초록 ▼

Ⅰ. 연구개발의 목적 및 필요성
- microRNA (miRNA)는 생명현상을 결정하는 매우 중요한 생물분자로서 생명현상에 있어서 다양한 기능을 하고 있음이 최근 밝혀짐. 저산소 미세환경에서 발현의 변화를 보이는 miRNA에 대한 연구는 아직 미비한 실정임.
- 저산소 미세환경에서 과다발현된 miRNA는 혈관생성을 촉진할 가능성이 높기 때문에 이들의 발현을 억제하는 시스템을 연구하여 혈관생성 억제를 목적으로 하는 질병 치료에 응용가능.
- 저산소 미세환경에서 발현이 변화되는 miRNAs를 발굴하고, 그 발현조절기전과

Ⅰ. 연구개발의 목적 및 필요성
- microRNA (miRNA)는 생명현상을 결정하는 매우 중요한 생물분자로서 생명현상에 있어서 다양한 기능을 하고 있음이 최근 밝혀짐. 저산소 미세환경에서 발현의 변화를 보이는 miRNA에 대한 연구는 아직 미비한 실정임.
- 저산소 미세환경에서 과다발현된 miRNA는 혈관생성을 촉진할 가능성이 높기 때문에 이들의 발현을 억제하는 시스템을 연구하여 혈관생성 억제를 목적으로 하는 질병 치료에 응용가능.
- 저산소 미세환경에서 발현이 변화되는 miRNAs를 발굴하고, 그 발현조절기전과 기능을 연구하며, 그 표적 유전자를 찾아 그 발현조절에 대한 기전과 HIF등과의 상호 제어조절 기전을 규명하고, 발굴된 miRNAs를 이용하여 혈관신생을 조절함으로써 암 특이적 혈관 network 형성을 제어하여 암성장과 형성을 억제하고자 함.

Ⅱ. 연구개발의 방법
1차년도: 저산소 미세환경에서 과다발현 또는 저하 발현되는 miRNAs의 발굴 및 표적유전자의 발굴 및 발현 조절 기전연구
ㆍmiRNA microarray 와 quantitative real-time PCR을 이용한 miRNA 발현변화 규명
ㆍ선정 miRNAs의 표적 유전자 검색 및 선정
ㆍ선정된 표적유전자 발현을 mRNA와 단백질 수준에서 확인
2차년도: 저산소 미세환경에서 과다발현 또는 저하 발현되는 miRNAs와 그들의 표적 유전자의 혈관신생에서의 기능연구
ㆍmiRNAs의 overexpression 및 inhibition에 따른 in vitro 혈관신생에 미치는 영향연구
ㆍ각 target유전자의 하위 조절 유전자 및 혈관신생인자 발현조사
ㆍ각 target 유전자 과다발현 또는 knock-down시 in vitro 혈관신생에 대한영향 규명
3차년도: 발굴된 miRNAs의 저산소 미세환경에서의 발현 조절 기작 규명과 in vivo에서의 기능 규명 및 암성장 억제 치료 효과 규명
ㆍ발굴된 miRNAs 발현에 epigenetic 조절 기전 연구
ㆍ마우스 암모델에서의 miRNAs의 혈관신생에 미치는 영향연구

Ⅲ. 연구개발결과
- 저산소 미세환경하에 암세포에서의 miRNAs의 발현변화를 miRNA microarray를 통해 확인하고 quantitative real-time PCR을 통해 miRNA 발현변화를 확인함. 선정된 miRNAs의 표적유전자를 예측하였고, 선정된 표적유전자들의 mRNA와 단백질 수준에서 발현 변화를 확인함.
- miRNA microarray를 통해 저산소 미세환경에서 과다발현 또는 저하 발현되는 miRNAs들을 선정하였고, 이러한 miRNAs의 overexpression 및 inhibition에 따른 in vitro 혈관신생에 미치는 영향을 확인함.
- 선정된 miRNAs의 각 표적 유전자의 하위 조절 유전자 및 혈관신생인자 발현을 확인하였고, 표적유전자의 과다발현 또는 knock-down시 in vitro 혈관신생에 대한영향을 확인함.
- 저산소 미세환경에서 발굴된 miRNAs의 발현 조절 기전을 확인하였고, 마우스 암모델에서의 miRNAs의 혈관신생 및 암성장에 미치는 영향에 대해서 확인함.

Abstract ▼

Ⅰ. Purpose and necessity
- MicroRNA (miRNA) was recently revealed that is a crucial bio molecule in determining life phenomenon and has various functions. There are less investigation that miRNA expression changes in hypoxic microenvironment.
- miRNA inhibitory systems might applied as disease

Ⅰ. Purpose and necessity
- MicroRNA (miRNA) was recently revealed that is a crucial bio molecule in determining life phenomenon and has various functions. There are less investigation that miRNA expression changes in hypoxic microenvironment.
- miRNA inhibitory systems might applied as disease treatment to anti－angiogenesis because overexpressed miRNA have a high possibility to promote angiogenesis in a hypoxic microenvironment.
- Discovering miRNAs that expression level change in hypoxic microenvironment and investigating the expression regulatory mechanism, function and target gene of miRNA. Then inspecting the mechanism of expression regulation and interacting with HIF. Regulating tumor specific vascular development by modulating angiogenesis with discovered miRNAs to suppress tumorigenesis and formation.

Ⅱ. Methods
1^st year: To discover miRNAs that are over or less expressed in hypoxic microenvironment and the target gene of miRNA and expression regulatory mechanism.
ㆍInvestigating miRNA expression changes by using miRNA microarray and quantitative real-time PCR
ㆍSearching and selecting gene that selected miRNA targeted.
ㆍConfirming expression selected target gene in mRNA and protein level.
2^nd year: To investigate miRNAs that overexpressed or lessexpressed in hypoxic microenvironment and their target genes function in neovascularization.
ㆍInvestigating effect of miRNAs overexpression or inhibition at neovascularization in vitro.
ㆍScanning downstream regulatory genes of each target genes and investigating expression of neovascularization factor.
ㆍExamining effect of overexpression or knock-down each target gene at neovascularization in vitro.
3^rd year: To investigate discovered miRNAs expression regulatory mechanism in hypoxic microenvironment and to examine function and effect of tumorigenesis suppression in vivo.
ㆍInvestigating epigenetic regulatory mechanism about discovered miRNAs expression ㆍExamining effect of miRNA at neovascularization in a mouse tumor model.

Ⅲ. Results
- Identifying miRNAs expression level change at cancer cell under hypoxic microenvironment by miRNA microarray and confirming miRNAs expression level change by quantitative real-time PCR. Predicting genes that selected miRNA targeted and checking selected target genes expression change in mRNA and protein level.
- Selecting miRNA that over or less expressed in hypoxic microenvironment by microarray and effect of overexpression or inhibition of these miRNAs at neovascularization in vitro.
- Examining downstream regulatory gene of each genes that are targeted selected miRNAs and neovascularization factor expression. Checking effect of overexpression and knock-down target genes in neovascularization in vitro.
- Investigating expression regulatory mechanism of discovered miRNAs under hypoxic microenvironment, and effect of miRNAs at neovascularization and tumorigenesis in mouse tumor model.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 목차 ... 3
• 연구개발사업 최종연구개발결과보고서 요약문 ... 4
• Project Summery ... 6
• 1. 연구과제의 최종 연구개발 목표 ... 8
• 가. 연구개발대상 기술의 경제적․산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 ... 8
• 나. 연구개발대상 기술의 국내․외 현황 ... 8
• 2. 연구과제의 연구대상 및 방법 ... 17
• 3. 연구과제의 연구개발결과 ... 20
• 1) RUNX3를 타겟으로 하는 miRNA ... 20
• 2) 선별된 miRNA에 의한 RUNX3의 발현 ... 20
• 3) miR-130a와 miR-495의 발현에 따른 RUNX3의 발현 변화 ... 20
• 4) 위암세포에서 저산소 상태에서의 miR-130a와 miR-495의 발현 ... 21
• 5) miR-130a와 miR-495가 RUNX3의 3‘-UTR에 결합 ... 22
• 6) miR-130a 와 miR-495 에 의한 세포사멸 감소 ... 23
• 7) miR-130a 와 miR-495 에 의한 p21 및 Bim 발현 감소 ... 23
• 8) miR-130a 와 miR-495 에 의한 세포 증식능의 증가 ... 24
• 9) miR-130a 와 miR-495 에 의한 세포의 군집형성능 증가 ... 24
• 10) in vivo 모델에서 miR-130a 와 miR-495 inhibitor 에 의한 혈관신생의 억제 ... 25
• 11) MiR-382의 혈관 생성 조절 확인 ... 26
• 12) MiR-382의 혈관 생성 조절에서 PTEN 관련성 조사 ... 26
• 13) MiR-382의 PTEN 조절에 있어 AKT/mTOR 및 HIF1-alpha 활성 신호계 조절 ... 27
• 14) miR-382 inhibitor에 의한 암 성장의 저하 ... 28
• 15) PTEN 발현을 조절하는 microRNA 조사 ... 28
• 16) 저산소 상태에서 감소하는 miR-19b & miR-1248 ... 29
• 17) Oncogene, G9a을 target하는 miR-19b ... 30
• 18) G9a의 translation 단계를 억제하는 miR-19b ... 30
• 19) Vimentin을 target하는 miR-1248 ... 31
• 20) Vimentin의 translation 단계를 억제하는 miR-1248 ... 31
• 21) MCF7과 MCF/ADR에서의 miR-133a와 특정 단백질의 발현 정도 확인 ... 32
• 22) miR-133a 발현 과다 시 조절되는 SerpinE1, CD44의 발현 ... 32
• 23) miR-133a와 결합하는 SerpinE1, CD44의 3‘UTR 부위 ... 33
• 4. 연구과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 34
• 5. 연구과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 35
• (1) 연구성과 총괄 ... 35
• (2) 연구성과 상세내역 ... 36
• (3) 연구개발과제의 목표달성도 ... 46
• 6. 연구과제의 활용계획 ... 48
• (1) 연구종료 3년까지 예상 연구성과 ... 48
• (2) 연구성과의 활용계획 ... 48
• 7. 참고문헌 ... 49
• 8. 첨부서류 ... 50
• 끝페이지 ... 60