초록 ▼

• 소리로 전달되는 말소리를 이해하기 위해서는 와우 내의 주파수별 분석 능력이 필수적이며, 와우의 장축을 기준으로 위치별로 나타나는 특성인 tonotopy가 중요한 기전으로 이해되고 있음. 와감각신경성 난청에서 고음역대의 청력 저하가 나타나고 전반적인 청력 저하로 발병하는 기전으로서 와우의 tonotopy 특성이 중요함.
• Sonic hedgehog (Shh)는 Hedgehog 신호물질 중 하나로, 발생 초기에 floor plate와 notochord에서 생성되어 neural tube, 사지(limb)등의 기관의 분화에 중요

• 소리로 전달되는 말소리를 이해하기 위해서는 와우 내의 주파수별 분석 능력이 필수적이며, 와우의 장축을 기준으로 위치별로 나타나는 특성인 tonotopy가 중요한 기전으로 이해되고 있음. 와감각신경성 난청에서 고음역대의 청력 저하가 나타나고 전반적인 청력 저하로 발병하는 기전으로서 와우의 tonotopy 특성이 중요함.
• Sonic hedgehog (Shh)는 Hedgehog 신호물질 중 하나로, 발생 초기에 floor plate와 notochord에서 생성되어 neural tube, 사지(limb)등의 기관의 분화에 중요한 역할을 하며, Shh신호가 소실되는 경우에는 와우관을 포함하여 내이(inner ear)의 발생이 진행되지 않음.
• 본 연구는 특정 주파수에 반응하는 와우의 tonotopy특성이 형성되는 과정에서의 Sonic hedgehog(Shh) 신호전달체계의 조절 역할을 규명하고자 함.

(1)조류 배아 모델에서 Shh 신호전달체계의 시기적 변화에 따른 와우의 tonotopy 발달에 대한 연구
• 조류 배아 모델에서 미세수술기법을 이용하여 내이 발생의 특정한 시기에 국한하여 Shh신호를 증가시킬 수 있는 bead implanation을 시행함.
• 조류 와우에 해당하는 basilar papilla에서 Shh신호를 비정상적으로 활성화시킨 경우, 기저부와 중간부분의 유모세포의 stereocilia의 넓이가 현저히 좁아진 형태를 보임.
• 또한, Shh 신호를 증가시킨 경우, 대조군에 비해서 유모세포의 stereocilia의 개수가 유의하게 감소함을 SEM으로 촬영하여 확인하였고, 기저부에서 특이적으로 발현되는 Calbindin 유전자 발현 영역은 감소하였고, 첨부에 특이적으로 발현되는 Kcnj2 유전자 발현 영역은 첨부에서 중간부까지 확장되었음.
• 이상의 결과는 와우관의 위치에 따라 tonotopy특성이 변화가 되어, 각 위치의 유모세포가 인식할 수 있는 주파수 음역대가 바뀔 수 있음을 의미하며, 조류배아모델에서 Shh 신호의 강도에 따라 발생되는 유모세포의 tonotopy 특성이 조절됨을 규명함.

(2) 조직특이적 유전자변형 마우스를 이용하여 Shh 신호전달체계가 와우의 tonotopy 발달에 기여하는 기전 규명
• 내이 특이적(inner ear specific)인 유전자변형 마우스 모델인 Pax2^Cre/+;Smo^M2/+ 마우스와 Foxg1^Cre;Shh^lox/−마우스를 이용하여 Shh 신호에 활성화 또는 억제를 유도함.
• Pax2^Cre/+;Smo^M2/+마우스에서는 Shh신호가 비정상적으로 활성화되는데, 이로 인해 와우관에서 첨부에 발현되는 Efnb2, Fst, Msx1등 유전자의 발현은 증가되고, 기저부에 발현하는 Inhba,A2m 등 유전자의 발현은 감소함.
• 와우신경절에서 Shh 신호가 억제되는 Foxg1^Cre/+;Shh^lox/−마우스에서는 와우관의 성장이 저하되어 길이가 짧아지지만, 첨부에서 특이적으로 발현되는 유전자 마커인 Efnb2, Fst, Msx1와 기저부에서 특이적으로 발현되는 유전자 마커인 Inhba, A2m의 발현 양상은 유지되었음.
• 와우관의 정상적인 Shh 신호의 차이(gradient)가 소실될 때 나타나는 내이의 형태학적인 변화와 tonotopy와 연관된 유전자 발현 양상을 조사함.
• 이상의 실험결과를 토대로 포유류와 조류에서 모두 Shh 신호물질은 와우관의 tonotopy특성을 조절하는데 결정적인 역할을 하는 것으로 확인됨.
(출처:요약문 4p)

목차 Contents

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