초록 ▼

연구개요
전사인자 LXR(Liver X Receptor)이 조절에 관여하는 여러 가지 생체 기능 중, 역 콜레스테롤 수송 (Reverse Cholesterol Transport, RCT) 과정을 선택적으로 활성화할 수 있는 방법을 제시함으로써, 현재 주요 사망 원인을 차지하고 있는 심혈관질환의 기저 병리기전인 죽상동맥경화 진행을 억제하는 새로운 치료 표적을 개발하고, 이를 이용한 신약개발의 기반을 확보하기 위한 연구이다. LXR 의존적 RCT 활성만을 선택적으로 증가시킬 수 있는 전사활성조 인자로서 TOP2A를 발굴하고, LX

연구개요
전사인자 LXR(Liver X Receptor)이 조절에 관여하는 여러 가지 생체 기능 중, 역 콜레스테롤 수송 (Reverse Cholesterol Transport, RCT) 과정을 선택적으로 활성화할 수 있는 방법을 제시함으로써, 현재 주요 사망 원인을 차지하고 있는 심혈관질환의 기저 병리기전인 죽상동맥경화 진행을 억제하는 새로운 치료 표적을 개발하고, 이를 이용한 신약개발의 기반을 확보하기 위한 연구이다. LXR 의존적 RCT 활성만을 선택적으로 증가시킬 수 있는 전사활성조 인자로서 TOP2A를 발굴하고, LXRb-TOP2A의 연관성, 관련 기전, in vivo 효과까지 검증하였다. 나아가 LXRb-TOP2A PPI를 이용한 유효성분 스크리닝 플랫폼 구축까지 완료하였다.

연구 목표대비 연구결과
총 연구기간 3년 동안 설정된 3단계의 연구목표와 각각에 대한 연구결과는 아래와 같다.
1. LXRb 선택적 transcriptional coactivator (TOP2A)의 동정, 기능 검증 및 기전 규명
● 대식세포에서 LXRb에 선택적으로 결합하는 핵단백질으로서 TOP2A 동정
● LXRb 선택적 결합 단백질 TOP2A 가 LXR 표적 유전자들 중 RCT 과정에 관여하는 표적들의 발현을 선택적으로 촉진함을 [TOP2A 과발현 또는 knockdown, LXR의 이종(異種) agonist 적용, 표적 유전자 promoter assay, qRT-PCR, Western blot 등을 통해] 검증
● 선택적 작용 기전으로서 TOP2A가 RCT 관련 LXRb 표적유전자의 promoter로만 recruit 되며, Brg-1의 recruitment에 기여함을 규명함. TOP2B의 전사조절기능에 관여하는 PARP-1은 관여하지 않음을 확인함.
● LXRb와 TOP2A(248-696) 부분의 interaction 이 강하고, 이 부분만으로 LXRb 표적유전자 발현 증가 효과를 보임.
2. LXRb 선택적 transcriptional coactivator (TOP2A) 의 항 죽상동맥경화 작용 확인
● peritoneal macrophage와 ³H-cholesterol을 사용한 콜레스테롤 배출 측정을 통해, ApoA-I 의존성 및 HDL 의존성 콜레스테롤 배출이 TOP2A 과발현에 의해 증가하고, TOP2A knockdown에 의해 감소함을 확인
● shTOP2A를 발현하는 J774 stable cell line에 ³H-cholesterol을 loading한 J774 foam cell을 사용하여 in vivo macrophage-specific RCT를 측정함으로써, TOP2A knockdown에 의해 RCT가 감소함을 확인
● TOP2A catalytic domain의 major phosphorylation site S1106A mutant에서 decatenation 활성이 저해되었을 때에도 TOP2A의 LXRb 선택적 전사활성 기능은 유지됨을 확인
3. LXRb와 TOP2A 간 interaction을 이용한 신약개발 플랫폼 구축
● LXRb와 TOP2A간 interaction 변화를 측정할 수 있는 mammalian two hybrid (M2H) assay system을 확립
● LXRb와 TOP2A간 interaction을 증가시킬 수 있는 화학물질 screening 결과, 식물유래 extracts 203종 중 58종, 단일물질 87종 중 9종을 선별
● M2H screening 결과, p value 0.01 이하이면서 interaction을 증가시킨 extract 22종과 단일물질 9종에 대해 RCT 관련 표적 유전자 ABCA1, ABCG1 발현에 미치는 영향을 qRT-PCR 분석

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
● 본 연구를 통해 규명된 LXRb 선택적 binding protein 으로서의 TOP2A는 전사인자 LXR의 두 가지 isotype인 LXRa와 LXRb 사이의 작용 차이를 설명할 수 있는 최초의 원인 인자이다. 현재까지 LXRa와 LXRb 간의 작용상의 차이는 모든 문헌에서 오로지 조직 간 발현 분포의 차이만으로 설명하고 있는 상황이었다.
● 따라서 본 연구결과는 LXR을 포함한 핵수용체 전반, 더 나아가 다양한 전사인자의 활성에 coregulator와의 조합이 중요한 활성조절 기전으로 작용한다는 관점을 학계에 제시하는 것이다.
● 신약개발 관련하여, 발굴된 LXRb 선택적 활성조절인자를 이용함으로써 역 콜레스테롤 수송과정의 선택적 증가를 유도할 수 있기 때문에, TOP2A 자체가 죽상동맥경화 치료제 개발의 신규 표적이 될 수 있다.
● LXRa, LXRb 간의 활성을 세부적으로 분리하는 기술은 죽상동맥경화 뿐만 아니라, 다른 지질대사 관련 질환 (지방간, 알츠하이머병, 파킨슨병 등)의 치료에도 응용될 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)