초록 ▼

연구의 목적 및 내용
연구의 목적
1. 피부과색소질환과 과색소성 흉터에서 아디포넥틴과 관련 유전자 발굴과 관련활성 신규물질 스크리닝
2. 탐색된 아포넥틴과 그 조절제를 질환모델에 적용, 아디포넥틴/AMPK/MITF 경로 기전연구
3. 신규타겟의 효능과 안전성 검증을 통한 아디포넥틴 베이스의 국소제제 개발을 위한 전임상 진입

연구내용
1. 1년차 연구내용
- 피부 과색소질환과 과색소성 흉터를 가진 환자의 피부 검체를 이용한 아디포넥틴 관련 유전자 스크리닝
- 타겟 질환과 유사한 세포환

연구의 목적 및 내용
연구의 목적
1. 피부과색소질환과 과색소성 흉터에서 아디포넥틴과 관련 유전자 발굴과 관련활성 신규물질 스크리닝
2. 탐색된 아포넥틴과 그 조절제를 질환모델에 적용, 아디포넥틴/AMPK/MITF 경로 기전연구
3. 신규타겟의 효능과 안전성 검증을 통한 아디포넥틴 베이스의 국소제제 개발을 위한 전임상 진입

연구내용
1. 1년차 연구내용
- 피부 과색소질환과 과색소성 흉터를 가진 환자의 피부 검체를 이용한 아디포넥틴 관련 유전자 스크리닝
- 타겟 질환과 유사한 세포환경을 가지는 세포 공배양 모델 확립
- 환자의 검체를 이용한 ex vivo 모델 확립, 3차원세포 배양 모델 확립
- 피부 과색소질환과 과색소 흉터 치료제 개발을 목적 아디포넥틴/AMPK/MITF 신호경로를 기반으로 한 스크리닝 시스템을 구축 및 스크리닝 수행
- 섬유아세포, 각질형성세포에서의 아디포넥틴/AMPK 신호와 관련 secretome 분석
2. 2년차 연구내용
- 환자 검체(정상대조군, 치료 전후 피부조직검사) 를 이용한 아디포넥틴 관련의 basal level과 변화확인 과 AMPK/MITF 관련 시그널링 조절 관찰과 기전 규명
- 환자의 혈청에서 정상군과 비교하여 BMI 로 보정한 아디포넥틴과 AMPK 시그널 관련 단백의 발현 비교
- 아디포넥틴과 아디포넥틴 관련 활성물질을 구축된 in vitro 테스트 플랫폼에 적용하여 세포 영향과 상호작용을 탐색
- 멜라닌 생성과 상처치유와 관련된 아디포넥틴의 역할규명과 관련 marker의 변화를 탐색하여 임상적 역할의 유의성을 검증함
- 아디포넥틴( 및 관련 활성 물질) 신호경로에 의한 멜라닌 생성 조절의 기전 연구 (멜라닌단독 또는 공배양시스템) 및 아디포넥틴 신호관련 AMPK 활성 연구 및 멜라닌생성 조절 연구
- 아디포넥틴/AMPK, 신호 경로에의한 CRTC3/CREB의 전사 활성 조절 기전 연구 (멜라닌단독 또는 공배양시스템)
아디포넥틴/AMPK에 의한 CRTC3/CREB 전사활성 조절 확인 및 멜라닌생성에 있어서의 CRTC3의 역할 기전연구
- 아디포넥틴/AMPK/MITF 신호경로 관련 knockout 생쥐모델 구축, 형질분석 및 기전연구
3. 3년차 연구내용
- 구축된 ex vivo 질환모델에서 아디포넥틴/AMPK/MITF 조절제 처리후 영향 검증함
- 자원자의 피부에 아디포넥틴 관련 활성물질의 조절제를 국소 테스트 후 그 결과를 이용하여 3세부에 피드백을 준 후 아디포넥틴 베이스의 치료 국소제 개발 전략 마련
- 스크리닝에서 발굴된 제재의 상처후 과색소 생쥐모델에서의 효능 및 멜라닌세포,섬유아세포,각질형성세포에서의 아디포넥틴/AMPK/MITF 신호전달의 변화와 멜라닌생성 억제 기능 확인
- 섬유아세포, 각질형성세포에서 adiponectin/AMPK에 의해 분비가 조절되는 cytokine의 상처후 피부 과색소 모델에서의 효능 연구

연구개발성과
정량적 성과:
피부 과색소질환의 AMPK/MITF 조절 기반 아디포넥틴 및 관련 활성물질 기전 연구 논문 발표
국외논문 : Novel regulation of melanogenesis by adiponectin via the AMPK/CRTC pathway. (2017) Pigment Cell & Melanoma Research (국제 색소세포연구학회 공식 저널)
국내논문: Role of adiponectin in skin homeostasis and skin discrders, (2017) Korean journal of cosmetic dermatology
학회 발표 (포스터 및 구연 발표)
제 1회 대한 백반증/색소학회 통합 학술대회 (2017)
피부 연구학회 (2017)
IPCC (국제 색소세포연구학회) (2017)
정성적 성과:
피부검체를 ex vivo culture, 3차원배양, 공배양양 등 세포배양법 구축
아디포넥틴 관련 유전자 발굴 수행함
아디포넥틴의 AMPK 신호조절 및 멜라닌생성조절 기전연구로 기전을 밝힘
아디포넥틴과 관련 활성물질의 피부세포에서의 영향을 탐색함

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
피부 과색소질환과 과색소 흉터는 전국민이 누구나 가지고 있을 정도로 흔하고, 노화와 더불어 진행되므로 심해지지 않도록 예방이 중요함. 아직까지 만족할 만한 효능을 보인 치료법이 개발되지 않은 가장 큰 이유는 과색소질환 및 멜라닌생성에 관한 분자생물학 수준의 이해 부족과 치료제 개발을 위한 이상적인 타겟을 선정하지 못하였기 때문임. 본 연구에서는 과색소질환과 과색소 흉터를 개선시키는 방법으로 아디포넥틴을 제시하고 아디포넥틴/AMPK/CRTC3/CREB/MITF의 멜라닌생성의 신호전달에 대한 기전을 분자생물학적 방법과 돌연변이 생쥐모델 연구를 동시에 수행하여 밝혔고 이를 기반으로 한 AMPK/MITF 조절제와 같은 아디포넥틴이나 유사물질을 이용하여 국소 치료제 개발을 통해서 과색소질환과 과색소흉터를 예방하고 치료함을 통해 국민 보건과 삶의 질 향상 및 사회 의료비 감소를 기대할 수 있음

(출처 : 요약문 12p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
Purpose
- To eludicate the relation between AMPK/MITF signal pathway and epathogenesis of hyperpigmentary disorders and hyperpigmented scars
- To investigate the therapeutic effects and mechanism of adiponectin and adiponectin associated active materials to regulate AMPK/MI

Purpose&Contents
Purpose
- To eludicate the relation between AMPK/MITF signal pathway and epathogenesis of hyperpigmentary disorders and hyperpigmented scars
- To investigate the therapeutic effects and mechanism of adiponectin and adiponectin associated active materials to regulate AMPK/MITF pathway
- Development of topical agents based on AMPK/MITF regulation of adiponectin in the treatment of skin hyperpigmentary disorders and hyperpigmented scars

Contents
1. 1st year
- screening of adiponectin associated genes using hyperpigmentary disorders and hyperpigmented scars skin samples using NGS or DNA microarray
- establishment co-culture model (2 cells, 3 cells co-culture)
- establishment ex-vivo model and 3-D culture model
- development of screening system based of adiponectin/AMPK/MITF signaling pathway and screening using this developed system
- Analysis of secretome downstream associated with adiponectin / AMPK signal in keratinocytes treated with AICAR
2. 2nd year
- Determination of adiponectin basal level in patients' samples (normal control group, hyperpigmentary skin disorders biopsies before and after treatment) and research of AMPK / MITF-related signaling regulation and mechanism
-Comparison of the expression of adiponectin and AMPK-related signal proteins after correction according to BMI in the serum of the patients compared with the normal group
-Exploration of the effect and interaction in the cells, developed test platform and mouse model treated with adiponectin or adiponectin related materials (eg：AICAR, Metformin)
-Clarification of the role of adiponectin associated with melanin synthesis and wound healing, keratinocyte differentiation and check melanogenesis marker
-Study of the mechanism of melanogenesis regulation by the adiponectin signal pathway, AMPK activation, and melanin synthesis
-Study of regulatory mechanism of CRTC3 / CREB transcription activity following adiponectin signaling
-Study of the role of CRTC3 in melanogenesis
-establishment of knockout mouse model associated with adiponectin/AMPK/MITF signaling and analysis of their phenotype
3. 3rd year
-Verification of effect after treatment of Adiponectin / AMPK / MITF regulator and the effect of selected agents from screening when applying to mouse model, cells, co-culture model
-Verification of the significance of clinical role of adioponectin signal in melanogenesis and skin homeostasis

Results
The study demonstrated that adiponectin expression decreased in skin biopsy specimens of melasma patients. Additionally, we showed that CRTC2/3 are key regulators of MITF. Adiponectin inhibited MITF expression and melanin synthesis inmelanocytes via inducing AMPK-mediated inhibitory phosphorylation and consequently suppressing CRTC2/3transcriptional activity.These suggested that adiponectin/AMPK/CRTC signaling pathways are novel targets for treating of refractory hyperpigmentary skin disorders.

Expected Contribution
-Elucidation of role of AMPK/MITF regulation of adiponectin in the treatment of skin hyperpigmentary disorders and hyperpigmented scars
- Dissection of molecular pathways regulating hyperpigmentation is critical for understanding and the development of potential therapeutic approaches for melasma, the most common hyperpigmentary disorders.

(source : SUMMARY 14p)