초록 ▼

연구개요
● 대장암은 모든 암종 중에서 육류섭취와 가장 높은 상관성을 가지는 암으로 보고되었는데 이는 단백질을 과다 섭취했을 때 소화되지 못한 단백질의 장내 유입이 증가하고 이후 미생물에 의한 단백질 부패산물이 발암과정에 기여하는 것으로 사료됨.
● 한편, 식이에 의한 대장염/대장암 발생 위험은 장 상피세포의 유전자 발현과 장내 미생물 균총의 변화에 의한 결과일 수 있음. 그러나 고단백식이에 의한 이러한 장내 다양한 변화가 어떻게 대장염/대장암 발생에 영향을 미치는지에 대해서는 아직까지 거의 밝혀진 바가 없음.
●

연구개요
● 대장암은 모든 암종 중에서 육류섭취와 가장 높은 상관성을 가지는 암으로 보고되었는데 이는 단백질을 과다 섭취했을 때 소화되지 못한 단백질의 장내 유입이 증가하고 이후 미생물에 의한 단백질 부패산물이 발암과정에 기여하는 것으로 사료됨.
● 한편, 식이에 의한 대장염/대장암 발생 위험은 장 상피세포의 유전자 발현과 장내 미생물 균총의 변화에 의한 결과일 수 있음. 그러나 고단백식이에 의한 이러한 장내 다양한 변화가 어떻게 대장염/대장암 발생에 영향을 미치는지에 대해서는 아직까지 거의 밝혀진 바가 없음.
● 본 연구는 microarray와 next generation sequencing 기술을 활용하여 고단백질섭취에 의한 대장 유전자의 발현 및 장내 균총 변화를 분석하고, 암 발생 관련 유전자 및 장내 균총을 선정하여 이들의 대장암 발생과정에서의 역할 및 기작을 세포생물학적으로 그리고 in vivo 동물실험으로 규명하고자 계획되었음.

연구 목표대비 연구결과
1) 연구 목표 1 : 다양한 급원의 동·식물성 단백질 중 과잉 섭취시 대장염을 가장 악화 혹은 완화시키는 단백질 급원 선별
○ 연구 내용: DSS-대장염 마우스 동물모델에서 Balb/c 마우스에 동물성 단백질(카제인, 유청단백질, 흰색 육류, 붉은색 육류)과 식물성 단백질(분리대두단백질)을 정상(식이의 20%) 혹은 과량(식이의 40%)으로 급여 후 대장염 발생 정도 비교분석
○ 연구 결과: 질병활성도와 혈장 및 대장조직의 다양한 염증지표단백질 분석결과 고단백식이 급여시 대조군에 비해 대장염을 악화시키는 단백질은 카제인, 붉은색 육류, 분리대두단백질로, 완화시키는 단백질은 흰색육류로 확인되었음.

2) 연구 목표 2 : 대장염을 악화시키는 것으로 선별된 단백질 급원(카제인, 분리대두단백질)을 AOM/DSS 마우스 대장암 모델에 40%로 공급하였을 때 고단백식이에 의한 대장암 발생정도, 대장조직 유전자 발현 및 장내 균총 변화 분석
○ 연구 결과- 40% 카제인 혹은 분리대두단백질 급여군의 질병활성도 및 대장 종양수 증가, 혈장 및 장조직 염증지표단백질 및 침투성 증가, 생존율 감소.- Microarray 분석 결과 Defa-rs2, Defa-rs7, Atg9b, Pla2g2a, APCDD1의 발현이 고단백식이 급여군의 장 조직에서 유의적으로 증가.
- α-Defensin 및 APCDD1 유전자를 cloning하여 HCT-116 대장암 세포주에 transfection한 결과 이들 유전자의 과발현이 COX-2 발현 증가.- Next generation sequencing을 통해 L. animalis, L. reuteri, L. johnsonii, E. hirae 종이 고단백식이 급여군에서 유의적으로 증가.
- 이 중 L. reuteri 균체와 그 분비물은 대식세포의 염증반응을 증가시킴을 확인
3) 연구 목표 3 : 장기간 고단백식이급여가 자발적 대장염/대장암 발생에 미치는 영향 및 대장 상피세포 유전자 발현과 장내 균총 변화 분석

○ 연구결과
- 40% 카제인과 분리대두단백질을 83주동안 마우스에 급여 후 장 조직의 병태생리학적 분석 및 염증성 지표 분석결과 뚜렷한 대장염의 소견 및 대장종양 발생은 관찰되지 않았음. - Microarray 분석 결과 Igh-VJ558, Reg3g, Akr1c18, Reg3b, Igkj1, Cyp2d26의 mRNA 발현량이 유의적으로 증가하였으며, Mela, Nr1d1, Dbp, Tcl1b1, Snord37, Snora73b, Hsph1, Snora31의 mRNA 발현량이 유의적으로 감소하였음.- 장내 균총변화 분석 결과 고단백식이군에서 전염증성 박테리아 Oscillibacter ruminantium 는 감소, 항염증성 박테리아인 Lactobacillus reuteri는 증가함을 확인하였음.
- 장기간 카제인 및 분리대두단백질을 급여한 마우스의 대장액을 Balb/c 마우스에 이식한 결과 유의한 대장염 유발은 나타나지 않았음.

연구개발결과의 중요성
● 고단백, 저탄수화물, 저에너지식사는 다이어트를 하거나 근력운동을 위주로 하는 사람들이 즐겨하는 식사형태이기도 함. 또한 임상에서도 암환자의 예후를 좋게 하고 치료효과를 크게 하기 위해서 고단백식이 권장되고 있음.
● 그러나, 동물성 단백질의 섭취와 암 발생과의 상관관계가 명확하지 않은 현 시점에서 고단백 영양공급은 체중감소, 근육량 증가의 긍정적 효과 이면에 대장암 발생의 위험 및 대장암세포의 성장에도 영향을 미칠 수 있다는데 문제점이 있음.
● 본 연구는 단백질 종류 및 함량에 따른 대장암 발병의 위험도를 정립하였으며. 고단백식이의 급여로 증가 혹은 감소하는 유전자 및 장내 박테리아를 밝혀내어 향후 대장암에 대한 새로운 예방 및 치료법 개발에 널리 활용될 수 있을 것으로 사료됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구배경 및 연구목적 ... 4
• 나. 연구개발의 궁극적 목표 ... 4
• 다. 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 다양한 급원의 동식물성 단백질의 과잉섭취가 마우스 대장염의 발생에 미치는 영향 연구 ... 6
• 나. 단백질의 과잉섭취가 마우스 대장 유전자 발현 변화 및 장내 균총 변화, 그리고 대장암의 발생에 미치는 영향 연구 ... 7
• 다. 장기간의 단백질 과잉섭취가 자발적 대장염 및 대장암 발생에 미치는 영향 연구 ... 12
• 라. 대식세포 및 대장암세포에서 대장암의 발생에 영향을 미치는 장내 균총의 영향 및 역할 규명 ... 15
• 마. 고단백 식이를 공급한 마우스 장액의 경구투여가 대장염/대장암 유발에 미치는 영향 연구 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 28