초록 ▼

줄기세포는 생존력이 강하고, 여러 가지 손상에도 불구하고 살아남을 수 있으며, DNA 수복이 결손된 줄기세포는 이상증식 및 분화반응을 나타낼 수 있으며, 이 줄기세포가 악성변형에 감수성이 높아서 발암과정에 관여할 가능성이 있을 것으로 추정되었다. 본 연구자의 기존 연구에서 마우스 간발암모델에서 간발암물질 투여에 의해 간발암 초기에
EpCAM 등의 줄기세포 마커 발현이 나타나고, 손상 초기에 세포 증식의 증가, 아폽토시스 증가가 함께 나타나 줄기세포가 초기 발암 과정에 관여할 가능성을 확인하였다. 이에 본 연구는 마우스 간발암

줄기세포는 생존력이 강하고, 여러 가지 손상에도 불구하고 살아남을 수 있으며, DNA 수복이 결손된 줄기세포는 이상증식 및 분화반응을 나타낼 수 있으며, 이 줄기세포가 악성변형에 감수성이 높아서 발암과정에 관여할 가능성이 있을 것으로 추정되었다. 본 연구자의 기존 연구에서 마우스 간발암모델에서 간발암물질 투여에 의해 간발암 초기에
EpCAM 등의 줄기세포 마커 발현이 나타나고, 손상 초기에 세포 증식의 증가, 아폽토시스 증가가 함께 나타나 줄기세포가 초기 발암 과정에 관여할 가능성을 확인하였다. 이에 본 연구는 마우스 간발암과 관련된 다수의 마커의 발현을 간발암단계에서 스크리닝하여 유의적으로 증가된 다수의 마커들을 발굴하고, 이 마커들을 사용하여 시험관내 시험모델로 마우스 배아줄기세포(embryonic stem cell, ESC) 분화단계에서 간줄기세포의 발현량과 세포내 발현 위치를 조사하여 보고자 하였다. 또, 생체내 시험모델로 마우스 간발암단계와 제브라피쉬 간발암단계에서 세포 손상 위치를 확인하여 보고자 하였다. 마우스 디에틸니트로스아민(diethylnitrosamine, DEN) 유발 간발암 과정 중에 Nope, Gpc3, alpha-fetoprotein의 발현의 증가와 Gadd45a, Akt1, Bid, PCNA의 증가 등이 나타났다. 또, 마우스 ESC가 간전구세포(hepatocyte progenitor cell, HPC), 간세포(hepatocyte, HC)로 분화하는 과정에서 발암물질 처치에 의해 변화되는 줄기세포 마커와 DNA 손상마커, 대사관련효소 발현의 변화를 조사한 결과 Oct4, EpCAM, AFP, Gpc3, Nope의 발현이 증가되었으며, 특히 Gpc3와 Nope의 발현은 분화단계에 따라 모두 DEN 처치에 의해 증가되는 양상이 나타났다. 또, ESC에 DEN을 처치하고 Gpc-3, Nope, AFP 발현 정도를 확인하고, 세포내 발현위치를 확인한 결과 Gpc-3, Nope 및 E-cadherin의 발현량은 DEN 처리농도에 의존적으로 증가하였다. 세포내 발현위치를 확인한 결과 ESC, HPC, HC 단계에서 DEN을 처리한 세포 표면에 발현하는 Gpc-3 혹은 Nope의 양이 증가하였다. 또, 사람 간종양세포주(HepG2)와 마우스 정상 간세포주(AML-12)에 간발암물질인 DEN을 처리하여 발암물질에 노출된 간세포에서의 EpCAM과 Nope의 발현량 및 발현양상을 확인한 결과 AML-12에 DEN 처치에 의해 Nope 발현이 증가되었다. 하지만 HepG2에서는 반대 양상이 나타났다. 또, 15 nm 금나노물질(gold nanoparticles; AuNPs)을 이용한 간발암 특이적 표지자를 투여한 후 dark field microscope 및 micro-CT 등의 이미징 분석장비를 사용하여 in vitro 단계에서 간줄기세포마커의 발현을 분석한 결과 금나노물질이 시간대별로 세포에 탐식되어 세포내질내로 이동되었음을 확인하였다. 하지만 정상 마우스 간세포에서 사용한 이미징 분석장비에서는 EpCAM과 Nope의 발현을 정량하기에는 검출한계가 있는 것으로 판단하였다. 이런 검출한계를 극복하기 위해서 보다 낮은 농도에서 세포내에서 실시간으로 측정할 수 있는 형광 이미징 기술을 도입하고자 하였다. 나아가, fluorescence molecular tomography, IVIS Lumina Series III, FOBI, optical coherence tomography 등의 in vivo 광학검출기기를 사용하여 간발암물질인 thioacetamide를 투여하고, 형광프로브를 생체내 정맥주여한 후 형광프로그의 발현이 간부위에 증가됨을 확인하였으며, 파라핀 포매된 간조직에 대한 분석에서도 형광프로브의 유의적인 증가가 관찰되었다. 또, 형광에 대한 in vivo 검출강도를 보다 높이기 위해 제브라피쉬를 사용하여 DEN 처치에 따른 형광프로브의 정량을 보다 용이하게 할 수 있는 시스템을 구축하여 보고자 하였다. Larvae 단계의 제브라피쉬에 DEN를 처치하고 형광프로브의 발현을 조사한 결과 DEN 처치에 따라 형광프로브의 발현이 검출되었다. 이와 같은 연구를 통해 줄기세포 마커를 이용하여 발암기전을 연구할 수 있으며, 나아가 새로운 발암성 대체시험법을 개발할 수 연구기반을 마련하였다. 또, 줄기세포 마커를 활용하여 향후 암화된 줄기세포에 의해 형성된 종양에 대한 항암제 혹은 암예방물질 등의 효능평가를 위한 조기암 진단 시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대된다.
(출처:요약문 4p)

Abstract ▼

As stem cells have a potential to live longer and are associated with the alterations of abnormal proliferation and differentiation response, they may be a target for malignant transformation. Previous reports revealed that stem cell markers such as EpCAM were involved in early hepatocarcinogenesis,

As stem cells have a potential to live longer and are associated with the alterations of abnormal proliferation and differentiation response, they may be a target for malignant transformation. Previous reports revealed that stem cell markers such as EpCAM were involved in early hepatocarcinogenesis, associated with the increase of cell proliferation and apoptosis. In this study, I tried to screen multiple stem cell markers during mouse in vivo hepatocarcinogenesis and investigated the expression and location of stem cell markers using in vitro mouse embryonic stem cell (ESC). Furthermore, I investigated location of cell damage in early stage of mouse or zebrafish carcinogenesis. From these, I tried to develop alterative carcinogenicity test model to screen carcinogens. During mouse diethylnitrosamine (DEN)-induced hepatocarcinogenesis, the expression of Nope, Gpc3, alpha-fetoprotein were increased, associated with Gadd45a, Akt1, Bid, PCNA etc. And DEN treatment during differentiation step from ESC to hepatic progenitor cell (HPC) and hepatocyte (HC) increased the stem cell markers such as Oct4, EpCAM, AFP, Gpc3 and Nope, and induced the alterations of DNA damage markers and metabolism enzymes. Furthermore, cell surface expression levels of Gpc-3, Nope and E-cadherin were increased with the treatment dose of DEN. Treatment of DEN in mouse normal hepatic cell line (AML-12) induced increase expression of Nope, however, not in human tumor cell line (HepG2). Analyses of stem cell markers by bioimaging devices such as dark field microscope and micro-CT using 15 nm gold nanoparticles (AuNPs) showed that AuNPs were translocated into cell by phagocytosis. However, these systems had detection limitation of EpCAM or Nope in vivo condition. To overcome these limitation, fluorescence imaging techniques were introduced in this study. Fluorescence signal detected by in vivo imaging devices such as fluorescence molecular tomography, IVIS Lumina Series III, FOBI, optical coherence tomography was significantly increased in liver of mice after treatment of thioacetamide, a hepatocarcinogen, as well as in paraffin embedded liver tissues. Furthermore, I tried to set the fluorescence detection system using zebrafish. Treatment of DEN in larvae stage of zebrafish induced fluorescence signal in liver. Taken together, it is possible to investigate the precise carcinogenesis mechanism using stem cell markers. Furthermore, using stem cell markers, it can be possible to build up new screening system for carcinogenicity, which makes it set early screening for cancer therapeutics and/or chemopreventive agents in the future.
(출처:Summary 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8 5. 연구결과의 활용계획 ... 9 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9Ⅲ. 연구성과 ... 10끝페이지 ... 13