초록 ▼

연구개요
대장암은 국내 3위 암으로 최근 사망률이 증가추세에 있어 혁신적인 치료기술이 필요함.
대장암의 전이와 재발을 일으키는 항암제 치료내성은 암줄기세포가 핵심적인 역할을 함.
본 과제의 최종목표는 대장암세포의 항암내성과 stemness를 표적하는 CD133 항체와 CD44 항체를 (2차년부터 목표에 CD44를 추가) ⁸⁹Zr 표지하여 PET 이미징하고 제거하는 새로운 전략의 테라노시스 기술을 개발하는데 있음. 이에, CD133 항체와 CD44에 ⁸⁹Zr 표지 후 대장암의 P

연구개요
대장암은 국내 3위 암으로 최근 사망률이 증가추세에 있어 혁신적인 치료기술이 필요함.
대장암의 전이와 재발을 일으키는 항암제 치료내성은 암줄기세포가 핵심적인 역할을 함.
본 과제의 최종목표는 대장암세포의 항암내성과 stemness를 표적하는 CD133 항체와 CD44 항체를 (2차년부터 목표에 CD44를 추가) ⁸⁹Zr 표지하여 PET 이미징하고 제거하는 새로운 전략의 테라노시스 기술을 개발하는데 있음. 이에, CD133 항체와 CD44에 ⁸⁹Zr 표지 후 대장암의 PET 이미징 중심으로 테라노시스 기술 개발 연구를 성실히 수행하였음.

연구 목표대비 연구결과
본 과제의 목표 달성을 위해 먼저 CD133 발현이 대장암 세포의 에너지 대사 특성과 생존 및 치료내성에서 담당하는 역할을 규명하였고, 다양한 stemness 특성을 정량적으로 분석하고 CD133 Ab로 표적이 가능함을 검증하였음. 이어, 영상용 프로브로 ⁸⁹Zr 표지 CD133 Ab과 CD44 Ab를 합성하고 대장암 동물모델에서 약리동태를 밝혔음. 나아가 대장암을 표적하는 체내분포와 PET 영상 획득에 성공하고 관련 기술을 정립하였음.
항암치료 후 대장암세포에서 CD133 발현 변조 연구에서는 rapamycin 또는 Src 억제제로 치료 후 살아남은 내성 HT26 대장암 세포에 CD133 발현이 용량 의존적으로 증가하고, celecoxib 치료에 의해서는 용량에 비례하여 발현이 저하되어 mTOR과 src, AKT/NFkB/HIF-1 및 COX-2 신호경로 관여를 규명함. siRNA로 CD133 발현을 silencing 시킨 결과 FDG 섭취가 저하됨. CD133(+) 암세포는 mitochondrial oxidative metabolism이 증가하였으나 genipin으로 UCP2 억제는 이를 줄이고 CD133(+) 암세포의 piperlongumine 치료효과를 항진시켰음. 이에 CD133가 대장암세포에 당대사에 미치는 영향을 규명함.
CD133 및 CD44 단일클론 항체에 cysteine기에 선택적인 ⁸⁹Zr 표지는 deferoxamine maleimide conjugation으로 성공하였고, >90%의 높은 표지효율과 혈청내 4일까지 95%이상의 높은 안정성을 확인하였음. HT29 대장암세포에 높은 ⁸⁹Zr-CD133 IgG 섭취를 확인했으며 HT29 및 HT116 대장암 암세포에 95%와 80% 이상의 높은 CD133 표적 specificity를 확인함. ⁸⁹Zr-CD44 IgG는 HT29 세포와 THP-1 단핵구 세포에 높은 섭취와 90%와 75% 이상의 높은 표적 specificity를 확인함. 정상 마우스에서 ⁸⁹Zr-CD133 IgG 체내동태 분석으로 biexponential 혈중 제거와 제거 반감기를 측정함. HT29 대장암 이식 마우스에서 체내분포 조사로 높은 종양섭취와 excess Ab에 의해 억제되는 표적 specificity를 확인함.
⁹⁹Zr-CD133 IgG PET/CT에서는 높은 대장암 종양 섭취를 확인하였고, celecoxib으로 치료후에는 종양의 유의한 ⁹⁹Zr-CD133 IgG 섭취저하를 관찰하였고 체내분포 분석에서 종양섭취저하와 CD133 발현 저하를 정량적으로 확인하였음. 이는 AKT/NFkB/HIF-1a 신호경로의 억제를 통해 일어남을 규명하였음. ⁸⁹Zr-CD44 IgG는 매우 높은 비장섭취를 보였으나 HT29 대장암 마우스에서 PET 결과 cold Ab 동시 투여로 비장 섭취를 줄이고 종양 섭취율이 증가시키는 영상 방법을 제시하는데 성공함.

연구개발성과 의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
· ⁸⁹Zr 표지 CD133 항체와 CD44 항체를 이용한 PET 신기술 개발로 stemness를 갖춘 대장암 암줄기세포를 선택적으로 영상하고 발현 변화 모니터링에 활용할 수 있음.
· 대장암 치료내성을 선택적으로 표적하는 영상기술은 항암제에 저항하는 stemness를 갖춘 암세포를 검출하여 대장암 전이와 재발의 진단과 치료방침설정에 도움을 줄 것임.
· CD133+ 또는 CD44+ 대장암세포가 종양형성과 치료내성에 관여하는 역할을 밝히고 암줄기세포와의 관계 정립을 새로운 개념의 대장암 치료기술 발전에 활용할 수 있음.
· 방사성 표지 CD133 항체와 CD44 항체 이용기술은 대장암 암줄기세포를 선택적으로 표적하는 방사면역치료기술의 개발로 이어지게 하여 치료기술 발전에 기여가 기대됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• (1) 주요 연구 변경사항 ... 4
• (2) 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 22
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 39