초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 사람의 통증에 관여하는 것으로 알려진 SCN9A 유전자를 흰쥐의 통각 DRG 신경세포에서 발현시킨 후, TNF-alpha에 의해 일어나는 SCN9A로의 신호전달 경로를 규명하여 통증기전을 확인하고 이를 기반으로 급성통증 및 만성통증을 위한 새로운 진통제 개발의 기반을 구축할 수 있는 이론을 정립하고자 하였음. 이를 위해 SCN9A 유전자의 발현단백질인 Nav1.7의 전기생리학적 기법을 사용하여 단백질의 발현량과 기능의 변화를 연구하였고, 생화학적 기법을 사용하여 그 신호전달 경로를 규명하고자 하였음.

□ 연구개요
본 연구는 사람의 통증에 관여하는 것으로 알려진 SCN9A 유전자를 흰쥐의 통각 DRG 신경세포에서 발현시킨 후, TNF-alpha에 의해 일어나는 SCN9A로의 신호전달 경로를 규명하여 통증기전을 확인하고 이를 기반으로 급성통증 및 만성통증을 위한 새로운 진통제 개발의 기반을 구축할 수 있는 이론을 정립하고자 하였음. 이를 위해 SCN9A 유전자의 발현단백질인 Nav1.7의 전기생리학적 기법을 사용하여 단백질의 발현량과 기능의 변화를 연구하였고, 생화학적 기법을 사용하여 그 신호전달 경로를 규명하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. SCN9A의 발현 및 분석 방법 확립
- 흰쥐의 nociceptive DRG 신경세포를 발현시스템으로 SCN9A 유전자의 발현시킨 후 흰쥐가 가지고 있던 나트륨 통로와의 기능적 구분을 위해 tetrodotoxin에 저항성을 가지는 돌연변이 유전자를 만들어 전기생리학적인 방법으로 사람의 SCN9A 유전자에 의해 발현된 Nav1.7 나트륨 이온통로의 전류를 분리하여 생리학적 기능을 성공적으로 연구하였음.
2. SCN9A 유전자의 TNF-alpha에 의한 조절 효과 확인
- 20 ng/ml의 TNF-alpha를 20분 처리시 Nav1.7 전류의 크기는 3배 증가하였고 채널활성화의 전압의존성은 6.1 mV 과분극방향으로 변함으로써 통증에 대한 민감도가 훨씬 증가할 수 있음을 확인하였음.
3. TNF-alpha의 신호전달 경로 중 SCN9A를 조절하는 조절 단백질의 확인 및 기전 연구
- NFκB의 억제제인 SC-514로 전처리 후 TNF-alpha 처리시 Nav1.7 전류의 생물리학적 변화는 TNF-alpha 단독처리시와 차이가 없었으나 p38 MAP kinase 억제제인 SB203580으로 전처리 후 TNF-alpha 처리시에는 Nav1.7 전류의 변화가 나타나지 않음을 확인하였음.
4. SCN9A의 p38 MAP kinase에 의한 조절기전
- SCN9A의 intracellular domain들을 E.coli나 HEK293T에서 발현시킨 후 각 domain을 p38 MAP kinase로 in vitro kinase assay를 하여 Loop 1 domain에 직접 인사화시킴을 확인하였음

□ 연구개발결과의 중요성
1. 사람의 통증 유전자인 SCN9A를 통각세포 (nociceptor) 고유의 조절단백질들이 모두 보존된 흰쥐의 DRG 신경세포 내에서 발현시켜 TNF-alpha에 의해 일어나는 통증의 기전이 p38 MAP kinase에 의한 단백질 인산화가 Nav1.7 나트륨통로의 전압의존성 활성화의 과분극화와 3배에 이르는 전류량의 증가를 일으켜 통증을 일으키는 분자수준의 기전을 밝혀냈음.
2. TNF-alpha에 의한 사람의 통증기전의 이해는 상처나 염증에 의한 급성 통증이나 류마티스성 관절염과 같은 만성통증의 기전을 이해하는 데 기초적인 지식을 제공함으로써 새로운 진통제의 개발에 필요한 중요한 기반으로 활용될 수 있음.
3. 쉽게 구하기 힘든 사람의 신경세포를 직접 사용하여 사용하지 않고 실험동물의 통각세포를 발현시스템으로 사용함으로써 실험적 어려움과 윤리적 문제를 최소화하며 가장 정확히 고유의 성질을 이해할 수 있는 실험적 기술을 제공함

(출처 : 요약문 2p)