초록 ▼

연구의 목적 및 내용
· 선행연구 결과를 바탕으로 Tmem100 유전자가 hematopoiesis 과정에서 중요한 기능을 수행할 것이라는 가설을 세움.
· 모델 동물인 Tmem100^2loxP/2loxP;ROSA26^+/CreER (Tmem100-iKO) 생쥐를 대상으로 분석하고자 하는 시기 (embryo, 출생 직후, 성체)에 tamoxifen을 처리하여 Tmem100를 불능화 시킴.
· 정상생쥐와 Tmem100-iKO 생쥐에서 hematopoiesis 기관인 embryo 단계의

연구의 목적 및 내용
· 선행연구 결과를 바탕으로 Tmem100 유전자가 hematopoiesis 과정에서 중요한 기능을 수행할 것이라는 가설을 세움.
· 모델 동물인 Tmem100^2loxP/2loxP;ROSA26^+/CreER (Tmem100-iKO) 생쥐를 대상으로 분석하고자 하는 시기 (embryo, 출생 직후, 성체)에 tamoxifen을 처리하여 Tmem100를 불능화 시킴.
· 정상생쥐와 Tmem100-iKO 생쥐에서 hematopoiesis 기관인 embryo 단계의 간, 출생직후의 비장, 성체의 골수를 대상으로 아래와 같은 연구를 진행.
1) Hematopoiesis 기관 (간, 비장, 골수)에서 Tmem100 발현 분석
2) Tmem100-iKO 생쥐의 hematopoiesis 기관 (간, 비장, 골수)에서 Tmem100 불능화로 인한 이상 분석
3) Tmem100 유전자를 hematopoietic stem cell lineage에서 선택적으로 불능화시킨 후 (Vav1-cre 이용), 표현형 분석
4) 혈액 검사 (complete blood count), colony-forming unit (CFU) 검사, FACS를 이용한 hematopoietic lineage 세포 분석, 면역염색을 이용한 간, 비장, 골수에서의 혈구세포 및 niche 관련 세포군의 조직 분석 등을 각 분석 시기에서 선택적으로 진행
5) Niche 세포 특이적 Tmem100 불능화 등을 통한 작용 메커니즘 분석

연구결과
· Tmem100 항체를 이용하여 hematopoiesis 기관 (간, 비장, 골수)에서 Tmem100 발현 분석한 결과 Tmem100가 주로 각 조직의 stromal cell에서 발현되는 것을 확인
· Tmem100-iKO 생쥐의 hematopoiesis 기관을 분석한 결과,
1) Embryo의 간과 출생 직후의 비장의 histology에서 정상 조직과 현저한 차이를 관찰
2) 모든 기관에서 세포수가 감소함
3) FACS 분석을 통해 erythropoiesis과정이 중간 단계에서 저해됨을 관찰
4) FACS 분석을 통해 B cell lineage에 속하는 세포들의 감소를 확인
5) Colony Forming Cell Assay 결과 erythroid lineage와 myeloid lineage에 속한 hematopoietic stem cell (HSC)들의 분화능에는 이상이 없음을 확인
· Vav1-cre를 이용해 Tmem100를 HSC에서 선택적으로 불능화시키더라도 생존율, 총세포수, erythropoiesis, histology에서 어떠한 이상도 발견하지 못함.
· 면역염색 분석을 통해 embryo의 간에서 대규모 세포사멸을 관찰하였으며 사멸되는 세포가 erythropoiesis lineage의 세포가 아닌 stromal cell과 일부 macrophage임을 확인
· Tmem100의 작용 메커니즘 분석을 위해 niche 세포 특이적인 발현을 하는 cre 생쥐를 이용한 분석 결과,
1) Prrx1-cre를 이용한 결과, 생존율, 총세포수, erythropoiesis, histology에서 어떠한 이상도 발견하지 못함.
2) Nestin-cre를 이용한 결과, 대부분의 돌연변이 생쥐가 E14.5 ~ 3주령 사이에 죽는 것을 알 수 있음. 이러한 죽음은 Nestin⁺ stromal cells에서 발현되는 Cxcl12의 감소로 인해 골수로 HSC가 원활하게 유입되지 못한게 원인으로 생각됨.

연구결과의 활용계획
· 연구재단에서 지원하는 개인연구지원사업 (중견연구, 핵심)의 “발생단계 erythropoiesis 과정에서 BMP 신호전달계의 역할”이라는 연구를 통해 후속연구를 진행하여 발생단계 hematopoiesis 과정 중 하나인 erythropoiesis (적혈구형성) 과정에 BMP9/10>ALK1>TMEM100>CXCL12로 이어지는 신호전달계가 관여하는지를 밝히고 이 신호전달계의 기능을 찾아내고자 함.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
· Based on previous studies, we hypothesized that the Tmem100 gene plays an important role during hematopoiesis.
· Tmem100 was inactivated by treatment of tamoxifen in Tmem100^2loxP/2loxP;ROSA26^+/CreER (Tmem100-iKO) mice (embryo, postnatal, adult).
· Th

Purpose&contents
· Based on previous studies, we hypothesized that the Tmem100 gene plays an important role during hematopoiesis.
· Tmem100 was inactivated by treatment of tamoxifen in Tmem100^2loxP/2loxP;ROSA26^+/CreER (Tmem100-iKO) mice (embryo, postnatal, adult).
· The following studies were carried out in hematopoiesis organs; liver (embryo), spleen (postnatal), and bone marrow (adult) of Tmem100-iKO mice.
1) Tmem100 expression analysis in hematopoiesis organs (liver, spleen, bone marrow)
2) Analysis of defect phenotypes in hematopoiesis organs (liver, spleen, bone marrow) of Tmem100-iKO mice
3) Analysis of defect phenotypes in Tmem100^2loxP/2loxP;Vav1-cre, in which Tmem100 was selectively disrupted in the hematopoietic stem cell (HSC) lineage
4) Complete blood count, colony-forming unit assay, HSC analysis using FACS, immunohistochemistry analysis of blood cells and niche cells in the liver, spleen, and bone marrow,
5) Analysis of the mechanism through RNA-seq and niche cell-specific Tmem100 inactivation

Result
· Analysis of Tmem100 expression in hematopoiesis organs (liver, spleen, bone marrow) using Tmem100 antibody confirmed that Tmem100 is mainly expressed in stromal cells of each tissue
· Analyses of the hematopoiesis organs of Tmem100-iKO mice showed,
1) The histology of embryonic liver and postnatal spleen showed remarkable difference from normal tissues.
2) Total cell numbers decrease in all organs.
3) FACS analysis showed that the erythropoiesis was inhibited at the intermediate stage.
4) FACS analysis confirmed the decrease of the number of B cell lineage cells.
5) Colony Forming Cell Assay showed that there was no abnormality in the differentiation ability of hematopoietic stem cells (HSC) belonging to the erythroid lineage and myeloid lineage.
· Tmem100^2loxP/2loxP;Vav1-cre mice do not showed any abnormality in survival rate, total cell count, erythropoiesis, or histology.
· Immunohistochemical staining showed that large-scale cell death was observed in the liver of embryo. Dead cells were mostly stromal cells and some macrophages but not erythropoiesis lineage cells
· The mechanism analysis of Tmem100 through niche-cell specific Tmem100 inactivation showed,
1) Using Prrx1-cre, no abnormality was found in survival rate, total cell number, erythropoiesis, and histology.
2) Using Nestin-cre, most mutant mice die between E14.5 and 3 weeks old. This death might be caused by the inability of migration of HSCs to the bone marrow due to the decrease of Cxcl12, which is expressed in Nestin⁺ stromal cells.

Expected Contribution
· I will perform the following study “Role of BMP signaling in erythropoiesis during development” supported by NRF. Through this study I will investigate BMP9/10>ALK1>TMEM100>CXCL12 signaling pathway, which control erythropoiesis.

(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 ... 7
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 21
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 21
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 22
• 8. 참고문헌 ... 22
• 9. 연구성과 ... 23
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 25
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 25
• 12. 기타사항 ... 25
• 별첨1 : 대표연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 31