초록 ▼

□ 연구개요
염색체우성 다낭신(Autosomal dominant polycystic kidney disease, ADPKD)은 성인에서 가장 흔한 유전성 신장질환이자, 세 번째로 발생빈도가 높은 유전질환으로 우리나라의 경우 약 1000명당 1명의 빈도로 추측된다. ADPKD는 신장 및 간 등의 신장외 장기의 다발성 낭종 형성을 그 특징을 가지고, 투석 치료나 이식을 받아야 하는 말기신부전의 원인 중 당뇨병, 고혈압, 만성사구체신염 다음으로 중요한 원인 질환이다. 따라서 우리는 상염색체우성 다낭신 칼슘항상성 관련 조절기전 및 낭

□ 연구개요
염색체우성 다낭신(Autosomal dominant polycystic kidney disease, ADPKD)은 성인에서 가장 흔한 유전성 신장질환이자, 세 번째로 발생빈도가 높은 유전질환으로 우리나라의 경우 약 1000명당 1명의 빈도로 추측된다. ADPKD는 신장 및 간 등의 신장외 장기의 다발성 낭종 형성을 그 특징을 가지고, 투석 치료나 이식을 받아야 하는 말기신부전의 원인 중 당뇨병, 고혈압, 만성사구체신염 다음으로 중요한 원인 질환이다. 따라서 우리는 상염색체우성 다낭신 칼슘항상성 관련 조절기전 및 낭종세포 신호전달계 이상 규명을 통한 치료 타겟 발굴을 최종목표로 하여, 세포내 칼슘 항상성의 붕괴와 세포내 물질 상호작용의 변화 탐색과 Polycystin 이상에 의한 낭종세포의 증식기전 및 차단 전략을 단계별 목표로 삼고 연구를 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
우선 본 연구진은 TRP channel의 expression profile 확보를 위해 다양한 human PKD cell line을 구축하여, 그간 적절한 PKD cell line의 부재로 연구가 어려웠던 점을 극복하고자 하였다. 특히, cyst 별 somatic mutation이 한 환자 내에서도 다르다는 점에 착안하여 single cyst들로부터 primary cell을 분리해내었으며, primary cell이 지속적인 이용이 불가하다는 점을 극복하고자 immortalization 과정을 수행하였다. 정상신장 상피세포주의 부재 역시 연구의 어려운 점이었으나, 해당년도에 3개의 정상신장 상피세포주을 구축하였다. 또한 만들어진 cell line들을 이용해 microarray를 시행하여, calcium channel관련 gene들 및 signaling pathway의 변화를 확인하였다. 뿐만 아니라 TRPP protein의 기능연구와 TRPP1-TRPP2의 physical binding을 확인하기 위해 channel multimerization을 FRET 기법으로 확인하고, PM trafficking의 변화, 그리고 G protein과 Src kinase cascade 에 의해 TRPP 기능조절을 확인하였다. 마지막으로 TRPP1이 calpain의 기질임을 확인한 본 연구진의 선행 결과를 바탕으로 calpain에 의한 TRPP1의 분해가 세포내 calcium 항상성 및 세포증식, 신장섬유화 관련 신호전달계에 어떠한 영향을 미치는지에 관한 기전연구를 진행하였다. 더불어 내피세포주의 구축과 확인된 내피세포에서의 PC-1과 TRPC4 발현 여부를 확인하였으며, siRNA와 blocker에 의한 칼슘 의존적 STAT의 변화를 통해 PC-1단백에 의한 TRPC4이온의 활성이 내피세포 칼슘항상성 조절에 관여한다는 것을 확인하였다. 내피세포의 migration과 proliferation, adhesion molecules의 변화를 통해 PC-1과 TRPC4 억제에 따른 내피세포 기능의 이상 또한 확인하였다. 뇌동맥류에서의 혈관벽 약화 기전을 규명하고자 수행되었던 내피세포에서의 기능 연구에 대한 목표는 달성되었지만 좀 더 명확한 내포세포 기능과 혈관벽의 약화의 연관성을 말하기 위해서는 추가 실험을 통해 보완되어야 할 것이다. PC-1 절단을 유발하는 인자를 찾기 위해 수행되었던 연구에서 ER 칼슘이 중요한 인자로 기능함을 밝혔고 PC-1 mutants 제작을 통해 새로운 materials 확보가 가능하게 되었다. 이를 통해 GPS domain이 절단에 있어 주요 region임을 확인 할 수 있었다.

□ 연구개발결과의 중요성
ADPKD는 유전성 질환이면서도 질환의 발생률이 높기 때문에 임상적으로 중요한 질환임에도 불구하고 특별한 치료법과 진단법이 없다. 따라서 ADPKD로 인해 말기 신부전으로 진행 될 경우, 투석 혹은 이식과 같은 신대체요법을 받거나 혈액투석, 복막 투석의 치료 중 한 가지를 지속적으로 실시해야하며 이에 지출되는 비용이 막대할 뿐 아니라, 이로 인해 유발되는 합병증인 고혈압, 뇌동맥류 등으로 인한 경제적, 산업적 손실도 상당히 많다. 따라서 본 연구를 통하여 현재까지 명확하게 밝혀지지 못했던 polycystin 하부의 세포내 신호전달 경로과정 중 세포 증식과 자멸사 및 신장 섬유화에 관여하는 여러 가지 단백의 발현 정도를 환자로부터 확보한 세포주와 신장 조직에서 확인함으로써 낭종 성장 및 신기능 악화의 기전을 규명하는 데 중요한 정보를 제공할 수 있고, ADPKD에서의 polycystin 기능 및 칼슘항상성 분석을 통해 치료를 위한 새로운 약제의 효과를 검증할 수 있다면, 치료약제의 불모지에 가까운 다낭신 환자에게 희망을 제공할 뿐 아니라 고부가가치를 창출하는 신약 개발의 선두주자로 나설 수 있으리라 기대한다. 특히 ADPKD는 인종에 따른 임상 경과이나 발병 기전의 차이가 거의 없기 때문에, 본 연구를 통해서 확보된 치료 기술은 국내 환자뿐 아니라 전세계의 수많은 환자를 대상으로 적용 가능하다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. Primary cilia와 뇌동맥류에서 polycystin단백-TRP 칼슘이온통로의 기능연구 ... 7
• 나. Flow system 구축으로 Primary cilia와 세포질 내 칼슘변화와칼슘-신호전달계 상호작용에 관한 연구 ... 13
• 다. PKD1의 Cell-cell adhesion 및 cell-matrix adhesion에서의 기능 연구 ... 21
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 27
• 4. 참고문헌 ... 28
• 5. 연구성과 ... 30
• 대표적 연구실적 ... 33
• 끝페이지 ... 49