초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
본 연구진은 세포내 ROS를 조절한다고 알려진 NADPH oxidase 4를 대상으로 하여 이들의 발현 조절이 어떻게 이루어고, 이상이 생길 시 어떤 질병증상에 연결되는지를 확인하고자 함.
￭ 전체 내용
세포내 ROS를 조절하는 주요인자인 NADPH oxidase 4가 FoxO 전사인자를 통해 조절됨을 다양한 접근방법을 통해 규명하였으며 감염질환에서 중요한 방어 기제임을 증명하였음.
￭ 1단계(해당 시 작성)
• 목표 : 1차 년도(2018): FoxO

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
본 연구진은 세포내 ROS를 조절한다고 알려진 NADPH oxidase 4를 대상으로 하여 이들의 발현 조절이 어떻게 이루어고, 이상이 생길 시 어떤 질병증상에 연결되는지를 확인하고자 함.
￭ 전체 내용
세포내 ROS를 조절하는 주요인자인 NADPH oxidase 4가 FoxO 전사인자를 통해 조절됨을 다양한 접근방법을 통해 규명하였으며 감염질환에서 중요한 방어 기제임을 증명하였음.
￭ 1단계(해당 시 작성)
• 목표 : 1차 년도(2018): FoxO 전사인자에 의한 Nox4 발현 조절 여부의 확인
• 내용
1. ARPE-19 cell에서 PI3K/Akt 활성에 의한 Nox4 발현 조절 여부 확인
2. FoxO 전사인자가 Nox4 발현을 조절할 수 있는지 여부를 확인
3. FoxO전사인자에 의한 세포내 ROS의 조절 가능성 여부 확인
￭ 2단계(해당 시 작성)
• 목표 : 2차 년도(2019): Nox4 프로모터 분석 및 FoxO 전사인자의 Nox4 프로모터에 대한 직접적인 binding 및 활성화 여부 그리고 기타 전사인자와의 상관관계 확인
• 내용
1. Nox4 프로모터 시퀀스의 분석 및 연구재료 개발
2. Luciferase reporter assay를 통한 PI3K/Akt signaling에 의한 Nox4 프로모터 활성 조절 여부 확인
3. Electro-Mobility Shift Assay를 통해 FoxO 전사인자의 Nox4 프로모터에 직접적인 binding할 수 있는지 여부를 조사
￭ 3단계(해당 시 작성)
• 목표 : 3차 년도(2020): 동물 모델 구축 및 이들 모델을 사용한 실험을 통해 FoxO에 의한 Nox4 발현 조절 기전이 in vivo에서도 보존되어 있으며 질병 증상 발현 여부를 조사
• 내용
1. FoxO Knock-Out (KO) 마우스를 사용하여 FoxO deficiency가 Nox4의 정상 발현 및 조직내 ROS 생성량의 이상을 유발하는지를 조사.
2. Nox4 deficiency가 T. gondii 감염 및 그에 따른 병증에 미치는 영향을 조사
3. Nox4 발현 억제 효과를 기대할 수 있는 후보 물질의 테스트

□ 연구개발성과
본 연구를 통해 톡소포자충 T. gondii에서 분비되는 ESA가 숙주세포의 PI3K/Akt pathway를 활성화시켜 NOX4의 발현을 조절함에 있어, FoxO transcription factor가 주요전사인사임을 밝혔으며, Nox4발현이 PI3K/Akt 의존적이 되는 직접적인 원임이 됨을 밝혔음. 그밖에 PI3K/Akt에 의해 숙주세포 환경을 조절하는 다른 신호전달체계도 발견되었으며 (TBK1/IRF3 pathway), 이에 대한 연구가 진행중임

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. PI3K/Akt pathway에 의한 NOX4발현 및 ROS의 조절은 대사이상에 의한 세포 괴사 및 기타 감염에 대한 방어기작을 연구하는데 중요한 단서가 될 것으로 생각됨.
2. FoxO를 경유하는 PI3K/Akt pathway에 의한 NOX4 조절은 여러 ROS 관련 질병에 대한 병리기작을 설명할 수 있을 것임.
3. 노화과정과 FoxO의 관련성은 이전부터 중요히 연구되어 오던 테마로서, 예쁜 꼬마선충(C.elegans) 또는 노랑초파리 (Drosophila melanogaster) 여러 개체등에 보존되어 있으며, 노화가 진행될수록 FoxO의 활성이 증가하며, 아울러 ROS의 증가가 보고되고 있음.
4. 특히 노인성 시력상실이나 당뇨성 안과질환에는 ROS가 중요하다고 알려져 있으며, 이러한 점을 종합해볼 때 Nox4가 관련 되어 있을 가능성이 높음.
5. 상기된 노인성, 대사성 안과성 질환들과 톡소포자충성 망막맥락막염 (T. gondii- induced retinitis, ocular toxoplasmosis)은 retina나 retinal pigment epithelium에서 ROS 조절이 중요하다는 점을 서로 공유하며, 양 분야의 상관관계를 풀 수 있는 중요한 키가 될 것으로 생각됨.
6. 이후 각종 질병 증상 관련 ROS 조절을 위해 drug target 개발에 있어서 Nox4를 위시한 관련 조절인자들이 중요 후보타겟이 될 수 있을 것임.
7. 또한 T. gondii라는 prparasite로부터 기원한 새로운 항산화 효과 생물질들이 발견됨으로서 이들 중 drug candidate를 screening하기 위해 조직 및 세포 특이적 기술 개발에 도움을 줄 수 있을 것임

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• (1) 1차년도(2018): 톡소포자충의 감염과정에서 NOX4의 발현을 조절하는 핵심 인자로서 FoxO의 일차적 기능분석 ... 4
• (2) 2차년도(2019): FoxO-의존적 NOX4 발현조절기전을 심층적으로 분석 ... 5
• (3) 3차년도(2020): 원충성 In vivo 안과감염질환모델의 구축 및 이를 이용한 Foxo-의존적 Nox4 발현경로의 전임상적 유의성 분석 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 1) 연구수행 결과 ... 7
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 21
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 21
• 6. 참고문헌 ... 21
• 끝페이지 ... 23