초록 ▼

ㅇ 연구개요
본 과제의 목표는 aldehyde dehydrogenase-1 (ALDH1)과 CD133 마커를 표적하여 몸속 암줄기세포를 이미징하는 새로운 분자영상기술을 개발하는데 있음.
연구의 개요는 먼저 암줄기세포를 분리/정제하여 표적능력 측졍용 세포모델을 정립하며, 이때 암줄기세포 특이 형광 리포터와 FACS 기법을 활용하였음. 기반 정보로써 ALDH 효소활성이 암세포의 biology 에 미치는 영향을 밝혔음. 암줄기세포 영상기술로 NIS 유전자 이용기술, ALDH 기질기반 프로브, 그리고 CD133 항체에 기반 프

ㅇ 연구개요
본 과제의 목표는 aldehyde dehydrogenase-1 (ALDH1)과 CD133 마커를 표적하여 몸속 암줄기세포를 이미징하는 새로운 분자영상기술을 개발하는데 있음.
연구의 개요는 먼저 암줄기세포를 분리/정제하여 표적능력 측졍용 세포모델을 정립하며, 이때 암줄기세포 특이 형광 리포터와 FACS 기법을 활용하였음. 기반 정보로써 ALDH 효소활성이 암세포의 biology 에 미치는 영향을 밝혔음. 암줄기세포 영상기술로 NIS 유전자 이용기술, ALDH 기질기반 프로브, 그리고 CD133 항체에 기반 프로브 합성에 성공하였음.
이어서 합성한 프로브의 표적 능력을 체외분석으로 확인하고, 정제된 효소 및 세포 lysate에 대한 enzyme assay와 chromatography 분석을 하며 표적 항원에의 결합을 측정하였음. 암세포모델을 이용하여 프로브의 섭취와 제거를 측정하여 표적능력을 검증하였음. 이때 암줄기세포에 많은 ABC transporter에 의한 영상 프로브 efflux 영향도 조사하였음. 암줄기세포를 이식한 암동물모델을 정립한 다음 합성한 영상용 프로브를 정맥주사하여 체내분포와 약리동태를 분석하고 몸속 종양의 분자영상을 얻는데 성공하였음.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
ALDH 표적 영상기술 개발의 기반 정보로써 효소활성의 영향을 조사한 결과, ALDH는 retinaldehyde에 의한 ROS 독성으로부터 암세포를 보호하는 역할이 있음을 규명하여 그 결과를 Oncotarget SCI 저널에 논문으로 게재하였음 (Oncotarget). 또한, ABC transporter efflux가 ALDH 표적 프로브 축적에 미치는 영향 정립: 암세포의 MDR1, MRP1, BCRP transporter가 Adelfluor와 AldeRed 588를 밖으로 efflux 시켜 암줄기세포 분자영상에 영향을 미친다는 사실을 규명하여 SCI 논문을 투고함 (Scientific Report).
Sodium iodide symporter (NIS) 유전자를 이식한 암줄기세포를 PET 영상한 결과를 SCI 저널에 논문으로 게재하였음 (Molecular Imaging Biology). 이어서, 동물모델 종양내 암줄기세포를 PET로 영상하기 위해 NIS-cODC 유전자 시스템을 제작하여 특허 출원하였음 (국내 특허출원). 아울러 NIS-cODC 벡터를 제작하여 국내특허 출원을 하였고 이를 이용하여 proteasome 억제에 의한 동물암 PET 결과를 투고함 (Scientific Report).
Anti-CD133 프로브의 암줄기세포 표적 확인: CD133 발현이 높은 CT26 암세포는 낮은 암세포에 비해 anti-CD133 프로브 섭취가 두배 증가함을 확인함. anti-CD133 프로브를 이용한 동물모델 체내영상 실험: ALDH 발현이 높은 A549 폐암에서 ALDH 발현이 낮은 CT26 대장암에 비해 anti-CD133 섭취가 증가함을 확인하는데 성공하였음.
AldeRed 588 합성 후 enzyme assay를 통해 ALDH 효소 기질로 작용함을 확인하고, 일반 암세포에 비해 암줄기세포 형광이 높음을 확인함. AldeRed 588을 이용한 동물모델 체내영상 실험: ALDH 발현이 높은 A549 암에서 발현이 낮은 CT26 암에 비해 AldeRed 588 섭취가 증가함을 확인하여 종양 이미징에 성공하였음.
4-[¹⁸F]Fluorobenzaldehyde가 ALDH에 대한 우수한 기질임을 확인하는데 성공함. 다만, 암줄기세포에의 섭취가 낮았고, 동물모델 PET 영상과 체내분포실험 걸과, 혈중 효소에 의해 프로브가 대사됨을 밝혔으며 이를 억제하는 기법을 개발하였음.

ㅇ 연구개발결과의 중요성
- 몸속 암줄기세포의 평가를 가능하게 하여 암내성 난제를 극복하기 위한 기반을 제공
- 암줄기세포 추적용 전임상연구 실험도구로 활용하여 암내성 표적 신약개발을 활성화
- 암줄기세포를 표적하는 미래형 신기술 개발을 위한 모델로 활용하여 국제수준의 창의적인 바이오 융합기술 개발 촉진
- 기존 암영상 기술의 적용범위를 암내성 치료효과 평가를 포함하도록 획기적으로 확대


(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) ALDH 표적 프로브의 암줄기세포 축적에 efllux가 미치는 영향 규명 ... 6
• (2) ALDH 발현이 암세포와 암줄기세포에 미치는 생물학적 영향 정립 ... 7
• (3) ALDH 효소활성을 표적하는 AdeRed-588 암줄기세포 분자영상기술 연구 ... 10
• (4) ALDH 표적 4-[18F]Fluorobenzaldehyde 암줄기세포 PET 분자영상기술 연구 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 25
• 끝페이지 ... 38