초록 ▼

● 신경줄기세포(NSC) niche 모델로서 혈관내피세포와 혈관주위세포를 NSC와 동시배양하고 RNA seq/NGS 분석하여 후보 분비인자를 4종 발굴하고 NSC 증식과 분화에서의 역할을 조사함. 또한, 고농축 재조합-분비인자-AAV를 제조하여 hMSC에 전달하고 치매동물모델에 이식하여 신경조직 재생 기능과 행동기능측정으로 기억능력 및 정서불안 회복력을 확인함 (Sci. Rep. 2015; Stem Cell Transl. Med. 2017).
● 신경줄기세포의 증식과 분화를 촉진하는 small molecule을 2개 발굴하여

● 신경줄기세포(NSC) niche 모델로서 혈관내피세포와 혈관주위세포를 NSC와 동시배양하고 RNA seq/NGS 분석하여 후보 분비인자를 4종 발굴하고 NSC 증식과 분화에서의 역할을 조사함. 또한, 고농축 재조합-분비인자-AAV를 제조하여 hMSC에 전달하고 치매동물모델에 이식하여 신경조직 재생 기능과 행동기능측정으로 기억능력 및 정서불안 회복력을 확인함 (Sci. Rep. 2015; Stem Cell Transl. Med. 2017).
● 신경줄기세포의 증식과 분화를 촉진하는 small molecule을 2개 발굴하여 기억손상모델동물에 경구 투여한 결과 신경재생 및 기억력 향상을 보였고 전기생리학적 측정으로 기억능력 회복을 보였음(PLoS One, 2015). 국내 특허등록 및 국외 특허출원하고 기술이전함 (동아제약, 2016)
● 신경 세포 분화 과정 중 히스톤 변형인자들의 발현을 확인하고 유전자 침묵 시스템을 이용하여 세포 분화에서 히스톤 변형의 역할을 조사하였음. 그 결과, 특정 H3K4 메틸화 효소에 의해 신경세포 분화가 조절됨을 확인하고, 전사인자와의 결합을 통해 신경 분화 관련 유전자의 발현을 조절함을 확인하였음 (Mol. Cell, 2013, 2016; Science, 2016).

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
● Neural stem cell (NSC) niche is changed in damaged brain regions and growth factors secreted from vascular endothelial cells and pericytes may change micro-environment of NSC and regulate the growth and the differentiation.
● This study aims to elucidate the roles of growt

Purpose & Contents
● Neural stem cell (NSC) niche is changed in damaged brain regions and growth factors secreted from vascular endothelial cells and pericytes may change micro-environment of NSC and regulate the growth and the differentiation.
● This study aims to elucidate the roles of growth factors secreted from vascular cells as niche cells of NSC on neuronal stem regeneration and differentiation and develop the regeneration method to apply treatment of brain diseases
● To elucidate the roles of histone modifying enzymes in gene expression during neuronal cell regeneration and to generate AAV viruses for secreory factors to validate their function in neuronal cell regeneration

Results
To detect candidate growth factors secreted from vascular cells in NSC niche and study molecular mechanisms how they promote neuronal regeneration in the first step, and to apply it to treat degenerating brain diseases in the second step, we have proposed following specific aims. Results are:
1. We have detected releasing factors from brain vascular endothelial cells and pericytes co-cultured together with NSCs by analyzing RNA seq results by next generation sequencing method and confirmed their expression by RT-PCR and membrane array.
2. Molecular mechanisms of candidate releasing factors regulating NSC niche were investigated in their possible signal transduction pathways and their functions in proliferation and differentiation of NSCs were confirmed by siRNA knock down of their receptors, and by expression of target genes.
3. We found functional improvement on memory behaviors and neural regeneration in model animals of memory loss after transplantation of MSCs transferred by recombinant adeno-associated virus of candidate releasing factors genes.
4. Candidate small molecules were investigated to activate NSC niche and two molecules facilitated functional improvement on memory behaviors and neural regeneration in model animals of memory loss. We registered two domestic patents, applied patents for other countries, and transferred the patents to a pharmaceutical company, DongA.
5. To investigate the specific role of H3K4 methylation enzyme, we generated shRNA that specifically knockdown six individual H3K4 methyltransferases and found that the levels of transcription regulatory factors (Mef2c, Mash1) were decreased upon Set1B methyltransferase shRNA treatment. In addition, we also found tht Set1B is highly enriched at the promoter region of neuronal specific Mash1 gene. These results confirm that H3K4 methyltransferase enzymes play differential role in neuroanl cell differentiaion.

Expected Contribution
This research will provide an important information to elucidate the role of releasing factors and small molecules in NSC niche and epigenetic factors during neural differentiation and regeneration that will lead to development of stem cell therapies.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 8
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1. 연구개발 목적 ... 9
• 2. 연구개발의 필요성 ... 9
• 3. 연구개발 범위 ... 10
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 12
• 1. Niche 세포배양모델에서 혈관세포/NSC 동시배양 후 RNA seq 분석하여 분비인자 발굴 및 질환모델에서 신경재생 조사 ... 12
• 2. H3K4 메틸화 복합체에 의한 신경 줄기세포 분화 분자기전 규명 ... 14
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 16
• 1. NSC Niche 조절 분비인자 발굴 및 질환모델에서 신경재생 조사 ... 16
• 2. 발굴한 small molecules 2종의 NSC 미세환경에서의 효능 조사 ... 52
• 3. 뇌손상 모델에 이식된 신경줄기세포의 기능적 역할 규명 ... 59
• 4. H3K4 메틸화 복합체에 의한 신경 줄기세포 분화 분자기전 규명 ... 62
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 68
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 73
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 73
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 74
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 74
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 74
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 75
• 제11장. 기타 사항 ... 77
• 제12장. 참고 문헌 ... 77
• 끝페이지 ... 79