초록 ▼

□ 연구개요
국내외 연구 동향을 살펴보면 암 억제 단백질 runt-related transcription factor 3 (RUNX3)는 정상 세포가 암 줄기 세포로 진행되는 초기 과정을 차단하는 gatekeeper의 역할을 함으로써 세포 방어체계를 유지함. 그리고 과도한 산화적 스트레스 상황에서 RUNX3가 후성 유전학적 조절에 의해 불활성화되어 암화 과정에 관여한다는 보고가 있음. 이는 RUNX3가 산화적 스트레스에 대응하여 초기 단계에서 세포의 항상성을 유지하는 방어 역할을 하며 후성 유전학적 조절과 관련성이 깊음. 하지

□ 연구개요
국내외 연구 동향을 살펴보면 암 억제 단백질 runt-related transcription factor 3 (RUNX3)는 정상 세포가 암 줄기 세포로 진행되는 초기 과정을 차단하는 gatekeeper의 역할을 함으로써 세포 방어체계를 유지함. 그리고 과도한 산화적 스트레스 상황에서 RUNX3가 후성 유전학적 조절에 의해 불활성화되어 암화 과정에 관여한다는 보고가 있음. 이는 RUNX3가 산화적 스트레스에 대응하여 초기 단계에서 세포의 항상성을 유지하는 방어 역할을 하며 후성 유전학적 조절과 관련성이 깊음. 하지만 RUNX3의 항산화 조절 기능, 항산화 기능을 담당하는 RUNX3 발현에 대한 후성 유전학적 연구에 대한 보고가 없음. 본 연구과제는 (1) Runt-related transcription factor 3 (RUNX3)의 항산화 조절인자로서의 새로운 역할 (2) 후성 유전학적 측면에서 항산화 조절인자 RUNX3의 발현 조절 (3) RUNX3 증강물질 발굴 및 항산화 작용 기전 규명을 연구목표로 함

□ 연구 목표대비 연구결과
• 1차년도: RUNX3 불활성화 세포 (NCI-H460) 및 RUNX3 활성화 세포 (NCI-H460/ERT2-RUNX3)에 tamoxifen(4OHT) 처리 시 세포내 RUNX3 활성화를 확인했음, NGS 분석을 통해 항산화 시스템 전사인자인 NRF2의 mRNA 발현이 RUNX3 활성화 세포에서 더욱 증가하였음. 이를 RT-PCR과 western blotting 을 통해서 증가하였음을 확인함. 4OHT 처리한 H-460(ERT2-RUNX3) 세포에서 NRF2 5‘-UTR 부위에 RUNX3의 결합이 증가하였음. 또한 마일드 산화적 스트레스 시 NCI-H460 세포, NCI-H460/ERT2-RUNX3 세포, 4OHT 처리한 NCI-H460/ERT2-RUNX3 세포 (RUNX3 활성화)그리고 WI-38 세포 (RUNX3 활성화), shRUNX3 RNA 세포에서 세포내 활성 산소종 측정 시 RUNX3 활성화 세포에서 감소하였음. 마일드 산화적 스트레스 시 RUNX3의 발현이 억제된 shRUNX3 RNA 세포, RUNX3-/- 마우스 세포의 경우 NRF2 발현이 감소되었음. 또한 NRF2 5‘-UTR 부위의 RUNX3 결합부위 탐색하여 ChIP 분석한 결과 NRF2 5‘-UTR 부위에 RUNX3의 결합이 감소되었음. RUNX3와 NRF2의 결합을 면역침강법, proximal ligation 분석법으로 확인 시, H460 세포에서 4OHT처리 시 활성화된 RUNX3와 NRF2의 결합이 증가하였음. 또한, 마일드 산화적 스트레스 시 WI-38 세포 (RUNX3 활성화 세포), RUNX3+/+ 세포에서 RUNX3와 NRF2가 결합하였고, WI-38 shRUNX3 RNA 세포와 RUNX3-/- 세포에서는 결합하지 않았음. 이로서 1차년도 연구목표 100% 달성함.
• 2차년도: WI-38 세포와 RUNX3+/+, RUNX3-/- 세포에 마일드 산화적 스트레스 처리 시, RUNX3의 프로모터 부위의 메틸화 감소, DNA 메틸화 효소 DNMT 단백질 발현 감소 및 탈메틸화 효소 TET 단백질 발현, 활성 증가하였음. 그리고 TET 활성측정 시 5-methylcytosine 생성량 감소 및 5-hydroxymethylcytosine 생성량이 증가하였음. RUNX3 프로모터 부위에 TET 결합이 증가하였고, DNMT 결합은 감소하였음. 마일드 산화적 스트레스 시, siTET1 RNA 세포에서 RUNX3, NRF2 발현이 감소하고 세포내 활성 산소종이 증가하였음. 또한, WI-38 세포와 RUNX3+/+, RUNX3-/- 세포에 마일드 산화적 스트레스 처리 시, 히스톤 아세틸화 효소 HAT 및 히스톤 메틸화 효소인 MLL 단백질 발현은 증가하였고, 히스톤 탈아세틸화 효소 HDAC1과 히스톤 메틸화효소 G9a의 단백질 발현 감소하였음. 또한, 마일드 산화적 스트레스 시 siHAT1, siMLL1 RNA 세포에서는 RUNX3와 NRF2 단백질 발현이 감소, 세포내 활성산소종이 증가하였음. siHDAC, siG9a RNA 세포에서 RUNX3와 NRF2 단백질 발현이 증가, 세포내 활성산소종이 감소하였음. 또한, RUNX3 프로모터 부위에 HAT와 MLL의 결합이 증가하였음. 이로서 2차년도 연구목표 100% 달성함.
• 3차년도: WI-38 세포와 RUNX3+/+ 세포에 생리활성물질 flavonoid계인 myricetin 처리 시, RUNX3 mRNA 및 단백질 발현이 증가했음. 또한 myricetin 전 처리 후, 산화적인 스트레스 시 활성 산소종 생성이 감소하였음. WI-38 세포와 RUNX3+/+ 세포에 myricetin 처리 시, 항산화 효소인 MnSOD와 상위조절자인 NRF2 단백질발현이 증가하였고, shRUNX3 RNA 세포와 RUNX3-/- 세포에서 MnSOD와 NRF2 발현이 감소하였음. 또한 WI-38 세포와 RUNX3+/+ 세포에 myricetin 처리 시, RUNX3가 NRF2 5‘-UTR 부위와 MnSOD 프로모터에 부위에 결합이 증가하였음. 또한 myricetin 처리 시, TET1 발현이 증가하고 DNMT1의 발현은 감소하였음. 이로서 3차년도 연구목표 100% 달성

□ 연구개발결과의 중요성
-산화적 스트레스가 관여되는 암 발생 기전에서 RUNX3의 암억제 조절자의 역할과 더불어 새로운 항산화 조절인자임을 제시함으로서 암 예방 및 여러 산화적 스트레스와 관련된 질환 극복에 대한 중요한 기초 연구로 활용 및 학문적 가치 높임
-기술 및 지식 정보를 국제적 우수 학술지 및 학술대회에 발표함으로써 암 예방 관련 분야에 선도적인 학술적 역량 발휘
-임상적으로 RUNX3의 증강물질 발굴을 통한 산화적 스트레스 관련 질환을 극복할 수 있는 치료제로 활용 가능성 제시

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 10
• (1) 1차년도 - RUNX3가 항산화 조절인자로서의 가능성 규명 ... 11
• (2) 1차년도 - RUNX3의 항산화 시스템 전사인자로서의 규명 ... 12
• (3) 1차년도 - RUNX3의 전사 조절 도움 인자로서의 기능 규명 ... 12
• (4) 2차년도 - 마일드 산화적 스트레스 조건하에 in vitro와 in vivo 시스템에서 DNA 메틸화 연구 ... 14
• (5) 2차년도 - 마일드 산화적 스트레스 조건하에 히스톤 변형 연구 ... 14
• (6) 3차년도 - 생리 활성물질로부터 RUNX3 증강물질 발굴 ... 17
• (7) 3차년도 - RUNX3 증강물질의 RUNX3 발현 및 항산화 시스템 조절 작용 기전 규명 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 21
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 42