초록 ▼

연구의 목적 및 내용
세포지질의 구성과 특정한 막전하 (membrane eletrostatics) 패턴을 연구하기 위하여 막표면 전하분포와 막유동성 (membrane fluidity)를 비율계량적(ratiometric)으로 측정 가능한 바이모달 형태의 형광센서를 개발하고, 알짜이머씨병 등 뇌질환과 대사성증후군 등 인간질병 세포모델에서 소포체 스크레스 상황에서 세포막 구조 및 기능이상을 조사하였음. 특히 막지질 탐침을 소포체에 머물게 하여 소포체 스트레스에 따라 막지질의 특성변화를 조사하여 당뇨 등 질병에서 소포체의 기능이상과의

연구의 목적 및 내용
세포지질의 구성과 특정한 막전하 (membrane eletrostatics) 패턴을 연구하기 위하여 막표면 전하분포와 막유동성 (membrane fluidity)를 비율계량적(ratiometric)으로 측정 가능한 바이모달 형태의 형광센서를 개발하고, 알짜이머씨병 등 뇌질환과 대사성증후군 등 인간질병 세포모델에서 소포체 스크레스 상황에서 세포막 구조 및 기능이상을 조사하였음. 특히 막지질 탐침을 소포체에 머물게 하여 소포체 스트레스에 따라 막지질의 특성변화를 조사하여 당뇨 등 질병에서 소포체의 기능이상과의 관계를 조사하였음.

연구결과
다음과 같은 연구결과를 도출하였음.
- BODIPY라는 형광단을 이보다 단파장이나 장파장에서 형광을 내는 형광단과 결합하여 전체를 혐수성이 강하게 탐침을 디자인하여 세포배양액에 넣어주면 탐침이 주로 세포의 소포체 특히 막에 위치함을 밝혀냈음.
- 단파장과 장파장을 내는 형광단으로 coumarin과 Nile-red를 사용하였으며 이들의 특징은 탐침이 위치한 환경의 점질 (viscosity)가 변화되는 탐침의 형광이 변화되는 특징이음.
- 이 특징을 이용하여 소포체스트레스 상황에서 세포손상의 필수과정에서 소포체막의 유동성이 감소됨을 밝혔고 이 결과는 당뇨, 심혈관질환 등 소포체막의 유동성감소를 새로운 신약개발타겟으로 될 수 있음을 암시하는 결과임.
- 한편 이를 이용하여 소포체의 구조가 역동적으로 변화될 때 소포체 막에 위치하면서 막구조의 변화를 항시 보여주는 소포체 마크를 개발하였고 소포체에서 다른 기관으로 이동하는 지질복합체를 모니터링하는 탐침도 개발하였음.

연구결과의 활용계획
본 연구실은 막유동성과 막인지질의 헤드그룹의 특성을 분석할 수 있는 probe의 개발이라는 목표를 가지고 과제를 수행하였으며 이 과정에서 소포체의 지질막 특이 형광프로브, 미토콘드리아 막특이 광열항암치료용 탐침 등을 개발하였으며 이를 기반으로 인간 질병연구에의 적용사례 발굴하였음
일부 탐침은 소포체스트레스 기반의 인간질병연구에 사용할 수 있을 것으로 생각하며 당뇨치료제 세포스크리닝 등을 목표로 하는 새로운 연구과제에 기반기술로 사용할 수 있을 것이라 기대함. 새로운 치료용 신소재발굴에 적용가능한지 여부를 확인하여 추후 새로운 과제를 추진할 때 자료로 활용할 것임.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
In order to understand the composition of cellular membrane and the polar head group distribution in cells, a series of fluorescent ratiometric biomodal probes for membrane fluidity were developed. And, endoplasmic reticulum stress, an essential process involved in Alzheimer’s di

Purpose&contents
In order to understand the composition of cellular membrane and the polar head group distribution in cells, a series of fluorescent ratiometric biomodal probes for membrane fluidity were developed. And, endoplasmic reticulum stress, an essential process involved in Alzheimer’s disease, neurodenerative diseases and metabolic syndrome was characterized accordingly. Particularly, endoplasmic reticulum specific probes were used to investigate the changes in membrane’s characters under endoplasmic reticulum stress.

Result
The followings were found
- BODIPY moiety is combined with another fluorophore with emission ability at shorter or longer wavelength than the BODIPY’s. These conjugates were highly nonpolar and it was found that they are localized at endoplasmic reticulum, particlarly on its bilayered membrane.
- Coumarin and Nile-red were adopted to emit shorter and longer wavelength, respectively. These conjugates show a ratiometric fluorescent behavior for the emission according to solution viscosity.
- Using the ratiometric fluorescent response to viscosity, the membrane fluidity of the endoplasmic reticulum was investigated under its stress situations with the inducers.
- On the other hand, taking advantages of the probes’ nature, an endoplasmic reticulum selective marker and the related robes were developed and applied to tis dynalics study and vescicular transport between the endomembrane systems.

Expected Contribution
This project has been performed to develop the fluorescent probes for endomembrane’s properties in cells. In middle of this project, endoplasmic reticulum selective marker and mitochondria-localized photodynamic probe were invented and their application to cell disease models were demonstrated.
Some of them may be applied to investigation of human diseases involving endoplasmic reticulum stress and to develop a cell-based screening for new drug candidates. The possibility will be checked for the further advanced research project(s).

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 12
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 13
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 14
• 8. 참고문헌 ... 14
• 9. 연구성과 ... 15
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 22
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 22
• 12. 기타사항 ... 22
• 별첨1 대표연구실적 ... 23
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 38
• 끝페이지 ... 39