초록 ▼

1. 상염색체 우성 다낭신 동물 모델 구축
○ 국내외 연구진들과의 활발한 교류를 통해 다낭신 원인 유전자인 Pkd1, Pkd2 knockout 및 신장의 집합관에서만 특이적으로 발현이 억제되는 Pkd1, Pkd2 조건마우스를 확보함.
○ Pkd1, Pkd2 조건 마우스의시기별 관찰을 진행하여 다낭신 조건마우스의 질병 진행 단계에 따른 표현형의 기본 데이터를 구축함.
2. 다낭신 질병 원인 miRNA 및 mRNA 규명을 위한 NGS 데이터 생산 및 분석
○ Pkd1 과 Pkd2 조건 마우스의 시기에 따른 신장 조

1. 상염색체 우성 다낭신 동물 모델 구축
○ 국내외 연구진들과의 활발한 교류를 통해 다낭신 원인 유전자인 Pkd1, Pkd2 knockout 및 신장의 집합관에서만 특이적으로 발현이 억제되는 Pkd1, Pkd2 조건마우스를 확보함.
○ Pkd1, Pkd2 조건 마우스의시기별 관찰을 진행하여 다낭신 조건마우스의 질병 진행 단계에 따른 표현형의 기본 데이터를 구축함.
2. 다낭신 질병 원인 miRNA 및 mRNA 규명을 위한 NGS 데이터 생산 및 분석
○ Pkd1 과 Pkd2 조건 마우스의 시기에 따른 신장 조직에서 발현되는 miRNA 및 mRNA 변화를 확인하기 위한 miRNA-seq 및 RNA-seq을 진행함.
○ miRNA-seq 및 RNA-seq 의 데이터를 평행하게 분석 진행하였고, 그 결과 Pkd1과 Pkd2 질병 마우스 모델에서 시기별로 특이적 발현 변화를 보이는 miRNA와 mRNA를 대량으로 프로파일링 함.
3. 다낭신 모델 특이적 발현을 보이는 miRNA 및 mRNA 대량 발굴
○ miRNAs와 후보 타겟 mRNAs 리스트를 확보하였으며, GO 및 pathway in silico 분석을 통해 다낭신 질환 진행에 관여함을 확인함.
○ human miRNA microarray 데이터를 활용하여 다낭신 마우스 miRNA profile과 비교분석을 하였고, 선별된 miRNAs에 대해 발현 검증을 수행함.
○ human 조직에서 miRNA와 mRNA의 발현 변화의 원인을 발굴하기 위해 human whole genome methylation sequencing 데이터와 통합 분석 진행함.
4. 다낭신 질병의 메커니즘 구축을 위한 검증 실험 진행
○ 낭포형성 관련 핵심 miRNA-RNA pairs 리스트를 활용하여 in vitro 및 in vivo 실험을 통하여 실제 세포내 관련 기능 검증을 수행함.
○ human조직을 활용하여 miRNA-methylation, mRNA-methylation 패턴을 확인하여 발현변화의 원인을 발굴하였고, 관련 검증실험을 수행함.
○ 타겟 유전자들의 기능연구를 분석하였으며, 그 기능에 따라 다낭신의 대표적인 표현형인 낭포 형성 메커니즘(proliferation, actin cytoskeleton, EMT signaling)을 발굴함.
5. 선별된 miRNA 및 mRNA 효과 검증을 위한 in vivo 실험 진행
○ 이 결과를 바탕으로 렌티바이러스를 매개로한 miRNA 발현 억제를 통해 실제 다낭신 마우스 모델에서 낭포 형성 억제가 가능한 지에 대한 효과를 검증함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
So far, there is no treatment against ADPKD (autosomal dominant polycystic kidney disease). Thus, our team tries to discover microRNAs involved in cystogenesis and to search for miRNA targeted genes. NGS (next generation sequencing) and bioinformatical analysis will be conduc

□ Purpose & Contents
So far, there is no treatment against ADPKD (autosomal dominant polycystic kidney disease). Thus, our team tries to discover microRNAs involved in cystogenesis and to search for miRNA targeted genes. NGS (next generation sequencing) and bioinformatical analysis will be conducted to reveal the regulatory mechanism of microRNA in ADPKD mouse models and human patients samples.
In the first step, our team tries to validate miRNAs related to renal cystogenesis using Pkd1 and Pkd2 conditional knock out mice. To do so, screening of renal cystic progression of Pkd1 and Pkd2 conditional knockout mice and miRNA-seq & mRNA-seq will be performed. Candidate miRNAs will be narrowed down via bioinformatical analysis performed by third team. After that target genes of selected miRNAs are confirmed via molecular biological approaches. To identify the purpose of differential expressions of miRNAs and mRNAs, the Methylated CpG Island Recovery Assay (MIRA) sequencing data from human patients tissues were analyzed.
In the second step, based on the miRNA-seq and RNA-seq data, we performed experiments to verify miRNA-mRNA pair lists in vitro and in vivo. Target genes of selected miRNAs are found, and their functions confirmed through 3 dimensional culture or organ culture system. Furthermore, we identified target gene regulated cystogenesis through actin cytosekelton signaling pathway. We identified the pattern of miRNA-methylation and mRNA-methylation using human tissues and performed related experiments. Based on thess results, we injected miRNA inhibited lentivirus particles to verify the effect of miRNAs on the ADPKD mouse models. Collectively, produced NGS data and our research pipeline has been made database.

□ Results
○ 6 SCI/SCIE paper publication as corresponding author
○ Sign written agreement (120 million won) for technology transfer
○ 4 registration of patent at Korea, 4 application of patent at Korea, and 2 application of patent at U.S.
○ 17 announcement of international conference
○ Identification of 8 miRNAs, 10 mRNAs and 3 methylated patterns related with cystogenesis
○ Deposit 72 NGS data in KOBIC and GEO database

□ Expected Contribution
○ microRNAs which are important in each cyst progression stage are screened. This finding suggests the new regulatory miRNAs related to renal cyst formation.
○ Candidate miRNAs, mRNAs, and methylated patterns associated with renal cystogenesis can be applied as biomarker for early diagnosis.
○ These miRNAs have a curative effect on ADPKD with low side effects because miRNAs inhibit target mRNAs specifically.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 1절. 연구개발 목적 ... 8
• 제 2절. 연구개발의 필요성 ... 8
• 제 3절. 연구개발 범위 ... 9
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 11
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 14
• 제 1절. ADPKD 마우스 모델을 활용하여 낭포형성에 관여하는 miRNA와 mRNA의 프로파일링 ... 14
• 제 2절. 다낭신 모델에서 miR-21b와 miR-106a의 타겟인 Klf12에 의한 낭포형성의 조절 ... 23
• 제 3절. Human ADPKD microarray 및 Methylated-CpG island recovery assay (MIRA) sequencing 에서 발굴된 miRNA-192, miRNA-194와 다낭신 마우스 모델에서 검증 ... 29
• 제 4절. UQCRB유전자 고발현 세포주와 다낭신 질환 모델의 공통 발현 변화 miRNA선별 연구 및 ROS 검증 ... 34
• 제 5절. 다낭신 마우스 모델과 상염색체 우성다낭신 환자의 공통 변화 miRNA 선별 연구 ... 37
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 41
• 제 1절. 연구개발의 최종목표 ... 41
• 제 2절. 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 41
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 46
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 48
• 제 1절. non-coding RNA 관련 연구 ... 48
• 제 2절. ADPKD 관련 miRNA 연구 ... 49
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 50
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 51
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 52
• 제 1절. 기술적 위험 요소 분석 ... 52
• 제 2절. 안전 관리 대책 ... 52
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 54
• 제11장. 기타 사항 ... 55
• 제12장. 참고 문헌 ... 56
• 끝페이지 ... 58