초록 ▼

간질은 어린이 50명 중 1명, 성인의 경우 100명 중 1명이 앓고 있는 주요 신경계 질환이며 현재 GABA 조절물질, 이온통로 조절물질, glutamate 조절물질 등을 치료에 이용하고 있다. 그러나 전체 환자의 약 1/3이 현재 사용하고있는 약물에 반응하고 있지 않으며 현재 임상시험 단계에 있는 약물들도 유사한 기전을 갖고 있는 것으로 나타나 새로운 표적의 발굴과 치료제 개발이 시급하다. 본 연구는 마우스에서 atropine-pilocarpine을 이용한 경련중첩증 모델에서 bmi1의 역할을 규명하고 간질의 예방 또는 치료에

간질은 어린이 50명 중 1명, 성인의 경우 100명 중 1명이 앓고 있는 주요 신경계 질환이며 현재 GABA 조절물질, 이온통로 조절물질, glutamate 조절물질 등을 치료에 이용하고 있다. 그러나 전체 환자의 약 1/3이 현재 사용하고있는 약물에 반응하고 있지 않으며 현재 임상시험 단계에 있는 약물들도 유사한 기전을 갖고 있는 것으로 나타나 새로운 표적의 발굴과 치료제 개발이 시급하다. 본 연구는 마우스에서 atropine-pilocarpine을 이용한 경련중첩증 모델에서 bmi1의 역할을 규명하고 간질의 예방 또는 치료에 표적으로 사용 가능성을 고찰하는 것을 목적으로 하였다. Bmi1은 세포의 생존에 중요한 역할을 하는 것으로 최근에 알려진 단백질이나 현재 중추신경계에서의 역할은 잘 알려져 있지 않다.
본 연구를 위하여 bmi1 knock out 마우스를 도입하였고 동물실에서 증식하여 실험에 사용하였다. Bmi1은 homozygous 동물은 발생기에 더 이상 성장하지 못하고 사망하는 관계로 heterozygous 동물을 이용하였다. 먼저 atropine-pilecarpine을 이용하여 경련중첩증을 유도하였을 때 해마의 CA3와 dentate gyrus에서 신경세포에 강하게 유도되었다. 경련중첩증 유도 4주 후에는 신경세포에서의 발현을 감소하고 교세포에서 집중적으로 발현된다. 경련중첩증에서 bmi1의 역할은 bmi1 heterozygous 동물을 이용하여 확인하였다. 그 결과 대조군에 비하여 5등급 경련과 경련중첩증이 나타나는 비율과 시간 및 치사율 등이 두 군에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 경련중첩증 유도 2개월 후에 간질 발작이 유도되는 비율을 조사한 결과 간질발작이 나타나는 비율은 대조군과 bmi1 heterozygous 군에서 각각 75, 60%로 나타났다. 또한 간질 발작의 빈도에서도 각각 시간당 0.33회와 0.22회로 차이를 보였다. 또는 경련중첩증 유도 2개월 후, 간질 환자에서 관찰되는 mossy fiber outgrowth를 관찬할 결과 대조군에 비해 bmi1 heterozygous 군에서 뚜렷하게 증가하는 양상을 관찰하였다. 이러한 결과는 bmi1은 주로 경련중첩증에는 큰 역할을 하지 않으나 간질 증상에 중요한 역할을 함을 의미한다.
본 연구에서 사용한 동물은 bmi1 homozygous 동물이 아닌 heterozygous 동물이었다. 이는 곧 bmi1 단백질이 발현될 수 있음을 의미한다. 구체적으로 알아보기 위해 bmi1의 mRNA 발현을 조사한 결과 bmi1 heterozygous 동물에서 약 47.3% 감소된 것을 관찰하였다. Bmi1 knock out 동물에서 얻은 결과를 보다 구체적으로 알아보기 위하여 bmi1 heterozygous 동물과 homozygous 동물을 교배한 후 임신 18~19일에 대뇌 피질 신경세포를 배양하였다. NMDA로 자극시킨 후 LDH 유출 실험을 진행한 결과 두 군에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 뇌신경계의 다른 질환 모델인 3-nitropropionic acid를 이용한 헌팅턴씨 병 모델에서도 두 군에서 선조체 손상과 운동능력 감소에 유의한 차이를 보이지 않았다.
마지막으로 해마의 줄기세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 BrdU를 주사 후 해마에서 줄기세포의 증식을 조사하였다. 그러나 두 군에서 BrdU에 염색된 세포와 doublecortin에 염색된 세포의 밀도가 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 학습과 기억 능력을 Y maze를 이용하여 평가한 결과에서도 두 군에서 유의한 차이를 보이지 않았다.
이상의 결과를 종합할 때 bmi1은 경련중첩증에 의한 세포손상에는 영향이 크지 않은 것으로 보이나 간질의 형성과 이로 인한 재발성 경련에는 관여되어 있는 것으로 볼 수 있다. 그러나 본 연구에서 사용한 동물은 bmi1 heterozygous 동물이므로 정확한 역할을 평가하기 위해서는 siRNA 등을 이용한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단하며 관련된 연구를 현재 추가적으로 진행중이다

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

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