초록 ▼

□ 연구개요
생체 내 calcineurin 저해단백질 DSCR1은 혈관 내피세포에서 NFAT 활성화를 억제함으로써 그 혈관신생 저해활성을 가지는 것으로 규명되어짐. 그러나 본 연구팀은 calcineurin에 의한 대사조절 효소들의 발현조절과 DSCR1에 의한 NF-κB 신호경로 조절 가능성을 제시한 최근 연구결과들을 바탕으로 본 연구과제에서 DSCR1의 혈관신생 저해활성에 새로운 분자기전들이 기여할 가능성을 연구 규명함으로써 향후 DSCR1을 응용한 새로운 항 혈관신생 후보물질 개발 가능성에 대한 연구근거 마련을 그 연구목표로

□ 연구개요
생체 내 calcineurin 저해단백질 DSCR1은 혈관 내피세포에서 NFAT 활성화를 억제함으로써 그 혈관신생 저해활성을 가지는 것으로 규명되어짐. 그러나 본 연구팀은 calcineurin에 의한 대사조절 효소들의 발현조절과 DSCR1에 의한 NF-κB 신호경로 조절 가능성을 제시한 최근 연구결과들을 바탕으로 본 연구과제에서 DSCR1의 혈관신생 저해활성에 새로운 분자기전들이 기여할 가능성을 연구 규명함으로써 향후 DSCR1을 응용한 새로운 항 혈관신생 후보물질 개발 가능성에 대한 연구근거 마련을 그 연구목표로 함. 이를 위해 본 연구팀은 DSCR1이 혈관 내피세포 내 포도당 대사의 주요조절 인자인 pyruvate kinase들의 발현에 미치는 영향과 그 발현저해가 혈관 내피세포의 혈관신생 활성에 미치는 영향을 규명하고자 하였음. 또한 DSCR1의 과발현이 NF-κB 활성에 미치는 영향과 이러한 NF-κB 신호경로 저해가 병리적 혈관신생에 미치는 영향을 죽상동맥경화증 동물모델을 이용하여 규명하고자 하였음 마지막으로 이러한 연구결과들을 바탕으로 다양한 혈관신생 관련 질환들에 각각 최적화된 항 혈관신생 활성을 가지는 DSCR1 유래 펩타이드들을 제작하고 그 응용가능성을 모색하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• DSCR1의 혈관 내피세포 포도당 대사경로 조절기능 및 분자기전 규명
- 우선 본 연구팀은 포도당 대사의 주요조절 인자인 pyruvate kinase M1 (PKM1)과 M2 (PKM2)가 혈관 내피세포의 혈관신생 형질조절에 기여함을 규명하고자 생쥐 유래 일차 혈관 내피세포들에서 PKM1과 PKM2의 결핍이 세포증식, 생존 및 tubulogenic activity에 미치는 영향을 조사하였음. 그 결과 PKM1과 PKM2 모두 혈관 내피세포의 tubulogenic activity에는 기여하지만, 이들 세포들의 증식에는 PKM2가 결정적 기여를 함을 관찰함.
- 또한 DSCR1의 과발현이 PKM1과 PKM2의 발현에 미치는 영향을 DSCR1 과발현 일차 혈관 내피세포에서 조사한 결과 본 연구팀의 가설과 일치하게 DSCR1의 과발현이 대조군과 비교하여 유의미하게 PKM1과 PKM2의 발현을 감소시키는 것이 관찰됨. 반면 흥미롭게도 calcineurin 저해제인 cyclosporin A는 오히려 PKM2의 발현을 증가시키는 것으로 관찰됨. 이러한 연구결과는 기존에 보고된 연구결과들과 함께 고려할 때, DSCR1에 의한 calcineurin의 활성조절이 cyclosporin A과는 다른 기전으로 이루어지고 있음을 암시함. 또한 본 연구결과는 상기 연구결과와 함께 DSCR1이 PKM1 및 PKM2 조절을 통해 혈관 내피세포 내 세포대사에 기여하고 있을 뿐 아니라, 그 혈관신생 형질 조절에도 기여하고 있음을 암시함으로써 DSCR1의 혈관신생 저해활성에 기여하는 새로운 분자기전을 제시함.
• DSCR1의 혈관 내피 내 NF-κB 신호경로 조절기능 및 분자기전 규명
- 혈관 내피세포에서 DSCR1에 의한 NF-κB 신호경로 조절 가능성을 조사하기 위하여 혈관 내피세포 내 NF-κB 신호경로의 비정상적조절에 의한 혈관신생이 그 발달에 기여하는 질환인 죽상동맥경화증에 DSCR1의 발현정도가 미치는 영항을 조사하였음. 이를 위해 다양한 DSCR1 유전자 카피 수를 가지는 ApoE knockout 생쥐모델을 구축하였고 이들에서 high fat diet (HFD) 유도 죽상동맥경화증의 진행양상을 비교 분석하였음. 그 결과 DSCR1의 과발현 또는 결핍이 죽상반의 형성 및 성장을 크게 저해함을 관찰하였음.
- 혈관 내피세포에서 DSCR1에 의한 NF-κB 신호경로 조절의 분자기전 규명을 위해 DSCR1 과발현 혈관 내피세포에서 NF-κB 저해 단백질인 IκB의 발현과 NF-κB 신호경로 표적인 VCAM-1의 발현을 조사한 결과 DSCR1이 IκB의 발현을 증가시키고 VCAM-1의 발현을 시킴을 관찰함. 이러한 연구결과는 혈관 내피세포에서 DSCR1이 NF-κB 신호경로 조절에 기여하고 있음을 제시함.
• 최적화된 혈관 신생 저해활성을 가지는 DSCR1 유래 펩타이드 제작 및 그 활성 검증을 위한 실험적 근거 마련
- 상기 서술된 연구결과들을 바탕으로 DSCR1의 NFAT 신호경로, NF-κB 신호경로 및 포도당 대사경로 조절활성에 기여하는 domain들을 결정하기 위하여 다양한 DSCR1 deletion mutant를 발현하는 retroviral vector들을 제작하였고 그 발현을 검증하였음. 현재 이들 DSCR1 mutant들이 일차 혈관 내피세포들의 혈관신생 형질, 특히 상기 신호경로들 및 대사경로 활성에 미치는 영항을 조사 분석중임.
이러한 연구결과들을 통해 향후 최적화된 병리적 혈관신생 저해 활성을 가지는 DSCR1 유래 펩타이드를 제작 및 그 검증에 실험적 근거를 마련할 계획임.

□ 연구개발결과의 중요성
• 본 연구팀은 본 연구과제 수행을 통하여 DSCR1에 의한 혈관 내피세포 내 대사조절 가능성, 특히 PKM2 조절 가능성에 대하여 조사하였으나, 본 연구팀의 원래 가설과 달리 DSCR1이 PKM2 발현에 유의한 영향을 미치지 못함을 관찰함. 그러나 본 연구팀은 최초로 혈관 내피세포의 혈관신생 활성화에 PKM1과 PKM2가 모두 기여함을 규명하였음. 이러한 연구결과는 기존 혈관 내피세포 내 세포대사 관련 연구결과들과 함께 혈관 내피세포 세포대사 경로가 새로운 항 혈관신생 표적으로서의 잠재력이 높음을 제시함. 또한 본 연구를 통해 기존에 항 혈관신생 저해제 후보로 제시되어온 DSCR1 ex7의 실제 임상적용에 세포대사의 비정상적 조절에 의한 부작용을 초래할 가능성이 있음을 제시함.
• 본 연구팀은 본 연구과제 수행을 통하여 혈관 내피세포에서 DSCR1에 의한 NF-κB 신호경로 저해와 이를 통한 죽상동맥경화증 병변 완화를 관찰함. 이러한 연구결과는 향후 DSCR1을 이용한 죽상반 내 혈관신생 억제를 통한 동맥경화증 치료전략 개발 가능성을 제시함.
• 종합적으로 본 연구팀은 본 연구과제를 통하여 DSCR1의 새로운 혈관신생 조절 기전 규명을 통해 DSCR1 기능의 통찰을 위한 중요한 과학적 지식을 제공하였고, 향후 DSCR1을 이용한 새로운 항 혈관신생 치료전략 수립에 중요한 연구결과를 제시하였음.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• [1] DSCR1의 혈관 내피세포 포도당 대사경로 조절기능 및 분자기전 규명 ... 6
• [2] DSCR1의 혈관 내피 내 NF-κB 신호경로 조절기능 및 분자기전 규명 ... 9
• [3] 최적화된 혈관 신생 저해활성을 가지는 DSCR1 유래 펩타이드 제작 및 그 활성 검증을 위한 실험적 근거 마련 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 13