초록 ▼

□ 연구개요
⊙ 최종목표: ER stress 유도에 의한 퇴행성관절염에서의 오토파지와 XBP1의 역할 규명 및 질병제어 탐색
연골조직에서 항상성을 유지하는 것으로 알려진 오토파지와 이와 연관된 핵심단백질인 XBP1 역할 규명은 퇴행성관절염에 관련된 분자적 조절기전을 이해하여 질병의 발생생리를 정확히 파악하여 새로운 치료약제를 개발함에 있어 매우 중요하며, 이에 근본적이고 직접적으로 제어할 수 있을 것으로 추정되는 XBP1을 포함한 새로운 표적물질을 동정, 확인하여 퇴행성관절염을 보다 근본적으로 치료할 수 있는 치료 약제

□ 연구개요
⊙ 최종목표: ER stress 유도에 의한 퇴행성관절염에서의 오토파지와 XBP1의 역할 규명 및 질병제어 탐색
연골조직에서 항상성을 유지하는 것으로 알려진 오토파지와 이와 연관된 핵심단백질인 XBP1 역할 규명은 퇴행성관절염에 관련된 분자적 조절기전을 이해하여 질병의 발생생리를 정확히 파악하여 새로운 치료약제를 개발함에 있어 매우 중요하며, 이에 근본적이고 직접적으로 제어할 수 있을 것으로 추정되는 XBP1을 포함한 새로운 표적물질을 동정, 확인하여 퇴행성관절염을 보다 근본적으로 치료할 수 있는 치료 약제 개발이 목표임

□ 연구 목표대비 연구결과
◎ 1차년도; ER stress 유도에 의한 퇴행성연골에서 오토파지와 XBP1의 특성 분석 및 신호전달기전 경로규명
- ER stress inducer인 2DG가 연골세포 분화마커인 type II collagen 발현량과 COX-2의 발현량과 PGE2의 합성량이 시간 및 농도 의존적으로 탈분화 및 염증반응을 감소시키는 것을 확인할 수 있었음.

- Simvastatin 처리시 연골세포에서 오토파아지의 표지인자인 LC3와 Beclin-1, ATG-7의 발현이 농도의존적으로 증가하는 것을 확인하였음. 이는 연골세포의 분화 표지인자인 Type II collagen의 발현과도 비슷한 양상을 보이며 이는 분화와 오토파지와의 상관관계가 있음을 확인함.

- ER stress에 의한 오토파지 유도시 XBP-1의 splicing에 영향을 주는 것을 확인하였으며 simvastatin에 의한 XBP-1은 splicing에는 영향을 주지않으나 발현감소는 확인할 수 있었음.

◎ 2차년도; ER stress에 의해 유도된 탈분화 및 염증반응 기전에서 오토파지와 XBP1의 신호 전달 기전 경로 규명
- 오토파지 저해제인 클로로퀴논에 의해 연골세포의 골격 변화가 일어남을 확인하였으며 이에 연골세포의 분화, 탈분화, 염증, 세포사멸 조절에 직접적인 연관성이 있음을 확인함

- 클로로퀴논은 type II collagen, β-catenin, phospho-caveolin-1발현량 및 발현 위치의 변화를 유도함.

- ER stress에 의한 오토파지 유도시 XBP-1의 splicing에 영향을 주는 것을 확인하였으며 simvastatin에 의한 XBP-1은 splicing에는 영향을 주지않으나 발현감소는 확인할 수 있었음.

◎ 3차년도; ER stress에 의해 유도된 세포사멸 기전에서 오토파지와 XBP1의 신호전달 기전 경로 규명 및 XBP1 유전자 발현제어에 의한 퇴행성 조절기전의 제어방법 탐색
- ER stress에 의한 오토파지 유도시 XBP-1의 splicing에 영향을 주는 것을 확인하였으며 simvastatin에 의한 XBP-1은 splicing에는 영향을 주지않으나 발현감소는 확인할 수 있었음. 이후 오토파지에 있어 XBP1의 발현변화 및 splicing변화는 계속적인 연구가 필요할 것으로 사료 되어짐.

- Gallotanin은 XBP-1의 발현을 조절하여 오토파지 유도제인 2DG에 의한 연골세포의 탈분화를 저해함.

- 실험동물인 zebrafish에 2DG와 Gallotanin을 함께 처리하였음. Gallotanin은 2DG가 유도하는 연골세포의 탈분화를 저해하는 것을 AlcianBlue staining을 통해 확인 할 수 있었음.

- 실험동물인 zebrafish에이용하여,XBP-1 KI/KO에 의한 퇴행성 및 오토파지 관련 유전자변화 확인 및 제어 탐색실험을 수행 중임

□ 연구개발결과의 중요성
● ER stress 유도에 의한 오토파지와 XBP-1에 대한 연구는 암세포 등에서는 비교적 많이 알려져 있으나 연골세포에서 퇴행연골조직의 손상 및 염증반응, 연골퇴행과 관련한 구체적인 분자적 메카니즘에 대한 연구는 최근 조금씩 알려지고 있는 상태임, 그러나, ER stress 유도에 의한 연골퇴행성에서의 오토파지와 XBP-1에 대한 연구는 거의 전무한 상황임. 본 연구에서는, 소포체 스트레스에서 UPR 반응의 주요 매개 단백질로 알려진 XBP-1 유전자가 연골세포의 탈분화와 염증반응을 조절하는 것을 확인하였으며, 또한 오토파지와 XBP-1에 대한 신호전달 기전 규명은 소포체스트레스, 오토파지, 연골퇴행성 질환 등의 신호전달 네트워크 규명은 중요한 학문적 의미가 있을 뿐만 아니라 퇴행성 질환에 있어 XBP-1이 key molecule로서 직접적인 제어인자로서의 가능성을 보여주는 결과로 사료됨
● 전 세계적으로 관절염환자의 치료비용 및 그에 따른 사회적 비용이 연간 수십 조원에 이르므로 치료약제가 개발된다면 막대한 치료비 절감효과가 있음

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• ◆ 1차년도(2017) ... 6
• ◆ 2차년도(2018) ... 9
• ◆ 3차년도(2019) ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 끝페이지 ... 31