초록 ▼

연구의 목적 및 내용
기존에 개발된 뇌종양 줄기세포 표적 치료제의 저항성이 매우 높으며, 이는 가변적 분열을 통해 암의 다형성 및 재발을 일으키기 때문임. 따라서 본 연구과제에서는 PARN에 의한 뇌종양 환자유래 줄기세포의 조절기전을 연구하여 새로운 항암 치료 개발의 가능성을 제시하고자 함.

연구결과
1차년도: PARN에 의한 뇌종양 환자유래 줄기세포 조절기전 규명
1. 여러 뇌종양 환자 유래 줄기 세포에서 정상 성상세포에서 보다 PARN 발현 확인함.
2. PARN에 의한 뇌종양 환자유래 줄기세

연구의 목적 및 내용
기존에 개발된 뇌종양 줄기세포 표적 치료제의 저항성이 매우 높으며, 이는 가변적 분열을 통해 암의 다형성 및 재발을 일으키기 때문임. 따라서 본 연구과제에서는 PARN에 의한 뇌종양 환자유래 줄기세포의 조절기전을 연구하여 새로운 항암 치료 개발의 가능성을 제시하고자 함.

연구결과
1차년도: PARN에 의한 뇌종양 환자유래 줄기세포 조절기전 규명
1. 여러 뇌종양 환자 유래 줄기 세포에서 정상 성상세포에서 보다 PARN 발현 확인함.
2. PARN에 의한 뇌종양 환자유래 줄기세포의 성장 조절 역할을 검증함.
- 새로운 vector system을 구축하고 이를 이용하여 LDA 실험 기법을 통해 검증함.
3. RNA-Seq을 통해 PARN의 뇌종양 환자유래 줄기세포에서 조절 메카니즘을 규명함.
- vector system을 통한 knockout 및 knockdown된 뇌종양 환자유래 줄기세포에서 RNA-Seq 진행하여 PARN의 표적 인자를 발굴함.
-그 결과 EGFRvIII 표적 인자를 발굴함.
4. RNA-Seq결과 바탕으로 얻어진 PARN 표적 인자 발현을 in-vitro 실험을 통해 재검증함.
- PARN 과발현 및 knockdown 세포에서 표적 인자의 발현이 PARN 발현에 의존적임을 확인함.

2차년도: PARN의 종양 형성능 검증 및 저해제 발굴
1. 뇌종양 암 환자 조직에서 IHC를 통해 PARN의 예후 관련성 검증함.
2. 여러 Public database에서 PARN과 EGFR, pSTAT3의 발현의 상관관계 및 예후 관련성 검증함.
3. 동물 모델을 통해 PARN의 암 생성 및 생존에 미치는 영향 검증함.
- shRNA vector system을 이용한 동위적 마우스 모델에서 PARN의 종양 형성능을 검증함.
4. 동물 모델에서 암조직의 병리학적 분석을 통해 PARN과 그 표적 인자의 상관 관계를 검증함.
5. 동물 모델을 통해 저해제의 암 생성 및 생존에 미치는 영향 검증함.
-PARN의 표적 인자인 EGFR과 EGFR 하위 신호 전달 물질인 pSTAT3의 저해제를 이용하여 환자 유래 세포주를 통해 피하 주입 마우스 모델을 구축하고 약물의 병용적 상승효과를 확인함.

연구결과의 활용계획
- 뇌종양 환자 database를 이용하여 PARN의 예후 예측 인자로서 역할을 검증하였고 이를 바탕으로 기존의 종양 생성 조절 유전자인 EGFR 과 같은 인자와 병용적인 사용으로 더 강력한 예후 예측이 가능함. 이를 통해 맞춤형 치료에 이용 가능함.

- PARN-EGFR-pSTAT3 signal axis 및 miR-7을 통해 뇌종양 줄기세포의 생성을 조절하는 인자들을 전사 후 단계에서 통합적으로 조절할 수 있는 PARN을 규명함으로서 종양줄기세포 생물학 분야의 새로운 패러다임을 제시하는 학술적 의의를 가짐.

- 동물 실험을 통해 검증한 PARN 표적 물질 저해제와의 상승효과를 통하여 뇌종양 재발의 원인으로 인식되고 있는 뇌종양 줄기세포의 특이적인 조절인자 PARN를 규명함으로서 이를 이용한 새로운 뇌종양 줄기세포 표적 항암제 개발에 새롭게 도전할 수 있을 것으로 사료됨.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Brain tumor stem cells show strong resistance to current targeted therapies, since their asymmetric division causes intratumor heterogeneity and tumor recurrence. Therefore, in this research project we will study the regulatory mechanism of patient-derived brain tumor stem cells

Purpose&contents
Brain tumor stem cells show strong resistance to current targeted therapies, since their asymmetric division causes intratumor heterogeneity and tumor recurrence. Therefore, in this research project we will study the regulatory mechanism of patient-derived brain tumor stem cells by PARN, and suggest a possibility of developing new therapeutic strategy.

Result
1st Year: Identification of Patient-Derived Brain Tumor Stem Cell Regulatory Mechanism by PARN
1. Observed higher PARN expression in stem cells derived from multiple brain tumor patients than in normal astrocytes.

2. Verified regulatory role of PARN on the growth of patient-derived brain cancer stem cells.
- Constructed a new vector system and verified using LDA experimental technique.

3. Identified the regulatory mechanism of PARN in patient-derived cancer stem cells through RNA-Seq.
- Analyzed target molecules of PARN through RNA-Seq in patient-derived brain tumor stem cells using knockout and knockdown vector systems.
- As a result, EGFRvIII was identified.

4. Based on the RNA-Seq results, re-verified the role of the identified target factor using in vitro experiments.
- Confirmed that expression of the target factor is dependent on PARN expression in PARN over-expression and knockdown cells.

2nd year: Verification of Tumorigenicity of PARN and Discovery of Inhibitor
1. Verified high prognostic relevance of PARN through IHC of brain tumor patient tissues.

2. Derived positive correlations and prognostic relevance of PARN, EGFR, and pSTAT3 expression from various public databases.

3. Validated the effects of PARN on tumor formation and survival through animal models.
- Verified tumorigenicity of PARN in orthotopic xenograft mouse model using shRNA vector system.

4. Verified the correlation between PARN and its target factor by pathological analysis of cancer tissues from animal models.

5. Validated the effects of inhibitors on tumor formation and survival through animal models.
- Using inhibitors of the target factor EGFR and its downstream signaling molecule pSTAT3, constructed a subcutaneous mouse model with patient-derived cancer cell lines and confirmed the synergistic effect of combination of the drugs.

Expected Contribution
- Using a database of brain tumor patients, the role of PARN as a predictor of prognosis was verified.
Based on this, it is possible to better predict prognosis by the combined use of factors known as tumorigenic, such as EGFR. This can be used for customized treatment.

- This project has a scientific significance of suggesting a new paradigm in the field of cancer stem cell biology, through identifying the role of PARN on the integrative regulation of brain tumor stem cell self-renewal at the post-transcriptional level through PARN-EGFR-pSTAT3 axis and miR-7.

- We identified PARN as a brain tumor stem cell-specific regulatory factor causing tumor recurrence, and verified a synergistic effect of PARN inhibitor and a PARN-targeted molecule inhibitor in animal model. Our study will contribute to development of new brain tumor stem cell-targeted therapy.

(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. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 22
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 23
• 6. 참고문헌 ... 23
• 7. 연구성과 ... 24
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 25
• 9. 기타사항 ... 25
• 별첨1 ... 26
• 대 표 연 구 성 과 ... 26
• 대표적 연구실적 사본 ... 27
• 별첨2 ... 29
• 대 표 연 구 성 과 ... 29
• 대표적 연구실적 사본 ... 30
• 별첨3 ... 32
• 대 표 연 구 성 과 ... 32
• 대표적 연구실적 사본 ... 33
• 끝페이지 ... 34