초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본 연구는 급성 골수성 백혈병(AML)의 새로운 분자적 표적으로 대두되고 있는 N6-메틸아데노신(M6A)조절 복합체인 METTL3/WTAP 메틸화효소의 기능에 대한 CCDC98의 분자적 기작을 밝히고 이를 통한 AML의 예방 및 치료법을 규명하고자 함.
전체 내용
1차년도 : CCDC98과 METTL3-WTAP 복합체간의 상호작용 기능 규명 연구
● CCDC98과 메틸화효소 복합체 구성 단백질들 간의 결합 특이성 조사
- DNA 손상 시 단백질 결합의 변화 확인

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본 연구는 급성 골수성 백혈병(AML)의 새로운 분자적 표적으로 대두되고 있는 N6-메틸아데노신(M6A)조절 복합체인 METTL3/WTAP 메틸화효소의 기능에 대한 CCDC98의 분자적 기작을 밝히고 이를 통한 AML의 예방 및 치료법을 규명하고자 함.
전체 내용
1차년도 : CCDC98과 METTL3-WTAP 복합체간의 상호작용 기능 규명 연구
● CCDC98과 메틸화효소 복합체 구성 단백질들 간의 결합 특이성 조사
- DNA 손상 시 단백질 결합의 변화 확인
- DNA 손상 시 단백질의 세포내 위치 변화 확인
- 단백질들간의 결합부위 동정
● DNA 손상 부위로의 이동에서 CCDC98 단백질과 METTL3/WTAP 사이의 상하관계 규명
- CCDC98 knockdown (KD) 세포에서 METTL3/WTAP 단백질의 DNA 손상 부위로의 이동 확인
- METTL3/WTAP knockdown (KD) 세포에서 CCDC98 단백질의 DNA 손상 부위로의 이동 확인
● CCDC98이 RNA 메틸화 조절에 미치는 영향 조사 및 메틸화 변화로 인한 세포 생존에 미치는 영향 조사
● CCDC98와 METTL3/WTAP의 Epistasis 실험
- RAD51 foci 형성, Homologous repair/Non-homologous End-joining, 그리고 DNA 손상 신호에 의한 세포 생존 확인
2차년도 : 급성 골수성 백혈병의 발병 기작 규명을 위한 조절 체계 규명
● 암환자 시료를 이용한 연구
CCDC98와 METTL3/WTAP 발현량의 상관관계 분석
- CCDC98와 METTL3/WTAP 발현량에 의한 M6A 확인
- 염색체이상 확인
● CCDC98와 METTL3/WTAP 발현량에 의한 기능 분석
- RAD51 foci 형성, Homologous repair/Non-homologous End-joining, 그리고 DNA 손상 신호에 의한 세포 생존 확인

연구개발성과
본 연구를 통해 밝혀낸 사실은 다음과 같음.
1. WTATP 결합 단백질로서의 CCDC98을 세포에서 확인함.
- 공동면역침강법을 통하여 CCDC98이 WTAP의 결합 단백질임을 확인함.
2. 공동면역침강법을 통하여 CCDC98과 메틸화 효소인 METTL3-METTL14 복합체 단백질 중 METTL14와 결합을 확인함.
3. CCDC98과 WTAP의 세포 생존과 DNA 손상 복구에 관여함을 밝힘
- CCDC98이 방사선조사에 의해 유도되는 DNA 손상 부위로 이동함을 확인함.
- WTAP은 방사선조사에 의해 유도되는 DNA 손상 부위로 이동하지 않음을 확인함.
- WTAP 단백질의 발현 억제 시, CCDC98의 DNA 손상 부위로의 이동이 저해됨을 확인함.
- WTAP과 CCDC98 단백질의 발현 억제 시, 방사선, CPT, HU 등의 DNA 손상 신호에 의해 세포 생존이 유의하게 감소하는 것을 확인함.
4. WTAP과 CCDC98이 RNA 메틸화 조절 및 세포 생존에 미치는 영향을 확인
- WTAP의 단백질 발현 억제 시, 대조군에 비해 M6A 수준이 감소하는 것을 확인함.
- CCDC98의 단백질 발현 억제 시, 대조군에 비해 M6A 수준이 감소하는 것을 확인함.
- WTAP의 단백질 발현 억제 시, 대조군에 비해 세포 증식이 감소하는 것을 확인함.
- CCDC98의 단백질 발현 억제 시, 대조군에 비해 세포 증식이 감소하는 것을 확인함.
5. 급성골수성백혈병(AML)에서 CCDC98-WTAP-METTL3/METTL14 발현량 관계 확인
- TCGA 데이터 분석 결과, 다른 종류의 암에 비해 CCDC98, WTAP, METTL3, METTL14의 발현이 급성골수성백혈병(AML)에서 크게 증가해 있음을 확인함.
- AML 세포주에서 WTAP 및 CCDC98 단백질의 발현량이 양의 상관관계를 보임을 확인함.
- AML 화학요법치료로 인한 병기에 따른 환자 시료를 이용하여 진단 당시 WTAP 및 CCDC98 단백질의 발현량이 높음을 확인함.
- AML 화학요법치료 이후 환자 시료에서 WATP 및 CCDC98 단백질의 발현이 진단 당시보다 감소함을 확인함.

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
가. 과학기술적 기대효과
● RNA의 후생적 변형은 암 뿐만 아니라 다양한 생리 경로의 조절에 있어서 중요한 역할을 할 수 있는 기작임. 따라서 본 연구에서 제안하는 CCDC98와 METTL3/WTAP 메틸화효소 중합체간의 조절 관계를 규명하는 연구는 기존에 밝혀져 있지 않던 새로운 RNA 변형 조절 기전을 제시할 가능성에 의의가 있음.
● 혈액암은 100종 이상으로 매우 다양한 병리적 증상과 원인을 가지고 있어 앞으로 연구될 잠재력이 많은 분야임. 혈액암은 혈액모세포 또는 혈액전구세포의 증식과 분화가 과하게 일어난 결과이므로 이러한 기능적 이상을 유도하는 세포 생리 조절 체계에 대한 연구는 발암 억제의 실마리를 제공할 가능성이 큼.
나. 경제적 기대효과
● 항암제 시장은 꾸준한 증가 추세에 있고, 특히 전 세계적으로 급성 골수성백혈병의 발병 증가에 따라 급성골수성백혈병 치료제 시장은 급속도로 성장하고 있음. 급성 골수성백혈병은 건강에 해로운 생활방식, 유해물질 노출 증가, 고령화와 유전적 변이 증가 등의 다양한 원인으로 계속 발병이 증가할 것으로 예상하며 따라서 효과적이고 안정적인 치료제에 대한 수요 또한 증가할 것으로 예상됨. 본 연구를 통한 발암 억제 기전 및 후보 표적 단백질의 제시는 이러한 세계적인 암 치료제 시장에서 한국의 제약산업의 학술적, 기술적 성과 뿐 아니라 국가 R&D 역량 및 경제적 입지를 제고시키는 데에 이바지할 것으로 기대함
다. 사회적 기대효과
● 백혈병은 선천적인 경우를 제외하면 고령일수록 발병 확률이 크게 증가함. 현재 한국은 초고령사회로의 진입을 코앞에 두고 있으며 따라서 고령화에 따른 여러 노인성 질병에 대한 치료와 관리가 국민들의 삶의 질을 향상시키는 데에 기여하는 중요한 요소가 될 것임. 게다가 혈액암의 경우 현재 여러 치료제가 사용되고 있기는 하지만 혈액암의 종류가 다양하고 전신에 퍼지는 병의 특성상 재발률이 높고 지속적인 치료 및 관리가 필요함. 따라서 장기적으로 사용해도 부작용이 적은 새로운 항암제의 개발이 여전히 필요한 영역임. 본 연구를 통한 발암 기전의 이해와 표적단백질 후보군 제시로 병리적 측면에서 고령화 사회에서 암의 제어 및 치료에 기여함으로써 국민의 건강과 복지에 이바지할 수 있을 것으로 기대함.

(출처 : 요약문 2p)