초록 ▼

□ 연구개요
[연구목표] 기주(host)의 발암유전자 tp53 돌연변이와 장내미생물의 상호작용에 의한 발암과정 초기의 장염증반응 조절기전 규명
장염증 유래 대장암 (Colitis-associated colon cancer, CAC)의 발병 진행 과정에서 암억제유전자인 tp53의 유전적 변이가 NF-kB 신호전달 의존적으로 장조직의 만성염증 (chronic inflammation) 유발을 통해 초기 암발생의 진행에 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있으나, 어러한 만성염증이 유발되는 근본적인 원인은 알려져 있지 않음. 본

□ 연구개요
[연구목표] 기주(host)의 발암유전자 tp53 돌연변이와 장내미생물의 상호작용에 의한 발암과정 초기의 장염증반응 조절기전 규명
장염증 유래 대장암 (Colitis-associated colon cancer, CAC)의 발병 진행 과정에서 암억제유전자인 tp53의 유전적 변이가 NF-kB 신호전달 의존적으로 장조직의 만성염증 (chronic inflammation) 유발을 통해 초기 암발생의 진행에 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있으나, 어러한 만성염증이 유발되는 근본적인 원인은 알려져 있지 않음. 본 연구에서는 기주와 장내미생물군간의 상호작용 기능장애 (host-microbiota interaction dysfunction)와 그에 따른 장내미생물의 불균형 (dysbiosis)을 그 근본원인으로서 제시하였으며, 이러한 가설을 제브라피쉬 동물모델의 유전적, 미생물학적, 면역학적, 생화학적 접근법을 망라하여 검증하고 있음. 본 가설의 검증을 통해 규명되는 신규기전은 장염증제어를 위한 신규 치료방법에 적용될 수 있을 것으로 기대함.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: host factor인 기주의 tp53 돌연변이가 장내미생물군의 구성과 기회성 병원균의 선별적 정착(colonization)에 미치는 영향 검증 및 관련기전 분석
제브라피쉬 라바 intestine의 구조적 이상여부를 H&E 염색과 장세포 특이적 항체로 염색한 결과, tp53 돌연변이체에서 특이한 세포구조적(cyto-architecture)인 문제는 관찰되지 않았음. 또한 Ex-GF를 이용한 기주 유전형에 따른 장내미생물군 결정 여부를 검증한 결과, 장내미생물군의 군집붕괴 (dysbiosis)는 기주의 유전형, 즉 tp53 돌연변이에 의해 결정됨을 확인하였으며, CV 및 GF 조건에서의 tp53 intestine 조직의 RNA-seq 분석결과 대사과정의 유전자발현 변화가 대표적으로 차이를 보이는 가운데, 특히 시알산대사와 관련된 유전자의 변화와 표현형의 변화가 높게 관찰되었음.

2차년도: 장염증 유발 bacterial factor인 기회성 유해 장내미생물간의 상호작용 검증 및 기전 분석
후보 상리공생 (mutualism) bacteria로서 dysbiosis 시 함께 변화하는 박테리아 (Pseudomonas spp. 및 Citrobactor spp.)를 발굴하였으나 그 자체의 유해성이 매우 높아 상호작용 유해균으로 확증하는데에는 한계가 있었음. 그러나 이러한 상호작용을 위한 박테리아간의 mutualism 매개인자로서 sialic acid의 기능 검증을 위한 장조직 특이적인 시알산의 유전적 과발현 시 유해균의 colonization이 증가됨을 확인함으로써, 유해균 증식에 의한 염증반응에서 시알산대사의 중요성을 확인하였음.

3차년도: tp53 돌연변이의 장미세환경 변화로서의 glycan 변화 및 dysbiosis 제어를 통한 장염증 완화 가능성 검증
tp53 돌연변이체의 glycan 변화 검증을 위한 glycomics 분석을 통해, 장내미생물의 유무와 관계없이 tp53 돌연변이에서 시알산의 양이 약 1.7~1.8배 증가되어 있음을 정량적으로 확인하였으며, 본 결과를 바탕으로 시알산 이용을 억제하는 sialidase 저해제 (oseltamivir, Philippin A)의 처리 시 유해균의 증식이 감소되고 장염증이 개선됨을 확인함으로써 sialidase 저해제에 기반한 tp53 돌연변이 유래 장염증 제어를 위한 새로운 접근법을 제시하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 기주의 유전형(tp53 mutation)에 따른 장내미생물의 불균형(dysbiosis)의 인과관계를 실험적으로 검증
- 기주와 장내미생물의 상호작용에 있어서 시알릴 대사 (sialic acid metabolism)의 중요성 제고
- 궁극적으로 기주의 유전형 특이적 (tp53 mutation) 장염증제어를 위한 신규 치료에 적용 기대

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 33