초록 ▼

- 본 과제에서는 실험동물 모델의 샘플을 분석함으로써, 암 및 대사성질환에서의 지질, 아미노산, 당 등의 저극성, 저분자의 대사체를 분석할 수 있는 GC-MS 메타볼로믹스 시스템을 구축하고자 함.
- GC-MS 메타볼로믹스 접근법으로 알코올로 유발한 PPAR-alpha knock-out 마우스의 알코올성 지방간 모델에서 PPAR-alpha와 관련한 간질환의 마커를 발굴하여, 연수기관 내에 기구축된 LC-MS 메타볼로믹스에서 도출된 바이오마커와 비교검증하여 구축한 시스템의 신뢰성을 평가하고자 함.
- 기존 연구에서는 LC-

- 본 과제에서는 실험동물 모델의 샘플을 분석함으로써, 암 및 대사성질환에서의 지질, 아미노산, 당 등의 저극성, 저분자의 대사체를 분석할 수 있는 GC-MS 메타볼로믹스 시스템을 구축하고자 함.
- GC-MS 메타볼로믹스 접근법으로 알코올로 유발한 PPAR-alpha knock-out 마우스의 알코올성 지방간 모델에서 PPAR-alpha와 관련한 간질환의 마커를 발굴하여, 연수기관 내에 기구축된 LC-MS 메타볼로믹스에서 도출된 바이오마커와 비교검증하여 구축한 시스템의 신뢰성을 평가하고자 함.
- 기존 연구에서는 LC-MS 메타볼로믹스를 이용하여, 같은 모델에서 알코올성 지방간의 마커로서 몇가지 아미노산 및 그 대사체를 발굴하였고 PPAR-alpha 수용체가 알코올성 지방간을 비롯한 간질환 모델에서의 작용기전을 제시함,
- PPAR-alpha는 간 조직 내에서 유리지방산 양을 증가시키고 지방 lipid droplets 축적을 유발하는 등의 간 내 지방대사의 항상성에 큰 영향을 끼치는 것에 착안하여, PPAR-alpha knock-out 마우스모델을 이용하여 외부자극에 대한 대사성질환의 마커를 찾고자 함.
- 본 과제 수행과정에서 중간 극성 이상의 대사체 위주로 분석이 되는 LC-MS 메타볼로믹스를 보완하여, 유리지방산, 아미노산, 각종 지질과 같은 저극성 대사체를 분석하기 위하여 GC-MS 메타볼로믹스를 위한 분석조건을 확립함.
- 유리지방산의 선택적인 분석을 위한 fatty acid methyl esterification 치환법과 모든 대사체를 동시에 분석할 수 있는 trimethylsilyl 치환법을 마우스모델의 각 샘플별에 맞춘 최적의 조건을 확립함.
- 메타볼로믹스 데이터의 retention time index, peak alignment, normalization, NIST database 이용 등 수백-수천개 이상의 피크정보를 동시에 처리할 수 있는 방법을 구축함.
- 구축한 GC-MS 메타볼로믹스 연구법을 적용하기 위하여 에탄올로 독성을 유도한 PPAR-alpha knock-out 마우스의 알코올성 간질환의 마커를 찾고자하여, 마우스모델의 간조직, 혈청, 소변 샘플을 분석함.
- 실험결과, LC-MS 메타볼로믹스에서 발굴된 동일한 대사체를 발굴하여 구축한 시스템의 신뢰성을 평가하였으며, 또한 LC-MS에서 검출되지 않는 저극성, 저분자의 마커를 추가로 발굴할 수 있었음.
- 대사체학 관련 전문지식 및 노하우를 습득한 연구법을 이용하여 향후 항암, 대사성치료제 개발뿐 아니라 천연물의약품 개발에 있어서 해당 메타볼로믹스기법을 적용하고자 함.

Abstract ▼

- Metabolomics is a powerful tool to unravel the mechanisms of cancers or metabolic diseases which can be arisen from genetic, toxins and environmental stimulants.
-Metabolomics is an emerging technology for the systematic comprehensive study of metabolites that reflect the end products of physio

- Metabolomics is a powerful tool to unravel the mechanisms of cancers or metabolic diseases which can be arisen from genetic, toxins and environmental stimulants.
-Metabolomics is an emerging technology for the systematic comprehensive study of metabolites that reflect the end products of physiological processes in living organs, tissues and cells. This methodology can provide information on the metabolic profiles of specific metabolic pathways.
- The untargeted metabolomics is the unbiased approach aimed to find differences between control and experimental groups by comparing patterns in response to a disease, a toxin, or an environmental stimulant. Targeted metabolomics deals with specific classes of metabolites including lipids, amino acids and sugars. Untargeted and targeted metabolomics are complementary approaches that may be combined to gain more in-depth insights into what is happening in the biological system under study.
- PPAR-alpha is a nuclear receptor protein that function as transcription factors regulating lipid metabolisms in metabolic diseases
- The down-regulation of PPAR-alpha induce the content of free fatty acids and the accumulation of lipid droplets, and it makes the huge changes on the homeostasis of lipid metabolism in liver. Under the external stimulus such as drug or toxins, we tried to find the metabolic markers in hepatic metabolic diseases using PPAR-alpha knock-out mice model.
- Under the optimized condition, the samples such as liver tissue, serum and urine were analyzed for the discovery of the metabolic markers in ethanol-induced fatty liver of PPAR-alpha knock-out mice
- As a result, some biomarkers in GC-MS metabolomics were same with those in LC-MS metabolomics and the new low-polar and low molecular metabolites were suggested.
- On the basis of the acquired metabolomics techniques, I will try to make up for the flaws of metabolomics and apply the metabolomics approach for the development of the therapeutic agents for cancers or metabolic diseases.
- It is expected that the therapeutic agents can be developed using the metabolites markers which were discovered in animal models
- The metabolomics approach toward the natural products research can suggest the new validation method for the quality control of natural products, as well as the discovery of the natural products-derived preparations or single chemicals on cancers and the metabolic diseases

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 7
• 7. 참여연구원 현황표 ... 9
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 10
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 11
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 12
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 12
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 18
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 19
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 19
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 20
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 21
• 10. 참고문헌 ... 21
• 끝페이지 ... 23