초록 ▼

연구의 목적 및 내용
연구목표: DNA 손상 반응과 암세포 의존적 non-oncogenic addiction 기전의 상호 조절 연구를 통한 항암 전략 도출
1 세부 : FA-BRCA DNA 손상 신호 체계와 암 에너지 대사 조절 과정의 연관성 규명을 통한 항암 전략 도출
2 세부 :DNA 손상반응의 key kinase, ATM의 autophagy 조절 기전을 이용한 항암 치료 전략 도출
연구내용:
- AMPK 활성약제 AICAR에 의한 FA-BRCA 경로 활성화과정 연구
- FA-BRCA 경로가 암

연구의 목적 및 내용
연구목표: DNA 손상 반응과 암세포 의존적 non-oncogenic addiction 기전의 상호 조절 연구를 통한 항암 전략 도출
1 세부 : FA-BRCA DNA 손상 신호 체계와 암 에너지 대사 조절 과정의 연관성 규명을 통한 항암 전략 도출
2 세부 :DNA 손상반응의 key kinase, ATM의 autophagy 조절 기전을 이용한 항암 치료 전략 도출
연구내용:
- AMPK 활성약제 AICAR에 의한 FA-BRCA 경로 활성화과정 연구
- FA-BRCA 경로가 암 대사 조절 과정에서 차지하는 의미 탐구
- ATM kinase의 autolysosome 형성 조절 관련 기질 단백질 연구
- ATM 저해제 처리에 의한 autophagic vesicle 증가와 세포 사멸 현상의 확인

연구개발성과
< 정량적 성과1) >
1) 총연구기간 내 목표연구성과로 기 제출한 값
< 정성적 성과 >
▶ AICAR 처리 이후의 FA-BRCA 경로 활성화 과정에서 FANCA 단백질이 nucleolus에 위치하여 FANCA 단백질이 nucleolus 기능을 조절할 가능성을 시사하는 결과를 얻음.
▶ AICAR에 대한 암세포 민감성을 제고할 타겟으로서 SetD7 HMT와 ATM protein kinase를 확인함.
▶ 또한, FANCA 단백질이 미토콘드리아 항상성 유지 기전인 mitophagy를 조절할 가능성을 확인함
▶ ATM이 autophagy 후기단계 autolysosome 형성에 주요 역할을 하며 이는 retromer의 구성요소인 SNX1 의 인산화를 통하여 조절할 가능성을 확인함.
▶ ATM 저해제의 autophagy flux 의 억제는 autophagy 유도제와 함께 병행처리하면 apoptosis 기전으로 세포사멸 유도하며 이를 새로운 항암 요법으로 응용될 수 있음을 확인.
▶ 새로운 autophagy 유도 화합물을 도출하기 위하여 TFEB translocation 측정을 기반으로 한 HCS screening으로 후보화합물을 도출하였음.
▶ EI24 유전자 결손 시 autophagy 의존도가 높은 췌장암 세포에는 세포 생장이 억제되는 tumor promoter 로 기능을 한다는 것을 확인하여 논문으로 게재함.

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
O FA-BRCA 경로와 AMPK 등의 energy metabolism 조절 메카니즘 간의 밀접한 연관성을 확인함으로써 항암제 sensitization 전략과 암대사과정을 타게팅하는 전략 마련의 기초 자료를 제공하여 정밀의학 실현에 일조
O DNA 손상 반응의 master kinase 인 ATM이 autophagy 기전에 관여하고 있으며 DNA 손상 반응 기전과 autophagy 기전의 새로운 crosstalk 기전 제시
O ATM 저해제를 이용한 새로운 항암 요법 제시

(출처 : 요약문 2p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
To elicit cancer therapeutic strategy targeting crosstalks between DNA damage esponse and cancer energy metabolism.
First aim was identification of anticancer strategies via elucication of crosstalks between FA-BRCA DNA damage signaling pathway and cancer metabolism regulation

Purpose&Contents
To elicit cancer therapeutic strategy targeting crosstalks between DNA damage esponse and cancer energy metabolism.
First aim was identification of anticancer strategies via elucication of crosstalks between FA-BRCA DNA damage signaling pathway and cancer metabolism regulation. To this end, We studied the mechanism of FA-BRCA pathway activation by AMPK-activating AICAR treatment and the meaning of FA-BRCA pathway activation in cancer metabolism regulation.
We also studied regulation of autophagy pathway by ATM, a key kinase of DNA damage response and confirmed the apoptotic activity of ATM inhibitor through increasing autophagic vesicles.

Results
- S347 of FANCA protein, one of FA-BRCA pathway proteins, is phosphorylated upon AICAR treatment and P-S347 FANCA locates in nucleolus.
- FANCA interacts with FBL, a nucleolus protein, upon AICAR treatment.
- These results raise a possibility that FANCA protein may participate in ribosome biogenesis regulation upon energy stress and DNA damage.
- We confirmed that cellular sensitivity to AICAR could be enhanced by knock-down of ATM protein kinase and SetD7 histone methyltransferase.
- We also obtained data implying that FANCA protein might regulate mitophagy.
- We observed that ATM, a key kinase of DNA damage response, involved in autolysosome formation of autophagy process.
- We tried to identify substrates of ATM kinase through PTMscan, selected candidates and characterized their functions (phosphorylation, interaction with ATM and subcellular localization)
- We observed that treatment of ATM inhibitor in combination with autophagy inducer led to cell death in various cell lines (cervical, breast, pancreatic). It could be applied to cancer therapeutic.
- We screened new chemical compounds inducing autophagy using HCS system based on TFEB translocation measurement and elicited candidate compounds.
- Also we clarified that EI24 involved in pancreatic cell proliferation as a component of autophagy process. It indicated that EI24 is a tumor promotor, not a known tumor suppressor.

Expected Contribution
- This work might broaden our understanding of biological processes of energy metabolism by FA-BRCA pathway proteins such as FANCA and FANCD2
- We might be able to develop strategies of targeting cancer metabolism through confirming the close crosstalk between FA-BRCA pathway and energy metabolism regulation, eventually contributing to precision medicine.
- We also propose a novel cross-talk between DNA damage response and autophagy by confirming that ATM regulates autophagy process.
- We also propose a novel cancer therapeutic strategy using ATM inhibitor.

(출처 : SUMMARY 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 국문 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 (선정당시 연구계획서 기술내용) ... 5
• 1-1. 연구개발 개요 ... 5
• 1-2. 최종목표 ... 5
• 1-3. 연구필요성 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 14
• 4. 연구수행 달성도 ... 15
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 15
• 6. 참여연구원 현황 ... 15
• 7. 기타사항 ... 16
• 8. 참고문헌 ... 16
• II. 제1세부과제 ... 17
• 제1세부 최종 보고서 ... 18
• 국문 요약문 ... 19
• SUMMARY ... 20
• 목차 ... 21
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 22
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 23
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 30
• 4. 연구수행 달성도 ... 31
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 31
• 6. 참여연구원 현황 ... 31
• 7. 기타사항 ... 32
• 8. 참고문헌 ... 32
• II. 제2세부과제 ... 33
• 제2세부 최종 보고서 ... 34
• 국문 요약문 ... 35
• SUMMARY ... 36
• 목차 ... 37
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 38
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 40
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 47
• 4. 연구수행 달성도 ... 48
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 48
• 6. 참여연구원 현황 ... 48
• 7. 기타사항 ... 48
• 8. 참고문헌 ... 49
• 끝페이지 ... 49