초록 ▼

1) 인간 배아 줄기세포를 이용하여 신경세포 발달 과정 중 변화하는 단백질체 분석을 위한 신경모세포 확보
▪ 인간 만능줄기세포를 엠브리오이드바디(Embryoid Body), 신경로제트(Neural Rosette)로 분화하여 신경모세포(Neural Progenitor Cell) 생성 프로토콜 확립.
▪ 인간 배아줄기세포를 이용한 신경모세포 생성 및 확보.
▪ 신경모세포를 신경세포로 분화하는 프로토콜 확립.

2) 양극성 정동장애 환자 역분화 줄기세포를 이용한 신경모세포 생성
▪ 양극성 정동 장애 환자

1) 인간 배아 줄기세포를 이용하여 신경세포 발달 과정 중 변화하는 단백질체 분석을 위한 신경모세포 확보
▪ 인간 만능줄기세포를 엠브리오이드바디(Embryoid Body), 신경로제트(Neural Rosette)로 분화하여 신경모세포(Neural Progenitor Cell) 생성 프로토콜 확립.
▪ 인간 배아줄기세포를 이용한 신경모세포 생성 및 확보.
▪ 신경모세포를 신경세포로 분화하는 프로토콜 확립.

2) 양극성 정동장애 환자 역분화 줄기세포를 이용한 신경모세포 생성
▪ 양극성 정동 장애 환자 역분화 줄기세포의 계대 배양을 통한 안정화.
▪ 양극성 정동 장애 환자의 역분화 줄기세포를 이용한 신경모세포 생성 과정 중에 있음.
▪ 양극성 정동 장애 환자 역분화 줄기세포 유래 신경모세포의 신경세포 분화능 검증단계에 있음.

3) 신경세포 미토콘드리아 단백질 표지 방법 구축
▪ 단백질 근접표지 방법을 위해 사용하는 APEX 효소를 신경세포 미토콘드리아에서 발현할수 있는 렌티바이러스 제작 완료.
▪ APEX 효소가 미토콘드리아 단백질을 특이적으로 라벨링 함을 확인.

(출처 : 초록 3p)

Abstract ▼

The mental and substance use disorders are estimated as the fifth leading cause of disease burden in the world in 2017. However, molecular mechanisms associated with psychiatric disorders remain largely unknown.
Bipolar Disorder (BD) is a mental disorder that causes manic and depressive episodes.

The mental and substance use disorders are estimated as the fifth leading cause of disease burden in the world in 2017. However, molecular mechanisms associated with psychiatric disorders remain largely unknown.
Bipolar Disorder (BD) is a mental disorder that causes manic and depressive episodes. Brains of BD patients consume a lot more glucose in the manic state compared to the depressive state, indicating the irregular energy metabolism in the brain of BD patients. Neurons produced from induced pluripotent stem cells(iPSCs) of BD patients displayed abnormal function of mitochondria, which are the key subcellular organelles involved in energy metabolism.

In this study, we proposed to identify mitochondrial proteins resulting in mitochondrial dysfunction in neurons. For this, we utilized human embryonic stem cells (ESCs) and iPSCs from six BD patients and three control subjects.
We established a protocol of producing neural progenitor cells (NPCs) from human pluripotent stem cells (PSCs) and generated NPCs from HUES6, ESCs,and twelve iPSCs. It is validated that all NPCs contain the potential of neuronal differentiation. To identify mitochondrial proteins in NPCs and neurons, we plan to apply the proximity protein labeling method using the APEX enzyme. We engineered the APEX enzyme to be localized in the matrix of mitochondria and confirmed the specific labeling of mitochondrial proteins.

As mitochondria change size and morphology during neuronal development, we will identify developmental stage-specific mitochondrial proteins using ESC-derived NPCs and neurons. This result will make us determine the best age of neurons in differentiation for applying the APEX labeling method to BD patients neurons. Then, finally, we will label mitochondrial proteins in neurons of BD patients and control subjects using the APEX method. Lastly, all the labeled protein samples will be analyzed by LC/MS.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 8
• C O N T E N T S ... 9
• 목차 ... 10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제 1 절 양극성 정동장애 ... 11
• 제 2 절 신경세포와 미토콘드리아 ... 11
• 제 3 절 만능줄기세포 ... 12
• 제 4 절 배아 줄기세포 및 양극성 정동장애 환자 유도만능줄기세포 유래 신경세포를 이용한 인간 신경세포 미토콘드리아 단백질 발굴 ... 12
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제 1 절 양극성 정동장애 ... 14
• 제 2 절 신경세포 미토콘드리아 단백질 ... 14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 제 1 절 인간 만능줄기세포를 이용한 신경모세포 생성 ... 15
• 제 2 절 신경모세포를 이용한 신경세포 분화 ... 18
• 제 3 절 신경세포 미토콘드리아 단백질 표지를 위한 근접 거리 표지 방법 구축 ... 19
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 23
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 24
• 제 7 장 참고문헌 ... 25
• 끝페이지 ... 26