보고서 정보
주관연구기관 |
경북대학교 KyungPook National University |
연구책임자 |
이규엽
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-03 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
연구관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO201700011346 |
과제고유번호 |
1711030071 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2017-10-12
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키워드 |
내이.난청.골 분화.파넥신3.마우스.Inner ear.Hearing loss.Osteogenesis.Pannexin3.Mouse.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700011346 |
초록
▼
□ 연구의 목적 및 내용
• 상대적으로 연구가 미흡한 태아의 내이 발생 중 골 분화 및 형성 과정의 장애로 인한 선천성 난청의 연구를 위하여, 본 연구에서는 척추동물에서 내이 골격의 분화 및 형성과정을 종별, 조직별로 체계적으로 분석함.
• 척추동물의 내이 골격 형성 과정을 마우스, 닭, 제브라피쉬에서 조사한 후, 특히 골형성에 관여하는 것으로 알려진 Panx3 유전자를 타겟으로 하여 연구를 진행함.
• Panx3 유전자가 포유류의 내이 및 골 형성에 관여하는 기전을 다른 관련 유전자들과의 상관관계를 통해 분석하고,
□ 연구의 목적 및 내용
• 상대적으로 연구가 미흡한 태아의 내이 발생 중 골 분화 및 형성 과정의 장애로 인한 선천성 난청의 연구를 위하여, 본 연구에서는 척추동물에서 내이 골격의 분화 및 형성과정을 종별, 조직별로 체계적으로 분석함.
• 척추동물의 내이 골격 형성 과정을 마우스, 닭, 제브라피쉬에서 조사한 후, 특히 골형성에 관여하는 것으로 알려진 Panx3 유전자를 타겟으로 하여 연구를 진행함.
• Panx3 유전자가 포유류의 내이 및 골 형성에 관여하는 기전을 다른 관련 유전자들과의 상관관계를 통해 분석하고, 더불어 어류의 골 형성과정에 대해서도 조사함으로써 척추동물 전반을 아울러 Panx3 유전자의 발현 및 기능에 대한 분석을 수행함.
□ 연구결과
제1연구결과: 척추동물의 내이 골격 조직의 분화 및 형성 과정의 체계적인 조사
• 닭에서 나타나는 Panx 유전자족의 발현정도를 12개 조직에서 RT-PCR을 통해 확인하고, Panx1, Panx2, Panx3 각각의 유전자에 대하여 2개, 3개, 1개의 isoform 서열을 새로이 밝혀냄. 특히, 내이에서는 Panx3 유전자가 강한 발현을 보이는 것을 확인함.
• 더불어 마우스에서 Msr 유전자족의 내이 특이적 발현을 시기적, 위치적으로 확인한 결과, MsrA, MsrB1, MsrB2, MsrB3 모두 내이의 달팽이관 및 전정기관의 각 부위에서 서로 다른 양상으로 발현하는 것을 확인함.
제2연구결과: Pannexin3가 포유류의 내이 골격 형성에 기여하는 기전 규명
• Panx3 유전자의 발현은 달팽이관과 연골세포에서 확인되었음. 특히, 달팽이관에서는 뼈조직에 전반적으로 발현이 관찰됨. 이러한 결과를 바탕으로 Cre 유전자를 이용하여 Panx3가 결실된 마우스 모델을 제작하여 내이의 기능 변화를 분석함.
• Panx3 유전자가 결실된 마우스를 이용한 실험 결과, Panx3 유전자가 마우스의 발생중 골 형성과정에서 연골의 분화를 조절하는데 더 주요한 역할을 한다는 것을 확인함.
• Panx3 유전자를 다른 골 형성 마커와 대조하여 분석한 결과, Panx3 유전자는 연골세포의 분화와 뼈의 광물화 과정에서 그 역할을 하는 것으로 나타남.
제3연구결과: Pannexin3가 어류의 내이 골격 형성에 기여하는 기전 규명 및 비교 분석
• Panx3의 발현이 마우스, 닭, 제브라피쉬 간에 상당히 보존적으로 나타나는 것을 바탕으로, Panx3가 제브라피쉬에서도 마우스와 비슷한 기능을 할 것으로 기대하고 실험을 진행함. 그 결과, 제브라피쉬에서도 골 형성 과정에 Panx3가 관여하는 것으로 관찰됨.
• 제브라피쉬에서 골아세포 성숙의 마커로 활용되는 Col10a1 유전자의 발현과 비교 분석한 결과, Panx3 유전자는 제브라피쉬의 발생과정에서 정상적인 골 형성과정의 시작 및 진행에 중요한 역할을 한다는 것을 확인함.
□ 연구결과의 활용계획
• Panx 유전자족과 Msr 유전자족이 내이에서 그 발현을 가지는 것으로 미루어 해당 유전자들이 내이의 정상적인 기능 수행에 역할을 할 것으로 기대되므로, 본 연구결과를 바탕으로 향후 난청과의 연계성에 대하여 심화 연구를 진행할 수 있을 것으로 생각됨.
• 더불어 Panx3 유전자가 결실된 마우스를 제작하고 해당 유전자의 역할을 분석한 결과로부터 향후 골 형성 기전에 관한 연구에 본 연구의 결과가 기초적인 데이터베이스로서 이용될 수 있을 것으로 사료됨.
( 출처 : 요약문 4p )
Abstract
▼
□ Purpose&contents
• To investigate the congenital hearing impairment caused by the improper osteoblast differentiation and osteogenesis during embryonic inner ear development, we analyzed the bone maturing process in the inner ear in vertebrates.
• After we investigated the bone maturing proc
□ Purpose&contents
• To investigate the congenital hearing impairment caused by the improper osteoblast differentiation and osteogenesis during embryonic inner ear development, we analyzed the bone maturing process in the inner ear in vertebrates.
• After we investigated the bone maturing process of inner ear in three different species, mouse, chicken and zebrafish, we targeted the Panx3 gene that is known to be involved in the osteogenesis.
• We analyzed the mechanism of osteogenesis in the mouse inner ear in a relationship of Panx3 gene and other osteogenesis-associated markers. Moreover, we investigated the osteogenesis in the zebrafish to organize the overall mechanism of osteogenesis in the vertebrates.
□ Result
The investigation for the mechanism of inner ear development in vertebrates
• We found 2, 3 and 1 isoforms of Panx1, Panx2 and Panx3 genes after we identified the expression of Panxgene family with RT-PCR in the chicken.
• In addition, the spatio-temporal expression of Msr gene family was identified in the mouse inner ear.
The analysis of the osteogenesis with pannexin3 in the mammalian inner ear
• The expression of Panx3 was detected in the inner ear and chondrocyte of mouse. Especially in the inner ear, Panx3 was expressed in the overall bone surrounding cochlea. We produced the Panx3 knockout mice model using Cre/loxP system.
• We found that the Panx3 is important for the osteogenesis. This hypothesis is also supported by the result of comparison study of Panx3 with other osteogenesis markers.
• The general role of Panx3 in the osteogenesis is assumed to be regulate the differentiation of chondrocyte and mineralization of bone.
The analysis the osteogenesis with pannexin3 in the fish inner ear
• Based on the preserved expression of Panx3 in the three species, mouse, chicken and zebrafish, we found that Panx3 plays similar roles in the osteogenesis during the development of zebrafish.
• The comparison of Panx3 with Col10a1 gene, a marker for the differentiation of osteoblast figured out that Panx3 has significant role in the onset of osteogenesis during the development.
□ Expected Contribution
• We expect that the Msr and Panx gene families have a role for proper functioning of the inner ear since the both genes are expressed in the overall inner ear. The comprehensive study will be placed with the hearing impairment.
• Moreover, the Panx3 knockout mouse that we generated in this study will be the useful model for other research dealing with the mechanism of osteogenesis.
( 출처 : SUMMARY 5p )
목차 Contents
- 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 23 5. 연구결과의 활용계획 ... 25 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 25 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 25 8. 참고문헌 ... 26 9. 연구성과 ... 26 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 26 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 26 12. 기타사항 ... 27별첨1 ... 28별첨2 ... 34끝페이지 ... 52
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