초록 ▼

연구개요
본 연구에서는 염증성 장질환 연관 장내세균이 장관의 만성 염증을 유발하는 생리시스템을 규명하고 이를 제어하는 기술을 구축함으로써 염증성 장질환 치료의 새로운 패러다임을 확립하고자 하였음.
1) 염증성 장질환 연관 장내세균(pathobiont) 분리 및 독성 인자 분석
2) 장염 마우스 모델 이용한 장내세균의 장염 발병 기전 및 숙주 환경 변화 규명
3) 염증성 장질환 연관 장내세균의 독성 인자 제어 기술 구축 및 효용성 확인

연구 목표대비 연구결과
1. 염증성 장질환 연관 장내세균 분

연구개요
본 연구에서는 염증성 장질환 연관 장내세균이 장관의 만성 염증을 유발하는 생리시스템을 규명하고 이를 제어하는 기술을 구축함으로써 염증성 장질환 치료의 새로운 패러다임을 확립하고자 하였음.
1) 염증성 장질환 연관 장내세균(pathobiont) 분리 및 독성 인자 분석
2) 장염 마우스 모델 이용한 장내세균의 장염 발병 기전 및 숙주 환경 변화 규명
3) 염증성 장질환 연관 장내세균의 독성 인자 제어 기술 구축 및 효용성 확인

연구 목표대비 연구결과
1. 염증성 장질환 연관 장내세균 분리 및 독성 인자 분석
- 염증성 장질환 환자 52명을 대상으로 대장 점막의 광범위 배양으로 다양한 세균분리, 동정함으로써 colitogenic microbiota library 구축을 위한 데이터 확보함.
- 분리한 AIEC균주가 정상 대조군에 비해 침습성, 부착성, 생존 능력이 우수하였음.
- AIEC균주로 자극한 세포주에서 친염증 사이토카인 및 CEACAM6 발현이 증가함.
- 분리한 Fusobacterium spp.로 in vitro 세포주 및 대장 organoid 세포주를 자극하였을 때 친염증 및 세포증식 관련 사이토카인 발현을 증가시킴. LPS와 TNF-α 동시 자극으로 염증 환경을 조성하였을 때 사이토카인 발현이 더욱 증가함.
- 분리한 AIEC 균주와 Fusobacterium 균주를 배양하여 전유전체 시퀀싱을 수행함.
- AIEC 균주들의 DNA를 분리하여 PCR법을 이용하여 독성 인자들을 규명함.
2. 장염 동물 모델에서 장염에 대한 단쇄지방산(butyrate)의 효과 연구
- 장내 유익균 유래 단쇄지방산 복합체 또는 butyrate 투여 후 DSS로 장염 유도함.
- 장점막고유층내 FACS 분석에서 CD4+Foxp3+Treg세포와 IL-17 producing T세포의 빈도가 단쇄지방산 투여군에서 비투여군에 비해 증가함.
- 대변내 장내세균 조성은 단쇄지방산 투여군과 비투여군간에 확연하게 달랐음.
- 단쇄지방산 투여군에서 DSS군에 비해 체중, 대장길이, 조직염증점수는 차이 없음.
3. 장염 동물 모델에서 Lactobacillus paracasei 유래 세포외 소포 효과 연구
- Lactobacillus paracasei에서 분리한 세포외 소포 투여 후 DSS로 장염 유도함.
- 메타지노믹 시퀀싱 PCA 분석에서 DSS군과 세포외 소포 투여군의 장내세균 커뮤니티 조성이 확연히 달랐고, Akkermansia muciniphila 상대조성이 증가하였음.
- 세포외 소포 투여군과 DSS군간에 체중, 대장 길이, 조직학적 염증 점수, 친염증 사이토카인 mRNA 발현의 차이는 없었음.

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
1. 국내 염증성 장질환 환자들을 대상으로 고유의 colitogenic microbiota library 구축을 위한 기초 데이터를 확보하였고, 후보 pathobiont인 AIEC와 Fusobacterium spp.의 전유전체 시퀀싱과 PCR법을 통해 염증성 장질환의 병태생리에 관여하는 독성 인자들을 분석하였는데, 이는 질병의 병인 규명의 기초를 제공할 것이며, 질병의 병태생리에 중요한 역할을 하는 pathobiont와 독성 인자를 색인함으로써 질환의 진단 및 예후 바이오마커 개발에 도움이 될 것임.
2. 본 연구에서 구축한 culturomics를 기반으로 장내세균 분리배양, 전유전체 시퀀싱과 독성 인자 분석을 통한 장내세균의 염증 발병 기전 연구는 장내세균이 병인에 중요한 역할을 하는 다른 질환의 병인 및 치료법 연구에도 응용될 수 있음.
3. 본 연구에서는 장 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 유익균의 대사체인 단쇄지방산 복합체 및 butyrate, 그리고 대표적인 프로바이오틱스인 Lactobacillus paracasei 유래 세포외 소포의 장염 억제 효과에 대한 연구를 수행하였는데, 연구결과는 향후 장내 미생물 기반 치료 확립에 자료를 제공할 수 있을 것임.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.2. 최종 연구 목표 ... 6
• 1.3. 연차별 연구 목표 및 내용 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2.1. 염증성 장질환 연관 장내세균(pathobiont) 분리 및 독성 인자 분석 ... 7
• 2.2. 장염 동물 모델에서 장염에 대한 단쇄지방산(butyrate)의 효과 연구 ... 10
• 2.3. 장염 동물 모델에서 Lactobacillus paracasei 유래 세포외 소포 효과 연구 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 31