초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
현재 고형암에서 방사선조사와 화학약물치료를 병행해서 수술 전에 치료하는 신병용요법은 수술전 국소종양의 침윤범위를 감소시켜서 근치적수술을 가능하게 하거나 진행암에서 수술을 할 수 있는 상태로 유도하는 매우 중요한 치료방법임.
그러나 현재까지 방사선조사전 개별환자의 감수성을 예측할 수 있는 객관적 방법이 거의 없음. 방사선이 개인간 반응성이 다르고 치료합병증이 심각할 수 있음을 고려하면 수술적기를 놓치지 않는 적절한 방사선감수성 진단도구의 개발이 절실함. 본 연구는 후성유전체를 포함하는 인간유전체 전

□ 연구의 목적 및 내용
현재 고형암에서 방사선조사와 화학약물치료를 병행해서 수술 전에 치료하는 신병용요법은 수술전 국소종양의 침윤범위를 감소시켜서 근치적수술을 가능하게 하거나 진행암에서 수술을 할 수 있는 상태로 유도하는 매우 중요한 치료방법임.
그러나 현재까지 방사선조사전 개별환자의 감수성을 예측할 수 있는 객관적 방법이 거의 없음. 방사선이 개인간 반응성이 다르고 치료합병증이 심각할 수 있음을 고려하면 수술적기를 놓치지 않는 적절한 방사선감수성 진단도구의 개발이 절실함. 본 연구는 후성유전체를 포함하는 인간유전체 전반에서 방사선감응성이 높은 유전자를 발굴하고자함.

□ 연구개발성과
수술전 방사선치료 대상환자 45명에서 HumanMethylation 450K beadchip(Illumina)으로 선별하여 67명에서 검증한 7개의 후보유전자에서 KLHL34 cg14232291 메칠화가 생물학적 기능분석에서 방사선감수성이 15.8 - 20.1% 증가함을 본유전자 과발현 암세포주에서 확인함. 이어진 차세대염기서열분석법 (New Generation Sequencing, NGS)를 이용한 방사선감수성 유전체발굴을 전실험에서 고안한 3단계 선별법에 동물실험을 추가한 4단계 선별방식을 고안 및 적용함.

우선 RNA-seq을 사용해서 8개의 유전자를 1차선별하였으며 선별된 유전자군을 40명의 검증코호트에서 연관분석하여 PSMB8과 SLC39A7의 과발현이 방사선감수성과 유의한 관련을 확인함. 이어진 세포독성과 세초사멸실험에서 PSMB8 과발현은 지속적으로 밀접한 관련을 보여 이를 본유전자 과발현세포를 이종이식한 마우스에서 방사선감수성을 최종 검증한 결과 53 - 81%의 이식종양 감소를 확인함. 현재까지 치료전 감수성을 예측할 수 있는 진단도구가 거의 전무한 수술전 방사선치료에서 본 과제를 통한 연구는 재연이 없었던 몇 개의 기존연구와는 달리 환자와 실험동물에서 검증한 최초의 방사선감수성 바이오마커로써 그 의미를 지닌다고 여겨짐. 한편 본 후보물질은 방사선감수성 표적치료제 개발에도 유용하게 이용할 수 있음

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
현재 본 결과는“PSMB8을 측정하는 제제를 포함하는 수술전 화학방사선치료 반응성 예측용 조성물 및 이의 용도(Composition for predicting of preoperative chemoradiotherapy comprising PSMB8 marker and uses thereof)”로써 특허출원 중이며 진단도구로 사용할 다양한 방식(단백발현, 유전자변이 분석방식 등)을 고안중이며 향후 광범위한 임상코호트를 대상으로 제1임상연구를 진행하고자 함.

( 출처: 국문 요약문 4p )

Abstract ▼

□ Purpose&Contents
Neoadjuvant treatment including preoperative chemotherapy and radiotherapy is presently considered as an efficinet tool to enable curative operations.
However, there are few predictive methods to efficiently find personalized radiosensitivity except for measurement after rad

□ Purpose&Contents
Neoadjuvant treatment including preoperative chemotherapy and radiotherapy is presently considered as an efficinet tool to enable curative operations.
However, there are few predictive methods to efficiently find personalized radiosensitivity except for measurement after radiation which inevitably combines some lethal adverse reactions and lose optimal operation time. Our study was aimed to find the radiosensitive biomarkers among genomes and epigenomes using a new generation sequencing (NGS).

□ Results
Firstly, we found 7 methylated genes filtered from 45 rectal cancer patients with preoperative chemoradiotherapy (CRT) using a HumanMethylation 450K beadchip (Ilumina). Among these 7 methylated genes, methylated KLHL34 cg14232291 presented a significantly increased radiosensitivity by biological assays as 15.8 - 20.1% using transfected LoVo cells. Next, we added the other validation step using animal xenograft to make 4-steps including screening and validation. The 8 differentially expressed genes (B3GALT4, HSPA1B, KRBOX1, PPBP, PPP1R18, PSMB8, SLC39A7, TAP2) were associated with preoperative CRT responses were primarily identified among the 22 rectal cancer patients by RNA-Seq. Among these genes, PSMB8 and SLC39A7 were upregulated in the responsive group in the other patients. PSMB8 overexpression significantly reduced colony formation and increased cytotoxicity- and apoptosis-inducing molecules like cleaved Caspase-3 and cleave PARP in irradiated colon cancer cells after 6 Gy irradiation. PSMB8 knockdown also increased colony formation and decreased caspase-3 activation and cleaved PARP levels after irradiation.
In mice treated with ionizing radiation, tumor growth suppression was significantly greater in HCT116/PSMB8-xenograft (81%) than in HCT116/vector-xenografts (53%).

□ Expected Contribution
Presently, these results are in the stage of patent pending entitled as "Composition for predicting of preoperative chemoradiotherapy comprising PSMB8 marker and uses thereof". These radiosensitive candidates can be applied as efficient target enhancing radiotherapy as well as useful biomarkers. We continuously developing diagnostic tools involving validity of protein and muation assays. Further phase I clinical study was planned to achieve a bed-on-a chip. Our results can be valued considering the present staus of few radiosensitive biomarkers which are repeatedly validated.

( 출처: SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1-1. 연구개발 목적 ... 7
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 8
• 1-3. 연구개발 범위 ... 9
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 25
• 4-1. 목표달성도 ... 25
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 26
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 27
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 28
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 28
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 28
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 29
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 29
• 11. 기타사항 ... 30
• 12. 참고문헌 ... 31
• [별첨4] 실적 증빙자료 ... 32
• [별첨5] 기타 첨부서류 ... 77
• 끝페이지 ... 91