초록 ▼

□ 연구개요
본 연구팀은 지방세포에서 Ucp1 단백질 발현을 유도할 수 있는 단일 저분자 화합물 butein을 천연물로부터 발굴하여 비만에 효과적인 생리활성을 연구하였으며, 기전연구를 통해 PI3K alpha 조절에 의한 Akt1과 Nrf2를 통해 에너지 대사 기전을 연구하였음. 이를 바탕으로 본 연구에서는 지방세포에서 PI3Ka에 의해 조절되는 Prdm4의 에너지 대사 조절 기능 및 기전 연구를 통하여 비만의 신규 타깃 설정과 이를 이용한 대사질환 치료 적용 연구를 수행함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연

□ 연구개요
본 연구팀은 지방세포에서 Ucp1 단백질 발현을 유도할 수 있는 단일 저분자 화합물 butein을 천연물로부터 발굴하여 비만에 효과적인 생리활성을 연구하였으며, 기전연구를 통해 PI3K alpha 조절에 의한 Akt1과 Nrf2를 통해 에너지 대사 기전을 연구하였음. 이를 바탕으로 본 연구에서는 지방세포에서 PI3Ka에 의해 조절되는 Prdm4의 에너지 대사 조절 기능 및 기전 연구를 통하여 비만의 신규 타깃 설정과 이를 이용한 대사질환 치료 적용 연구를 수행함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구팀은 1-3년차의 연구 목표에 따라 연구를 진행하였으며, 100% 연구 목표를 달성하였음. 자세한 연구 목표 대비 연구 결과는 다음과 같음.
□ 1 년차 목표: PI3Kα에 의해 조절되는 Prdm4의 비만 및 대사질환 억제 연구
- Prdm4 KD에 의한 항비만 및 당 대사 조절연구 (선행 연구 결과)
- 지방세포 특이적인 Prdm4 과발현에 의한 항비만 및 당대사 조절 연구: 지방조직 특이적으로 Prdm4를 과발현시킨 마우스 제작 (aP2-promoter – Prdm4)하여 비만 및 대사질환 영향을 평가함. Prdm4를 과발현 마우스는 에너지 대사가 증가뇌어 있고, 비만 및 대사질환을 억제할 수 있음.
- Prdm4 발현 조절 최적화 생리활성물질 (Butein 유도체)의 발굴: Butein에서 유래한 유도체 둘의 합성으로 Prdm4 및 Ucp1 활성화 기능을 평가함. Butein 보다 활성이 우수한 새로운 물질을 발굴함.
- 최적화 생리활성물질 (Butein 유도체)의 in vivo 항비만 기능 연구: 고지방식이 급여한 마우스에서 Butein 보다 비만 억제 활성이 우수한 것을 확인함.

□ 2 년차 목표: Prdm4의 에너지 대사 촉진 및 Ucp1 조절 기능 연구
- 지방세포 특이적인 Prdm4 과발현에 의한 기초 대사량 변화 연구 (산소 소비량, 이산화 탄소 생산량, 열 발생 측정) (선행연구 결과)
- 저온환경 (cold exposure)에서의 Prdm4 과발현에 의한 체온 조절 연구: 저온실에서 Prdm4 과발현 마우스의 체온 유지가 대조군에 비해 우수함.
- Prdm4 조절 최적화 생리활성 물질에 의한 기초 대사량 변화 연구 및 온도 조절 연구 (산소 소비량, 이산화 탄소 생산량, 열 발생 측정): Prdm4 과발현 마우스의 Metabolic cage를 이용하여 에너지 대사 측정한 결과 에너지 대사 대조군에 비해 증가하였음.
- Prdm4에 의한 Ucp1 조절 연구 –전사 조절 (promoter assay, ChIP assay) 및 단백질 조절 연구 : ChIP assay를 통해 Prdm4가 Ucp1의 promoter에 결합하는 것을 확인함

□ 3 년차 목표: Prdm4의 발현을 조절하는 경로 및 기전 연구
- PI3Ka-Akt1 경로에 의한 Prdm4-Ucp1 발현 조절 연구 (선행 연구결과)
- Butein에 의한 Nrf2 타깃 유전자 조절 (선행연구결과)
- Nrf의 Prdm4 조절 기전 연구: Nrf(1,2,3) family에 의한 Prdm4조절 연구: Nrf2를 조절하지만 Nrf1과 3는 조절하지 않은 것을 확인함.
- Nrf2에 의한 Ucp1 전사 조절 연구: Ucp1의 promoter를 이용하여 Nrf2의 전사조절을 확인함.
- Nrf2와 Akt1의 상호 조절 및 경로 연구:Akt1 KO 세포와 Nrf2 KO 세포에서 butein과 그 유도체의 Ucp1 조절효과 확인한 결과 Akt와 Nrf2는 서로 큰 영향을 주지는 않는 것으로 추측함.
- Prdm4 조절 최적화 생리활성물질의 Akt1 및 Nrf2 타깃팅 연구: Akt1 KO, Nrf2 KO 세포와 Prdm4 KD 세포 이용하여 경로 연구한 결과 유도체와 butein 모두 동일한 경로를 조절하는 것을 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
◯ 학문발전의 기여: 저분자 화합물을 tools로 이용하여 기전연구와 신규유전자 발굴과 유전자의 갈색 지방세포에서의 기능 연구로 갈색(베이지) 지방세포에서의 새로운 지식을 창출하고, 추후 연구로 진행될 것임.
◯ 인력양성 효과: 생명공학 연구기반의 글로벌 사회를 주도할 지식창출 능력, 융합형 사고 능력을 갖춘 창의적 인재 양성 구현.
◯ 산업적 파급 효과: 본 연구는 비만 대사질환에 새로운 대안을 위한 저분자 화합물 확보로 국내 식품 산업, 새로운 약의 탐색을 위한 연구와 제약 산업 등의 돌파구를 제시할 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구 목표 ... 4
• 나. 연구의 필요성 ... 4
• 다 연구 가설 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 연구개발 수행 과정 ... 5
• 나. 연차별 연구 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 37