초록 ▼

□연구개요
류마티스 관절염은 다세포간 역동성이 병인에 결정적으로 관여하는 만성 염증성 질환으로서 환자의 활막조직 및 분리된 활막세포 (FLS)의 통합유전자 발현을 토대로 시간적, 공간적 다이나믹스 상호작용을 연구하여 통합 네트워크 모델을 구축하고자 하였음. 또한 최종적으로 류마티스관절염의 인간화 동물모델에서 in vivo 다이나믹스 연구를 증명하고자 하였음.

□연구 목표대비 연구결과
1) 1단계에서 수행한 활막세포의 전사체, 유전체, 단백체 분석을 통해 발굴된 신규 타겟 3가지 (LSP1, ASC2, NFAT

□연구개요
류마티스 관절염은 다세포간 역동성이 병인에 결정적으로 관여하는 만성 염증성 질환으로서 환자의 활막조직 및 분리된 활막세포 (FLS)의 통합유전자 발현을 토대로 시간적, 공간적 다이나믹스 상호작용을 연구하여 통합 네트워크 모델을 구축하고자 하였음. 또한 최종적으로 류마티스관절염의 인간화 동물모델에서 in vivo 다이나믹스 연구를 증명하고자 하였음.

□연구 목표대비 연구결과
1) 1단계에서 수행한 활막세포의 전사체, 유전체, 단백체 분석을 통해 발굴된 신규 타겟 3가지 (LSP1, ASC2, NFAT5)의 기능성을 in vivo에서 확인하였음.
2) 류마티스관절염 활막의 시간적, 공간적 유전자 발현의 다이나믹스 통합 네트워크 모델 확립을 통해 관절염의 해소와 관련된 세 가지(Itgb1, RPS3, YwhaZ) 후보유전자의 항염증성 기능을 증명하였음. 이는 임상적으로 류마티스관절염에 대한 바이오 마커로서뿐만 아니라, 관절염 억제효과 또한 입증되었음.
3) 활막세포를 중심으로 세포 간 상호작용 (intercellular communication)네트워크의 시스템 분석을 위해 Synoviocyte secretome signature (SSS)를 분석하였음. SSS의 임상적 유용성 조사를 위해 활막세포의 병적기능을 가장 잘 대변하는 후보 단밸질을 17종 선별하고 이들이 류마티스 질병의 활성도를 반영할 수 있고, 방사선학적 진행을 예측할 수 있으며, 생물학적 제제 사용 후 변화 등과 같은 임상적 유의성을 평가 하였음. 특히 soluble CD14을 활용한 혈청내 질병활성도 측정 시스템을 개발하였음.
4) 1단계 성과로서 제시된 FLS heterogeneity를 single cell sequencing을 통해 확인하고 류마티스 발병과정에서의 그 역할에 대한 시스템을 분석하고자, FLS의 subtype을 구분하고, 류마티스 관절염의 발병과정에서 병적 역할을 하는 공격적인 subtype의 표현형 조사 및 핵심조절인자들을 발굴하고자 분석을 진행중에 있음.
5) 류마티스 관절염의 인간화 동물모델에서 in vivo 다이나믹스에 대한 예비 연구를 수행하고자 류마티스 환자의 연골과 활막세포를 면역결핍 생쥐에 주입하여 활막세포의 공격성, 침습성, 파괴성을 확인하고자 동물모델을 구축하였음.
6) 활막 조직을 중심으로 기관 상호간 상호작용 (inter-organ communication)에 대한 네트워크를 구축하고자 관절과 장 또는 관절과 간 간의 상호작용이 있는지 영향을 받은 장기의 표현형을 확인하고 이에 따른 유전자 발현 분석을 진행하였음. 특히 류마티스 환자의 microbiome 분석을 통해 관절염과 장내 환경 변화간의 상관관계를 도출해 보고자 하였음.

□연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 류마티스 치료의 새로운 개념이 정립될 것임. 활막세포의 파괴성과 공격성을 주도하는 체크포인트만을 선택적으로 조절함으로써 숙주 세포의 면역체계를 침범하지 않고 선택적으로 증식된 활막세포 치료하는 새로운 개념의 치료제 발굴이 가능할 것으로 생각됨. 전 염증->암 단계(pre-cancerous stage)로 전변된 류마티스 활막세포만을 선택적으로 제거 혹은 무력화할 경우 류마티스의 완전 관해(완치)에 도달하는 길이 열릴 수 있음.
2) 네트워크 모델의 통합/비교분석을 통하여 도출되는 총체적, 역동성 연구 결과는 급성염증과 만성염증과의 관계를 규명하고 새로운 치료제의 탐색 또는 유용한 표적 탐색에 효과적으로 사용될 수 있음. 이러한 네트워크 모델링/통합 및 분석 framework의 개발은 특허권 확보가 가능한 원천 기술이며, 기술이전에 의한 추가적인 막대한 산업적 이득을 발생할 것임.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발 목표 및 내용(연구계획서상에 작성된 목표 및 내용을 기술) ... 4
• 2. 연구 추진전략 및 방법 ... 10
• 1) 핵심 아이디어 ... 10
• 2) 연구개발 내용 ... 10
• 3. 주요 연구개발결과 ... 12
• 1) 1단계에서 발굴한 류마티스 관절염 병인과 관련된 신규 표적 유전자 및 전사조절 인자들의 기능을 In vivo 검증 ... 12
• 2) Resolution Dynamics 연구로 발굴한 세 가지 (Itgb1, RPS3 와 YwhaZ) 후보유전자의 기능 연구와 임상적 응용 가능성 제시 ... 29
• 3) 활막세포중심으로 세포간 상호작용(intercellular communication)네트워크의 시스템 분석 ... 36
• 4) 류마티스 관절염 환자의 Synoviocyte Secretome Signature (SSS) 분석을 통해 발굴된 후보 단백체들의 임상적 유용성 조사 및 병리적 활성 확인 ... 41
• 5) 류마티스 활막 조직의 single cell RNA-sequencing을 이용한 활막세포의 heterogeneity 연구 ... 55
• 6) 류마티스 관절염의 인간화 동물모델에서 in vivo 다이나믹스에 대한 예비 연구 ... 57
• 7) 활막 조직을 중심으로 기관 상호간 상호작용 (inter-organ communication)에 대한 네트워크 구축 ... 58
• 4. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 ... 80
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 81
• 끝페이지 ... 123