초록 ▼

□ 연구개요
일회성 및 장기간의 운동형태(중강도 유산소 vs. 인터벌 유산소)에 따른 근육생성 및 갈색지방화에 영향을 미치는 혈중 엑소좀의 역할을 규명하기 위하여 타겟 circulating microRNA (c-miRNA)와 exosomal miRNA (E-miRNA)의 차이를 검토하고, 운동효과를 유발하는 E-miRNA를 발굴하며, 다양한 세포 조직(근육 및 지방)에서의 이러한 운동효과 생리활성 및 기전을 규명한 후 임상시험을 통해 동물실험 모델에서 할 수 없는 엑소좀의 정량적 패턴 변화와 c-miRNA 및 E-miRNA의

□ 연구개요
일회성 및 장기간의 운동형태(중강도 유산소 vs. 인터벌 유산소)에 따른 근육생성 및 갈색지방화에 영향을 미치는 혈중 엑소좀의 역할을 규명하기 위하여 타겟 circulating microRNA (c-miRNA)와 exosomal miRNA (E-miRNA)의 차이를 검토하고, 운동효과를 유발하는 E-miRNA를 발굴하며, 다양한 세포 조직(근육 및 지방)에서의 이러한 운동효과 생리활성 및 기전을 규명한 후 임상시험을 통해 동물실험 모델에서 할 수 없는 엑소좀의 정량적 패턴 변화와 c-miRNA 및 E-miRNA의 시계열적 변화를 검토함. 이를 통해 궁극적으로 운동 효과물질 개발에 필요한 근거를 제시하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 동물실험에서 일회성 운동 및 8주간의 장기간 운동에 따라 혈중 지질의 감소 및 adipomyokine의 발현이 증가함을 확인하였으며, 운동강도는 중강도와 고강도 간의 큰 차이를 보이지는 않았음.
2. 일회성 중강도 및 고강도 인터벌 운동을 임상에 적용하였을 때, 혈중지질 및 adipomyokine이 동물실험과 유사한 경향성을 나타내었으며, 임상실험에서는 고강도에서만 혈액변인의 차이를 확인할 수 있었음. 이후, 혈액에서 분리한 엑소좀의 양적 패턴 및 particles 수를 확인한 결과, 고강도 운동 시 혈중 exosome의 양이 증가함을 확인함.
3. 세포수준에서 운동상황을 재현하기 위해 eletrical pulse stimulation (EPS)를 처리하였으며, myogenesis 및 myokine의 증가와 atrophy의 감소, mitochondrial biogenesis의 증가 등을 확인함. 이후, conditioned medium (CM)에서 분리한 exosome을 지방세포주(3T3L1)에 처치하였을 때, 지방의 lipid accumulation이 억제되며, 지방세포의 분화가 진행되지 않았음.
4. 이를 토대로, 동물과 임상에서 얻은 혈액에서 c-miRNA와 E-miRNA를 비교 분석하고, 유의성을 나타낸 miRNA 중 circulating과 exosome에서 동일 패턴으로 증가 또는 감소하고, 임상과 동물에서 같은 양상을 보이는 e-miRNA 7개를 발굴함.
5. 후보 e-miRNA 중 우선 운동에 의해 증가되는 miR-181a-5p와 let-7g-5p를 타겟으로 근육세포에서의 기능분석을 실시함.
6. miR-181a-5p는 근육의 성장 및 감소에 작용하며, 특히 미토콘드리아의 fission을 조절하는 drp-1의 발현을 조절함. 뿐만 아니라, 염증에 관여하는 IL-6는 mimic에 의해 감소하며, 반대로 inhibitor에 의해 증가함을 확인함.
7. let-7g-5p는 mi-181a-5p와 비슷한 패턴을 보이며, 특히 근감소 신호인자의 발현에 영향을 미침. 뿐만 아니라, mi-181a-5p mimic은 근육생성을 억제하는 myostatin (MSTN)을 억제하고, 반대로 근육성장을 유도하는 decorin (DCN)은 inhibitor에 의해 감소함을 확인함. 따라서 두 후보 물질은 근육의 성장 및 다양한 기전에 직접적으로 작용할 수 있을 것임.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
확보한 동물과 임상의 C-miRNA와 E-miRNA는 향후 운동의 여러 효능 검증에 도움이 될 수 있는 기초자료를 제공할 수 있으며, 기확보된 EPS-exosome에 의해 lipid accumulation이 억제되는 양상에 후보 e-miRNA가 작용하는지 추가 연구가 진행된다면 향후 지방 감소를 위한 신약 개발 및 보조식품 개발에 도움을 주는 중요 근거자료를 마련할 수 있을 것으로 판단되며, 발굴한 후보 물질은 동물실험과 임상실험에서 동일 패턴을 나타내는 것을 선택하였기에 동물-임상 간의 실험 일치도를 높일 수 있는 중요 자료로 사용될 수 있음. 특히, C-miRNA와 E-miRNA에서 공통 패턴을 보이는 miRNA는 향후 exosomal biomarker 발굴에 있어, 혈액에서의 중요 지표로 활용될 수 있을 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발 목표 ... 4
• 나. 연차별 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 다. 연구 배경 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 동물실험 ... 6
• 2) 세포실험 ... 6
• 3) 임상실험 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 가. 학문적 측면 ... 13
• 나. 사회적·기술적·경제적 측면 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 19