초록 ▼

연구개요
간성뇌증은 간부전 환자에서 빈번히 발생하는 합병증으로 뇌압 상승, 간성혼수를 유발하여 다수의 환자가 간이식 대기 상태에서 사망하는 주요 원인임. 그러나 간성뇌증의 치료법 확립을 위한 병태생리 연구는 부족한 실정임. 따라서 본 연구에서는 간성뇌증 동물 모델 및 간성뇌증 모방 뇌세포 모델을 개발하여 간성뇌증의 병태생리 기전을 규명하고 치료전략을 모색하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
1) 담관결찰술을 이용한 간성뇌증 마우스 모델 개발
- 마우스의 담관을 두군데서 결찰하고 담관 사이를 자르지 않는 방

연구개요
간성뇌증은 간부전 환자에서 빈번히 발생하는 합병증으로 뇌압 상승, 간성혼수를 유발하여 다수의 환자가 간이식 대기 상태에서 사망하는 주요 원인임. 그러나 간성뇌증의 치료법 확립을 위한 병태생리 연구는 부족한 실정임. 따라서 본 연구에서는 간성뇌증 동물 모델 및 간성뇌증 모방 뇌세포 모델을 개발하여 간성뇌증의 병태생리 기전을 규명하고 치료전략을 모색하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
1) 담관결찰술을 이용한 간성뇌증 마우스 모델 개발
- 마우스의 담관을 두군데서 결찰하고 담관 사이를 자르지 않는 방법을 사용하여 간경변을 효과적으로 유도하면서 기존 방법에 비해 사망률을 줄일 수 있는 모델을 개발하는 데 성공함. 간성뇌증의 발생은 혈중 암모니아 상승과 행동검사로 확인함.
2) 간성뇌증 모방 뇌세포 모델 개발
- BV-2 microglial cell에 LPS(1μg/mL) 2시간 처리(priming) 후 암모니아(2.5mM 또는 5mM) 3시간 처리하여 간성뇌증 모방 뇌세포 모델을 개발하는 데 성공함.
3) 간성뇌증에서 NLRP3 인플라마좀 활성화 규명
- 담관결찰술 14일 모델에서 마우스 뇌의 해마 영역에서 caspase-1, IL-1β mRNA의 상승, NLRP3, cleaved caspase-1, pro IL-1β, cleaved IL-1β, gasdermin D 단백질의 상승을 통해 NLRP3 인플라마좀의 활성화를 확인함. 또한 뇌의 해마 조직 염색을 통해 NLRP가 주로 microglia에서 발현됨을 확인함.
- BV-2 microglial cell에 LPS(1μg/mL) 2시간 처리 후 암모니아(2.5mM 또는 5mM) 3시간 처리하여 간성뇌증 모방 환경을 유도한 결과 BV-2 cell에서 NLRP3, caspase-1, IL-1β, gasdermin-D 단백질의 상승을 확인함.
4) NLRP3 인플라마좀 활성화 기전으로 미토콘드리아 기능 이상을 규명
- 담관결찰술 14일 모델에서 마우스 뇌의 해마 영역에서 활성산소의 표지자인 4-hydroxynonenal 단백질의 상승을 확인함.
- BV-2 microglial cell에 LPS(1μg/mL) 2시간 처리 후 암모니아(2.5mM 또는 5mM) 3시간 처리한 후 미토콘드리아 활성산소의 증가와 미토콘드리아 막전위 변화를 확인함.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
1) NLPR3 인플라마좀의 활성화는 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병, 외상성 뇌손상에서 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌으나 간성뇌증에서 결과는 전무함. 본 연구에서 NLRP3 인플라마좀의 활성화, 특히 미토콘드리아 활성산소 생성이 간성뇌증의 중요한 기전임을 동물 모델과 세포모델을 이용하여 최초로 규명함. 따라서 본 연구 결과는 학문적으로 의미가 매우 높음. 또한 사망률이 높은 질환인 간성뇌증의 새로운 치료방안을 제시한다는 점에서 임상적으로도 의미가 높음.
2) 현재까지 발표된 마우스 간성뇌증 실험연구는 주로 독성물질인 azoxymethane을 사용하였음. 하지만 이 모델은 azoxymethane 투여 후 24시간 안에 혼수 및 사망에 이르는 중증의 급성간부전 모델임. 본 연구에서 사용한 담관결찰술은 담관 협착으로 인한 담즙정체 및 이에 따른 간기능 손상을 유발하는 모델로서 만성간질환과 비슷한 임상경과를 가지는 모델임. 본 연구의 결과는 앞으로 진행될 실험연구에 기초적인 자료를 제공할 것으로 기대됨.
3) 본 연구는 간성뇌증에서 NLRP3 인플라마좀 활성화가 일어나며 미토콘드리아 활성산소 증가가 NLRP3 인플라마좀 활성화를 일으키는 주요 기전임을 최초로 밝힘. 따라서 미토콘드리아 활성산소 생성을 억제하는 약제가 간성뇌증의 치료 후보제가 될 수 있음을 밝힘으로써 간성뇌증 치료를 위한 임상연구의 기초적인 자료를 제공할 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 최종 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구의 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 담관결찰술을 이용한 간성뇌증 마우스 모델 개발 ... 4
• 2) 간성뇌증의 기전으로 NLRP3 인플라마좀 및 활성산소의 역할 규명 (간성뇌증 마우스 모델) ... 5
• 3) 간성뇌증 모방 뇌세포 모델 구축 및 NLRP3 인플라마좀 활성화 규명 ... 7
• 4) 간성뇌증 모방 뇌세포 모델을 이용하여 NLRP3 인플라마좀 활성화의 기전 규명: 미토콘드리아 활성산소의 증가와 미토콘드리아 막전위 변화 확인 ... 8
• 5) 간성뇌증을 동반한 간이식 환자의 혈액에서 인플라마좀 표지자를 측정하여 인플라마좀 활성화와 간성뇌증 중증도와의 상관관계 확인 ... 9
• 6) 결론 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 1) 만성간질환 마우스 모델 확립: 향후 실험연구의 기초 자료 제공 ... 10
• 2) 간성뇌증의 새로운 치료방안 제시: 임상연구의 기반 마련 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 11
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 끝페이지 ... 12