초록 ▼

□ 연구개요
단백질 간의 직접적인 상호작용으로 인한 비정상적인 신호 연쇄반응의 조절이 질병 제어의 핵심 기전으로 부각 되고 있음. 특히, 암세포 내에서는 비정상적으로 활성화 된 단백질-단백질 상호 작용이 분자 네트워크를 따라서 병태생리학적 신호를 전달하기 위한 신호 전달 노드와 허브를 형성함으로써 종양 생장, 진행 및 전이를 촉진시킴. 따라서 암 발병 및 전이의 핵심기전인 단백질-단백질 상호 작용을 교란함으로써 이러한 경로를 막는 것이 종양 신호 전달을 줄이는 새롭고 효과적인 전략이 될 수 있을 것으로 기대함. 본 연구에서는

□ 연구개요
단백질 간의 직접적인 상호작용으로 인한 비정상적인 신호 연쇄반응의 조절이 질병 제어의 핵심 기전으로 부각 되고 있음. 특히, 암세포 내에서는 비정상적으로 활성화 된 단백질-단백질 상호 작용이 분자 네트워크를 따라서 병태생리학적 신호를 전달하기 위한 신호 전달 노드와 허브를 형성함으로써 종양 생장, 진행 및 전이를 촉진시킴. 따라서 암 발병 및 전이의 핵심기전인 단백질-단백질 상호 작용을 교란함으로써 이러한 경로를 막는 것이 종양 신호 전달을 줄이는 새롭고 효과적인 전략이 될 수 있을 것으로 기대함. 본 연구에서는 암 발병 및 전이에 중요한 역할을 하는 핵심 단백질-단백질 상호작용 시그널을 본 연구팀이 기구축하고 있는 생물 발광 혹은 형광 공명에너지 전달 기술과 접목하여 새로운 약물 탐색 플랫폼을 구축하고, 이와 동시에 가상 약효 탐색을 통해 선별된 소규모 약물 라이브러리를 스크리닝에 적용함으로써 새로운 항암물질로써의 유효화합물을 도출하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
￭ 종양 형성과 발달에 관여하는 핵심 기전을 기반으로 한 단백질 간 상호작용 탐색 플랫폼의 구축 (Axin2-Gsk3β-Snail, Bak/Bcl-2, Bax/Bcl-xL, YAP-TEAD)을 목표로 하였으며, 본 연구를 통해서 Axin2-Gsk3β, Bax-Bcl-xL, Bak-Bcl-xL, YAP-TEAD 상호작용을 관찰할 수 있는 어세이 시스템을 BRET 기술을 적용하여 구축하였음.
￭ 각각의 단백질 간 상호 작용 저해제에 대한 가상 약효 탐색(virtual screening)을 통한 유효 약물 선별을 목표로 하였으며, Bax-Bcl-xL, Bak-Bcl-xL, YAP-TEAD에 대해서는 알려진 단백질 3차원 구조에 기반하여 상호작용면에 직접 작용하는 약물을 선별하였고, Axin2-Gsk3β에 대해서는 Axin2의 3차원 구조가 존재하지 않아 리간드 기반 접근법을 적용하여 유효 약물을 성공적으로 선별하였음.
￭ 각각의 단백질 상호 작용 쌍에 대해서 BRET 기반 약물 스크리닝 플랫폼의 구축하여 각각의 양성 대조군 약물을 활용하여 BRET 스크리닝 시스템이 저해제 약물 발굴에 적합한 플랫폼 임을 검증하였음.
￭ 검증된 BRET 스크리닝 플랫폼을 기반으로 가상약효 탐색으로부터 선별된 소규모 약물 라이브러리를 활용한 BRET스크리닝 수행하였으며, 이로부터 각각 유효 약물을 선별하였고, 농도 반응 실험을 통해서 최종 유효 약물을 선별하였음.
￭ 각각의 BRET 스크리닝 플랫폼 중에서 가장 안정적인 BRET 신호를 유지하고, 높은 Z’ value를 갖는 Axin2-Gsk3βBRET 플랫폼을 활용하여 파일럿 스크리닝을 수행하였으며, 이를 통해 유효 약물을 선별하였으며 그로부터 Hsp90이 Axin2-Gsk3β상호작용에 중요한 역할을 하고 있음을 간접적으로 확인하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
￭ 종양 형성과 발달에 관여하는 핵심 기전에 관여하는 Bax, Bak/Bcl-xL, YAP/TEAD, Axin2/Gsk3β 등의 단백질 상호 작용 탐색 플랫폼을 BRET 기술과 접목하여 구축하고 이를 활용하여 단백질 상호작용을 조절하는 약물을 발굴함으로써 기존에 하나의 타겟만으로 선별된 저해제가 갖는 항암 효능의 한계성을 극복할 수 있을 것으로 봄.
￭ 본 과제를 통해 확보된 BRET 스크리닝 플랫폼을 다양한 단백질 상호작용 탐색에 확대 적용함으로써 다양한 질병 치료제 개발에 응용될 수 있을 것으로 봄.
￭ 본 과제를 통해 확보된 항암 후보 물질들은 SAR(structure-activity relationship) 연구 등을 통해서 보다 최적화시킬 수 있으며, 이를 활용한 신약개발 사업과 같은 실용화 과제를 추진할 경우 최적화된 신규 항암제 개발을 가능하게 할 수 있을 것으로 기대됨.
￭ 기존의 항암제가 지닌 단점(간독성 및 항암내성)을 극복할 수 있는 새로운 치료제 개발 가능성을 제시함으로써 환자 및 그 가족의 생명과 삶의 질 향상에 기여할 수 있음.
￭ 새로운 작용기전의 항암제 및 항암 치료 보조제의 개발에 응용 가능함.
￭ BRET 기반 초고속 스크리닝 플랫폼이 구축될 경우 단백질 간 상호작용을 살아있는 세포 내에서 초고속, 고효율 스크리닝을 가능하게 하여 국내 관련 분야의 신약 개발 역량을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• □ 본 연구개발의 필요성 ... 4
• □ 본 연구개발의 최종목표 ... 5
• □ 본 연구개발 내용 및 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• □ 1차년도 연구수행 내용 및 결과(2017.6.1.~2018.2.28.) ... 5
• □ 2차년도 연구수행 내용 및 결과(2018.3.1.~2019.2.28.) ... 9
• □ 3차년도 연구수행 내용 및 결과(2019.3.1.~2020.5.31.) ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 20
• □ 과학 ... 20
• □ 의료 ... 20
• □ 경제 ... 20
• 4. 참고문헌 ... 21
• 5. 연구성과 ... 22
• 끝페이지 ... 24