of DATI gene was not.
Also, we investigated the differences for the expression level in HeLa cell, dopanline binding capacity and luciferase activity in 58133G/ A polymorphism in this study.
The outcome of this project, as a whole, could lead to a much improved understanding of the neurobiological changes induced by methamphetamine as well as other addictive drugs and should help develope strategies for the treatment of methamphetanline addiction.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 3
- 목차 ... 4
- 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 6
- Project Summery ... 7
- 총괄연구개발과제 연구결과 ... 8
- 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 8
- 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 18
- 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 42
- 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 47
- 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 51
- 6. 첨부서류 ... 52
- 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 53
- 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 55
- 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 58
- 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 60
- 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 64
- 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 66
- 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획 ... 67
- 7. 참고문헌 ... 68
- 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 73
- 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 75
- 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 78
- 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 81
- 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 90
- 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 91
- 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 92
- 7. 참고문헌 ... 93
- 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 97
- 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 99
- 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 103
- 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 107
- 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 109
- 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 112
- 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 113
- 7. 참고문헌 ... 114
- 끝페이지 ... 117
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