초록 ▼

□ 연구개요
선천성 심장 질환은 태어나는 아기 중 약 0.8%의 빈도로 (1000명의 아기 중 8면) 발생하고 있다. 최근 기사에 따르면 산모의 고령화로 인한 선천성 이상아의 출생은 갈수록 늘어나고 있으며 특히 심장 기형아의 발생률이 가장 높았다. 최근 연구에 따르면 유전적 영향이나 환경적 영향에 의해 심장 발생을 유도하는 단백질은 정교한 전사 과정을 통해 이루어지며 이러한 전사 네트워크가 제대로 조절되지 않을 시 선천성 심장기형이 일어난다는 것이 알려졌다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 톤하여 심장의 발달에 중요할 것이라

□ 연구개요
선천성 심장 질환은 태어나는 아기 중 약 0.8%의 빈도로 (1000명의 아기 중 8면) 발생하고 있다. 최근 기사에 따르면 산모의 고령화로 인한 선천성 이상아의 출생은 갈수록 늘어나고 있으며 특히 심장 기형아의 발생률이 가장 높았다. 최근 연구에 따르면 유전적 영향이나 환경적 영향에 의해 심장 발생을 유도하는 단백질은 정교한 전사 과정을 통해 이루어지며 이러한 전사 네트워크가 제대로 조절되지 않을 시 선천성 심장기형이 일어난다는 것이 알려졌다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 톤하여 심장의 발달에 중요할 것이라고 생각되어 동정한 lncRNA가 실제 심장 발생에 중요한 역할을 하는 조절인자인가를 밝혀 유전자 치료제의 후보 물질이 될 수 있는지 밝히고자 한다. 본 연구에서는 in vivo 실험을 통하여 유전자 네트워크를 조절하며, knock in knock out 마우스 제조시 심장 발생에 영향을 미치는지 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 제안 과제의 연구 기간은 1년동안 (2019.6~2020.6)의 목표로 knock in knock out마우스 시스템을 제작하여 표현형 분석을 마무리하고 in vitro연구를 통하여 lncRNA의 타겟 유전자들을 확인하는 동시에 CHIRP (Chromatin isolation by RNA purification) 실험을 통해, lncRNA의 분자생물학적 기능을 밝히고자 했다. 따라서 LncRNA의 knock in-knock out 마우스 시스템을 제작하는 동시에 in vitro 줄기 세포주 분화 실험을 수행하였다. 마우스의 경우 CRISPR-CAS9 system을 single cell stage에서 microinjection시키는 최신 시스템을 사용하였으며 3x bgh polyA를 exon2 부분에 삽인시켜 줌으로써 타겟 LncRNA의 시공간적 발현을 제한하였다. 결과 양쪽 대립유전자 모두 3X bgh poyA가 삽입된 마우스의 경우 멘델의 유전 법칙의 비율(25%)보다 감소(13.8%) 한 비율로 태어났으며 성체의 경우 몸집이 wild type에 비해 비대하였다. 심장의 경우 심실벽이 두꺼워진 것을 확인하였다 (0.94-> 1.36). In vitro 연구의 경우 P19 cell을 cardiomyocyte으로 분화를 유도하면서 연구하였다. 분화 유도 실험을 통해 타겟 lncRNA가 심장 중배엽 (cardiac mesoderm)부터 증가하는 양상을 나타내었으며 LNA로 knock down시 NKX2.5의 발현을 낮추면서(down regultion) seconary heart field 관련 유전자들의 발현을 높인다는 것을 확인하였다. 뿐만아니라 CHIRP실험을 통하여 타겟 LncRNA가 NKX2.5의 enhancer에 작용하여 NKX2.5의 발현을 조절한다는 것을 밝혀내었다. In silico분석을 통하여 NKX2.5의 enhancer부위에서 P300과 GATA4,SMAD4와 함게 작용할 수 있음을 알아내었다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 선천성 심장 질환을 일으킬 수 있는 long noncoding RNA를 발굴함으로써, 산모의 나이가 고령화됨에 따라 선천성 기형야의 출산이 늘고 있는 가운데 가장 큰 비율을 차지하는 선천성 심장 질환을 일으킬 수 있는 메커니즘을 규명했다는데 의의가 있다. 뿐만 아니라 선천성 심장 질환의 유전자 치료제 타겟으로서 본 연구를 통해 발굴해낸 long noncoding RNA를 이용해볼 수 있을 것이다. 이러한 심장 발생에 중요한 역할을 하는 long non codingRNA를 찾고 그 기작을 발히는 연구는 선천성 심장 질병 발생을 이해하는데 중요한 생물학적 자료가 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1. 선천성 심장 질환 연구의 중요성 ... 4
• 1-2. lncRNA를 이용한 선천성 심장 질환 치료의 필요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2-1. 연구추진전략 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 1) 유전자 치료제 타겟으로서의 long non coding RNA 발굴 ... 10
• 2) 선천성 심장 질환을 일으킬 수 있는 long noncoding RNA를 발굴 ... 11
• 3) 선천성 심장 기형 발생에 미치는 long non coding RNA의 생물학적 역할 규명 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 12
• 끝페이지 ... 15