초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 연구의 목적
개발한 생물정보학 방법(RePlow)을 이용하여, 뇌전증(간질) 원인 배성 및 저빈도 모자잌 양상의 체성 유전자 변이를 발굴하고, 분자 생물학적 방법과 유전자 특이적 역분화줄기세포 유래 신경세포를 이용하여 검증 후, 후보 약물군의 효과를 확인함으로서, 환자 맞춤형 정밀의학의 가능성을 확인하고자 함.
○ 연구의 내용
1. 정신지체 유발 소아 뇌전증 임상시료 확보 및 임상자료 코호트 구축
2. 뇌전증의 원인 배성 변이 유전자 분석 및 발굴
3. 뇌전증의 원인 저빈도

연구의 목적 및 내용
○ 연구의 목적
개발한 생물정보학 방법(RePlow)을 이용하여, 뇌전증(간질) 원인 배성 및 저빈도 모자잌 양상의 체성 유전자 변이를 발굴하고, 분자 생물학적 방법과 유전자 특이적 역분화줄기세포 유래 신경세포를 이용하여 검증 후, 후보 약물군의 효과를 확인함으로서, 환자 맞춤형 정밀의학의 가능성을 확인하고자 함.
○ 연구의 내용
1. 정신지체 유발 소아 뇌전증 임상시료 확보 및 임상자료 코호트 구축
2. 뇌전증의 원인 배성 변이 유전자 분석 및 발굴
3. 뇌전증의 원인 저빈도 모자잌 양상의 체성 유전자 변이 발굴 및 분자 생물학적 검증
4. 유전자 변이 특이적 역분화줄기세포를 이용하여 전기생리 및 분자생물학적 병리기전 규명 및 후보 약물 효과 검증

연구개발성과
1. 약 1,000명 정신지체 유발 소아 뇌전증 임상시료 확보 및 임상자료 코호트를 구축함.
2. 763명 특발성(원인불명) 뇌전증 환자 대상 유전자 패널 분석 진행하여 약 30.3% 환자에서 배성 유전자 변이를 규명하고 임상경과와 치료 효과를 파악함 (Pediatric Neurology 2019, 2020; Epilepsy Research 2019; Annals of Child Neurology 2019).
3. 228명 뇌전증 수술 이후 뇌조직에서 뇌전증 유발 저빈도 모자잌 양상의 체성 유전자 변이 분석을 진행하여 31.6% 환자에서 배성 및 체성 유전자 변이를 규명하고, 일반적으로 임상 가용하지만 진단율이 낮은 FFPE (Formalin Fixed Paraffin Embedded) 조직에서 주로 진단되는 유전자 8개를 대상으로 분석하고 Replow 방법 적용함으로서 진단율을 유지함(Acta Neuropathologica 2019).
4. 23명의 다양한 유전자 변이 특이적 역분화줄기세포를 수립하였고 신경세포로의 분화 효율을 향상시키고 기간을 단축하며 CAS9/CRISPR을 이용한 isogenic control을 수립하여 전기생리 및 분자생물학적 병리기전을 규명함.

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
원인불명 뇌전증의 병인으로서 배성 및 체성 유전자 변이를 발굴하고, 유전자 특이적 역분화줄기세포 유래 신경세포를 이용하여 확인함으로서, 개발한 생물정보학 RePlow 알고리즘을 검증하고, 이를 바탕으로 효과적인 치료 예측이 가능해지게 됨에 따라, 실제 임상에서 개인 맞춤형 정밀의학 구현에 활용하고자 함.

(출처 : 요약문 13p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
○ Purpose
Using the developed bioinformatics method (RePlow), we have identified somatic gene mutations in embryonic and epilepsy causing epilepsy, and using molecular biological methods and gene-specific dedifferentiated stem cell-derived neurons. After the verification, the

Purpose&Contents
○ Purpose
Using the developed bioinformatics method (RePlow), we have identified somatic gene mutations in embryonic and epilepsy causing epilepsy, and using molecular biological methods and gene-specific dedifferentiated stem cell-derived neurons. After the verification, the effect of the candidate drug group was checked to confirm the possibility of patient-specific precision medicine.

○ Contents
1. Acquiring clinical sample and mental data cohort for mental retardation-induced epilepsy
2. Gene analysis and discovery of embryogenic mutations that cause epilepsy
3. Finding somatic gene mutations and molecular biological verification of low frequency moiety causes of epilepsy
4. Identification of electrophysiology and molecular biological pathology and verification of candidate drug effects using genetic mutation-specific retrodifferentiated stem cells

Results
1. A clinical sample of mental retardation-induced encephalopathy and a cohort of clinical data (about 1,000 patients) were established,
2. This study was conducted to identify genetic variants that cause idiopathic (unknown cause) epilepsy in over 763 patients and we could find (likely) pathogenic variants in about 30.3% patients (Pediatric Neurology 2019, 2020; Epilepsy Research 2019; Annals of Child Neurology 2019).
3. We also ientified germline and somatic gene mutations, epilepsy-induced low frequency moiety patterns in over 228 patients who had epilepsy surgery and we could find the pathogenic variants in about 31.6% patients. In addition, in FFPE (Formalin Fixed Paraffin Embedded) tissues which usually show a low diagnostic yield, it can be maintained by using Replow methods and focusing on 8 genes which are most commonly detected.
4. Gene mutation-specific reprogrammming stem cells (23 patients) and efficient high-throughput system are being established and are under investigation for electrophysiology and molecular biological pathology using them.

Expected Contribution
Application of NGS-based gene panel and RePlow developed by our team to identify electrophysiological and molecular biological pathologies using individual embryonic and somatic gene mutations and genetic mutation-specific reprograming stem cells. By exploring drugs, we will realize personalized precision medicine concept of epilepsy treatment and apply it to research for fundamental understanding of human brain development process.

(source : SUMMARY 14p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서요약 ... 2
• 제 출 문 ... 11
• 보고서 요약서 ... 12
• 국문 요약문 ... 13
• SUMMARY ... 14
• 목차 ... 15
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 17
• 1. 연구개발 목적 ... 17
• 2. 연구개발의 필요성 ... 17
• 3. 연구개발 범위 ... 17
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 1. 특발성(원인불명) 뇌전증의 원인 유전자 변이 규명을 위한 국내 외 연구 현황 ... 19
• 2. 뇌전증 유발 저빈도 모자잌 양상의 체성 유전자 변이 규명을 위한 국내 외 연구 현황 ... 19
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 20
• 1. 연구 개발의 최종 목표(총 연구기간) ... 20
• 2. 연차별 개발 목표 및 내용 ... 20
• 3. 연구개발의 창의성·혁신성 등 ... 22
• 4. 연구개발 성과 및 평가방법 ... 23
• 5. 연구개발 추진전략·방법 ... 23
• 6. 연구개발 추진 체계 ... 24
• 7. 추진 일정 ... 25
• 8. 연구성과 ... 25
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 31
• 1. 목표달성도 ... 31
• 2. 관련분야 기여도 ... 32
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 34
• 1. 추가 연구의 필요성 ... 34
• 2. 타 연구에의 응용 ... 34
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 35
• 1. NGSCheckMate 소프트웨어 (Nucleic Acids Research, 2017) ... 35
• 2. InterVar 소프트웨어 (American Journal of Human Genetics, 2017) ... 35
• 3. CancerSEEK 테스트 킷 (Science, 2018) ... 35
• 4. Medical Genome Reference Bank 데이터베이스 (European Journal of Human Genetics, 2018) ... 35
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 36
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 36
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 37
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 38
• 11. 기타사항 ... 38
• 12. 참고문헌 ... 39
• 끝페이지 ... 41