보고서 정보
주관연구기관 |
한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
김진우
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2018-10 |
과제시작연도 |
2017 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
연구관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO201900025868 |
과제고유번호 |
1711057860 |
사업명 |
집단연구지원 |
DB 구축일자 |
2020-09-05
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키워드 |
호메오도메인.전사인자.세포 간 단백질 이동.세포 간 신호전달.운명 동조화.비유전자 침투성 신경세포 프로그래밍.신경발달.신경퇴행.단백질 전달.Homeodomain.Transcription factors.Intercellular protein transfer.Intercellular communication.Fate synchronization.Non-genome invasive neuronal programming.Neurodevelopment.Neuroregeneration.Protein drug delivery.
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초록
▼
본 연구개발과제는 새로운 세포 간 신호전달 및 운명 결정 방법인 호메오도메인 전사인자의 세포 간 이동 현상의 원리를 규명하는 한편, 이 현상을 응용한 치료법의 개발을 목표로 한국과 프랑스 간 공동연구로 진행하였다. 본 연구를 통해
● 현재 알려진 약 200종의 호메오도메인 전사인자 전체를 대상으로 한 이동성 전사인자의 분류를 통해, 기존 10여종을 포함 80종 이상의 신규 분비형 호메오도메인 전사인자를 발굴하였다.
● 또한, 호메오도메인 전사인자의 세포 간 이동을 조절하는 유전자를 검색하여 TorsinA, HSP70, S
본 연구개발과제는 새로운 세포 간 신호전달 및 운명 결정 방법인 호메오도메인 전사인자의 세포 간 이동 현상의 원리를 규명하는 한편, 이 현상을 응용한 치료법의 개발을 목표로 한국과 프랑스 간 공동연구로 진행하였다. 본 연구를 통해
● 현재 알려진 약 200종의 호메오도메인 전사인자 전체를 대상으로 한 이동성 전사인자의 분류를 통해, 기존 10여종을 포함 80종 이상의 신규 분비형 호메오도메인 전사인자를 발굴하였다.
● 또한, 호메오도메인 전사인자의 세포 간 이동을 조절하는 유전자를 검색하여 TorsinA, HSP70, Sdc2 등을 발굴하였다.
● 또한, 동물 모델을 이용한 호메오도메인 전사인자의 세포 간 이동의 유효성 검증을 통해 Otx2, Vax2, En2, Prox1 등의 신경 재생 촉진 기능을 규명하였다.
● 이 과정에서 Otx2(AA), Vax1(AA), Otx2-scFv 등 호메오도메인 전사인자의 세포 간 이동의 이상이 있는 동물 모델을 확립하여 해당 분야 연구 활성화 기반을 마련하였다.
● 더 나아가 세포 간 이동 가능한 호메오도메인 전사인자를 손상된 신경 조직에 주입하여 손상된 신경의 퇴화 억제는 물론 신경 재생을 촉진하는데 성공하였다.
● 이러한 세포 이동성 전사인자의 세포 간 이동을 응용하여 망막신경 퇴행증과 파킨슨 치료제를 개발하고 있다.
(출처 : 요약서 3p)
Abstract
▼
Purpose
The goal of this exploratory application is to elucidate, in the vertebrate nervous system, uncovered aspects of fate determination and early/late development. In particular, we will focus on the role of homeodomain transcription factors (homeoproteins) intercellular transfer in the fate
Purpose
The goal of this exploratory application is to elucidate, in the vertebrate nervous system, uncovered aspects of fate determination and early/late development. In particular, we will focus on the role of homeodomain transcription factors (homeoproteins) intercellular transfer in the fate determination of neural progenitor/stem cells (NPCs/NSCs) and in boundary formation within the neuroepithelium. We will investigate the mechanisms of secretion, the extracellular expression, and the trans-cellular targets of several homeoproteins. By studying and exploiting this novel signaling pathway that takes place throughout adulthood, we wish to better understand the origin of neurological and psychiatric diseases and to tackle the development of non-genome invasive tools for regenerative medicine.
contents
1. Establishing the systems studying intercellular transfer of homeodomain transcription factors
2. Validation using in vivo animal models
3. Systemic approaches for the discovery of key neurogenic transcription factors
4. Application for neuroregeneration
Developement results
1. Establishing the systems studying intercellular transfer of homeodomain transcription factors
● Expression and analyses of the secretion and intercellular transfer of ~200 homeoproteins
● Identification of molecular and cellular mechanisms underlying the secretion and penetration of homeoproteins
2. Validation using in vivo animal models
● Intercellular transfer of transcription factors in vivo
● Generation of animal models that lack or facilitate intercellular transfer of transcription factors
3. Systemic approaches for the discovery of key neurogenic transcription factors
● Identification of key transcription factors that can induce differentiation to a specific lineage from NPC/NSC
● Guided differentiation of neural precursors from ESC or iPSC on culture plate
4. Application for neuroregeneration
● Local introduction of movable transcription factors in animal models of neurodegenerative diseases
● Implantation of transcription factor-induced monopotent neural precursor cells into neurodegenerative disease model animals
● Development of tissue-specific delivery methods of transcription factors
Expected Contribution
This study will allow us to shed new light on poorly understood aspects of the early and late development and of the physiology of the vertebrate nervous system. It will also permit the development of original animal models of several neurological and psychiatric pathologies. Closer to translational research, the penetrative peptide sequence present in homeodomains, i.e. Penetratin, has been broadly applied to deliver hydrophilic drugs and macromolecules (i.e. proteins and nucleic acids) into animal cells. This non-genome invasive delivery system has recently attracted the attention of the drug market because, unlike conventional gene therapy, it does not modify the genome. Nevertheless, one still needs to better understand the molecular basis of target cell competence for uptake and (re)programming. Furthermore, this research will provide priceless information regarding ways to optimize the use of homeodomain proteins in therapeutic protocols. The studies on movable homeodomain proteins will be immediately applicable to the following neuroscience fields.
● Non-genome invasiveprogramming of neural stem cells
● Non-genome invasive regulation of neurogenesis in vivo
● Non-genome invasive generation of neurons from stem cells
(출처 : SUMMARY 6p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 연구계획 요약문 ... 4
- 연구결과 요약문 ... 5
- 한글요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 목차 ... 7
- 연구내용 및 결과 ... 8
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 18
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 202
- 5. 대표적 연구실적 ... 209
- 6. 연구결과의 활용계획 ... 210
- 7. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 211
- 8. 참고문헌 ... 212
- 9. 연구성과 ... 215
- 10. 연구기자재 현황 및 활용 ... 247
- 11. Final report for GRL ... 248
- [별첨1] 대표 연구실적 요약문 ... 267
- [별첨2] 참여 인력 현황 ... 272
- 첨부 목록 ... 273
- 첨부1 목표의 달성도 증빙 ... 274
- 첨부2 대표 연구실적 증빙 ... 297
- 첨부4 연구성과소개서 (GRL Research Achievement Report) ... 311
- 끝페이지 ... 315