초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 과제에서는 세포소기관 네트워크 조절에 의한 염증반응 제어기전을 규명하기 위해, 미토콘드리아 다이나믹스 단백질 발현을 조절한 대식세포 모델에서 인플라마좀 활성화 및 염증성 사이토카인 생성을 확인해 보았음. 또한 세포내 페록시좀 이상에 의해 야기되는 X-ALD 질환에서 치명적인 뇌염증 원인이 아직 명확하지 않아 치료제 개발에 어려움을 겪고 있는데, 본 과제에서 NLRP3 인플라마좀 활성화가 X-ALD 뇌염증에 연계되어 있는지 확인해 보고자 하였음.

□ 연구결과
1) 미토콘드리아 융합/

□ 연구의 목적 및 내용
본 과제에서는 세포소기관 네트워크 조절에 의한 염증반응 제어기전을 규명하기 위해, 미토콘드리아 다이나믹스 단백질 발현을 조절한 대식세포 모델에서 인플라마좀 활성화 및 염증성 사이토카인 생성을 확인해 보았음. 또한 세포내 페록시좀 이상에 의해 야기되는 X-ALD 질환에서 치명적인 뇌염증 원인이 아직 명확하지 않아 치료제 개발에 어려움을 겪고 있는데, 본 과제에서 NLRP3 인플라마좀 활성화가 X-ALD 뇌염증에 연계되어 있는지 확인해 보고자 하였음.

□ 연구결과
1) 미토콘드리아 융합/분열 조절 단백질 억제 세포 이용한 염증반응 규명
• 미토콘드리아 분열 단백질 Drp1 발현을 억제시킨 THP-1, 마우스 BMDM 구축
• 미토콘드리아 융합 단백질 Opa1 발현을 억제시킨 THP-1, 마우스 BMDM 구축
• Drp1 발현 억제세포에서 염증성 사이토카인 생성 증가 확인
• Drp1 발현 억제세포에서 pyroptosis 세포사멸 증가 확인
• Drp1 발현 억제세포에서 미토콘드리아 융합 및 손상 감수성 확인
• Drp1 발현 억제세포에서 NLRP3 인플라마좀 활성화 증가 확인
• 미토콘드리아 분열에 의한 NLRP3 인플라마좀 활성화 억제 확인
• 미토콘드리아 다이나믹스에 의한 NLRP3 인플라마좀 assembly 확인
• 미토콘드리아 다이나믹스에 의한 인플라마좀 활성 염증인자 확인
2) 대뇌 염증질환 마우스 모델을 이용한 인플라마좀의 대사성질환 연계성 확인
• 세포내 peroxisome 이상으로 유도되는 X-ALD 질환에서 염증인자 25-HC 발굴
• 25-HC 에 의한 NLRP3 인플라마좀 활성화 확인
• 25-HC 에 의한 대뇌 염증지표 및 인플라마좀 연계성 확인
• 인플라마좀 억제에 의한 대뇌 염증지표 및 인플라마좀 연계성 확인

□ 연구결과의 활용계획
최근 수년간 NLRP3 인플라마좀 활성은 다양한 대사성 질환들과의 연계성이 보고되고 있어, NLRP3 인플라마좀 활성조절 기전의 규명은 이러한 질환에 대해 새로운 치료제 개발을 위한 신규 타겟으로 많은 관심을 받고 있음. 본 과제를 통해 세포소기관인 미토콘드리아 분열에 문제가 생겼을 때 NLRP3 인플라마좀의 과활성을 유도함을 확인하였고, 이를 통해 융합된 미토콘드리아는 인플라마좀 활성을 유도하는 플랫폼으로 사용될 가능성을 제안하고 있음. 또한 페록시좀의 ABCD1 이상에 의해 야기되는 X-ALD 질환에서 NLRP3 인플라마좀 활성이 뇌염증의 주 원인임을 확인하여, 현재 특이적 치료제가 전혀 없는 X-ALD 질환에 대해 NLRP3 인플라마좀 활성을 억제하는 약물을 후보군으로 이용할 가능성을 제안하고 있음.
(출처:요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
Inflammasome signaling pathways have been of particular interest for their critical role in mediating diverse metabolic diseases. However, it is still unclear how the inflammasome is activated in response to a variety of stimuli. In this study, we will investigate the molecula

□ Purpose& contents
Inflammasome signaling pathways have been of particular interest for their critical role in mediating diverse metabolic diseases. However, it is still unclear how the inflammasome is activated in response to a variety of stimuli. In this study, we will investigate the molecular mechanisms in which cellular organelle networks involving mitochondrial dynamics and vesicular trafficking modulate inflammasome- or necroptosis-mediated inflammatory responses. In addition, we will examine the involvement of NLRP3 inflammasome in the pathogenesis of X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD), caused by a defective function of peroxisome.

□ Result
1) Mitochondrial fission/fusion protein-mediated inflammatory responses
- Establishment of Drp1- / Opa1-knockdonwed THP-1, BMDM stable cells
- Pro-inflammatory cytokines in the Drp1-knockdown BMDMs
- Pyroptotic cell death in the Drp1-knockdown BMDMs
- Mitochondrial fusion and dysfunction in the Drp1-knockdown BMDMs
- NLRP3 inflammasome activation in the Drp1-knockdown BMDMs
- Regulation of NLRP3 inflammasome by mitochondrial fission
- Identification of inflammasome-stimulating factor by mitochondrial dynamics
2) Contribution of inflammasome signaling to cerebral inflammation in mouse model
- Identification of 25-HC as an inflammasome stimulator for the pathogenesis of X-ALD
- NLRP3 inflammasome activation by 25-HC
- Inflammasome-mediated cerebral inflammation of mice in response to 25-HC
- 25-HC-induced cerebral inflammation in Nlrp3+/+ and Nlrp3-/- mice

□ Expected Contribution
Much attention has been paid to NLRP3 inflammasome for the development of therapeutic drugs to metabolic disorders. In this study, we demonstrated that elongated mitochondria could enhance the sensitivity of NLRP3 inflammasome activation, and elongated mitochondria can be used as a molecular platform to assemble inflammasome complex. In addition, we proposed a novel insight into the contribution of NLRP3 inflammasome into the pathogenesis of X-ALD. Therefore, we expect that NLRP3 inflammasome signaling can be used as a target to develop the therapeutic drug to treat X-ALD.
(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 ... 7 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20 5. 연구결과의 활용계획 ... 22 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 22 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 23 8. 참고문헌 ... 24 9. 연구성과 ... 25 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 30 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 30 12. 기타사항 ... 31별첨1 대표연구성과 ... 32별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 46끝페이지 ... 54