초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 마우스의 소장을 이용하여 성숙 장상피세포의 수명 제어 기전을 확인하고 수명과 염증성 장질환과의 연관성을 규명을 하고자 한다. 연구 수행을 통해 연구자는 그람 양성 특히 클로로폼 내성균이 장상피세포의 수명을 제어하며 나아가 장내미생물이 생산하는 대사산물 단사슬지방산을 이용하여 장상피세포의 수명을 조절하며 ERK 시그널이 연관되어 있음을 밝혀냈다. 또한 알코올에 의해 유도된 염증성 장질환 모델에서 소장 상피세포의 증식이 활발해져 턴오버의 회전율이 빨라짐을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과<

□ 연구개요
본 연구는 마우스의 소장을 이용하여 성숙 장상피세포의 수명 제어 기전을 확인하고 수명과 염증성 장질환과의 연관성을 규명을 하고자 한다. 연구 수행을 통해 연구자는 그람 양성 특히 클로로폼 내성균이 장상피세포의 수명을 제어하며 나아가 장내미생물이 생산하는 대사산물 단사슬지방산을 이용하여 장상피세포의 수명을 조절하며 ERK 시그널이 연관되어 있음을 밝혀냈다. 또한 알코올에 의해 유도된 염증성 장질환 모델에서 소장 상피세포의 증식이 활발해져 턴오버의 회전율이 빨라짐을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 항생제믹스를 투여하여 장내미생물이 감소한 마우스에서는 소장 클립트에서 장상피세포의 분열이 감소하고 융모축을 따른 세포 이동이 느려지며 그리하여 턴오버가 느려짐을 확인하였다. 또한 각각의 항생제 투여에 의해 특히 그람 양성균이 장상피세포의 수명 조절에 관여를 하고 있음을 확인할 수 있었다. 항생제 투여에 의한 장내 대사산물의 변화를 검토한 결과 단사슬지방산의 아세트산, 프로피온산, 부티르산이 장내세균이 존재하는 마우스와 비교하였을 때 상당히 감소함을 확인하였다. 그리하여 본 연구자는 오가노이드 시스템을 이용하여 장내미생물이 생산해내는 장 대사산물 특히 단사슬지방산이 오가노이드 성장에 중요한 역할을 한다고 밝혔다.
2. 장상피세포의 수명 제어 관련 시그널 규명을 위해 장내세균이 감소한 마우스와 정상 마우스에서 관련 신호 인자들을 비교하였다. 그 결과 ERK와 STAT3의 인산화 레벨이 확연히 감소하였다. 또한 소장 오가노이드에 단사슬지방산을 처리하여 ERK의 인산화 레벨을 확인한 결과, 처리하지 않는 군과 비교하여 인산화 레벨이 증가하였다.따라서 장내세균이 생산하는 장 대사산물인 단사슬지방산이 오가노이드 성장에 중요한 역할을 함에는 ERK-MEK 시그널 경로가 밀접한 관련이 있음을 알 수 있다.
3. 본 연구자는 알콜성 지방간 모델을 활용하여 염증성 장질환을 유도하여 장상피세포의 수명을 결정하였다. 알코올에 투여에 의해 소장 상피세포는 턴오버의 재생을 위한 회전율의 속도를 높였다. 이는 오가노이드 배양 시스템과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

□ 연구개발결과의 중요성
1.장상피세포는 수명이 짧은 세포이지만, 그 수명을 제어하는 인자를 분명히 함으로써, 신경 세포 등 장수 세포의 생존 유지기구의 해명을 가져올 가능성도 예상된다.
2.장내세균이 장상피세포의 회전율을 조절하며, 나아가 장내세균의 대사산물 중의 하나인 단사슬지방산이 장상피세포의 재생에 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 이것은 장상피세포가 손상을 입었을 때 회복 기작과 관련이 있으므로, 염증성장질환의 발병 원인, 치료법을 규명하는데 중요한 단서가 될 것이다.
3.염증성 장질환과 수명과의 관계를 해명하기 위한 organoid를 통한 연구 결과가 in vivo 실험을 통한 연구 결과와 유사성을 나타내었다. 이는 동물 실험의 대체 모델 및 동물 실험전 단계의 모델로써 적합성을 나타낸다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 장상피세포의 수명 확인 ... 5
• 2) 항생제 믹스 투여에 따른 장상피세포의 변화 ... 5
• 3) 항생제 각각 투여에 따른 장상피세포 변화 ... 6
• 4) 무균 마우스에 클로로폼 내성균 투여에 따른 장상피세포의 변화 ... 7
• 5) 항생제 투여에 따른 장내 대사산물의 변화 ... 8
• 6) 항생제 투여 마우스의 Caecal contents 투여에 의한 장 오가노이드 증식 변화 ... 8
• 7) 단사슬지방산 처리에 의한 오가노이드 증식 변화 ... 9
• 8) 장상피세포의 수명 제어 관련 시그널 규명 ... 9
• 9) 염증성 소장질환 모델 구축 ... 10
• 10) 알콜성 소장질환 모델에서의 증식 관련 발현양 확인 ... 11
• 11) 알콜성 소장질환 모델에서의 소장 상피세포 수명 확인 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 18