초록 ▼

□ 연구개요
○ 연구개요: 줄기세포 역분화 인자(reprogramming factors)들의 핵심 조절자로서 TRIB28의 역할 규명과 TRIM28에 의한 역분화 인자들의 protein stability 조절기전의 규명
● Oct4, Sox2 등 역분화 인자의 결합단백질로서 TRIM28의 기능 및 역분화 인자들과의 단백질 상호작용 네트워크 규명.
● ubiquitination-proteasome 기전을 통한 역분화 인자들의 분해과정에 대한 TRIB28의 영향을 분석함으로써 역분화 인자들의 protein stabili

□ 연구개요
○ 연구개요: 줄기세포 역분화 인자(reprogramming factors)들의 핵심 조절자로서 TRIB28의 역할 규명과 TRIM28에 의한 역분화 인자들의 protein stability 조절기전의 규명
● Oct4, Sox2 등 역분화 인자의 결합단백질로서 TRIM28의 기능 및 역분화 인자들과의 단백질 상호작용 네트워크 규명.
● ubiquitination-proteasome 기전을 통한 역분화 인자들의 분해과정에 대한 TRIB28의 영향을 분석함으로써 역분화 인자들의 protein stability에 대한 TRIB28의 줄기세포 내 역할을 규명함.
● 배아줄기세포의 자가복제, 세포주기 및 유전자 발현패턴에 대한 TRIB28의 역할을 규명하고 체세포 역분화에서 TRIM28의 역할을 규명하고자 함. 이를 바탕으로 체세포 역분화 효율의 증대와 줄기세포치료제의 기능강화 기술을 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
가. 1차년도 연구목표: 줄기세포 리프로그래밍 인자와 결합하는 단백질 복합체의 분자적 정체 규명 및 OCT4, SOX2의 결합단백질로서 TRIM28의 특성 규명
⦁ 줄기세포 리프로그래밍 인자와 결합하는 단백질의 분자적 정체를 규명하기 위해 proteomics 기술 확보: 이들의 분자적 정체를 LC-MS/MS를 이용하여 분석하였음. Oct4, Sox2에 모두 결합하는 단백질로 TRIM28(KAP1)을 발견하였으며 배아줄기세포 에서 endogenous Oct4와 TRIM28이 결합하고 있음을 면역침강법을 이용해 확인하였음.
⦁ Cre/loxP 시스템을 이용하여 배아줄기세포 내 TRIM28의 발현을 조절하고 배아줄기세포에 미치는 영향 분석: TRIM28이 배아줄기세포의 자가복제 능력에 미치는 영향을 분석하기 위해 Tet-on system을 이용해 배아줄기세포에 TRIM28을 과발현시키는 세포주를 확립하였음. TRIM28 과발현시 세포수의 증가와 세포주기 관련 단백질의 발현이 증가함을 통해 TRIM28이 배아줄기세포의 증식을 촉진함을 제시함.
나. 2차년도: TRIM28 과발현 배아줄기세포의 유전체 연구 및 TRIM28에 의한 OCT4, SOX2의 protein stability 조절 기전 연구
⦁ TRIM28 과발현 배아줄기세포에서 OCT4, SOX2의 protein stability 분자 기전 규명: TRIM28 과발현시 배아줄기세포 내 Oct4의 단백질 안정성이 증가되었으며 ubiquitination이 감소되었음.
⦁ TRIM28 과발현 또는 silencing 된 체세포주를 제작하여 OCT4/SOX2의 protein stability 분자 기전 규명: TRIM28의 발현억제시 Oct4의 분해가 가속화됨을 확인하였음. TRIM28의 발현억제시 Oct4의 ubiquitination이 증가되었으며 TRIM28의 과발현시 Oct4의 ubiquitination은 억제되었음. 본 결과는 TRIM28이 Itch에 의한 Oct4의 ubiquitination과 단백질 분해과정을 억제함을 제시함
⦁ TRIM28에 의해 조절되는 OCT4, SOX2 단백질의 유전자 돌연변이 (point mutation)를 제작하고 protein stability에 미치는 영향 확인: Oct4의 ubiqutination site들에 대한 point mutant를 제작한 후 Itch에 의해 ubiquitination되는 Oct4의 아미노산 서열과 TRIM28에 의한 조절에서의 역할을 분석하였음. 본 연구결과는 Oct4의 K133 residue가 Itch에 의한 ubiquitination site로서 TRIM28는 K133 residue의 ubiquitination을 억제함으로써 Oct4의 단백질 안정성을 증가시킴을 제시함.
다. 3차년도: 줄기세포의 stemness와 체세포 리프로그래밍에서 TRIM28 매개 protein stability 조절 기전의 역할 규명 및 TRIM28에 의한 줄기세포의 분화능 및 기능성 연구
⦁ TRIM28 과발현 또는 silencing이 리프로그래밍 효율에 미치는 영향 분석: TRIM28과발현시 리프로그래밍 효율이 증가하였으며 TRIM28 silencing 시리프로그래밍 효율이 감소되었음
⦁ OCT4, SOX2의 ubiquitination site dominant negative mutant의 과발현이 역분화줄기세포 (iPSCs)의 리프로그래밍 효율에 미치는 영향 분석: Oct4의 K133R mutant를 과발현시킬 경우 단백질안정성이 증가하였으며 리프로그래밍 효율이 증가됨을 확인하였음
⦁ TRIM28 과발현 배아줄기세포를 특정 세포로 분화유도를 위한 시스템 확립: TRIM28 silencing 시 배아줄기세포의 외배엽, 중배엽, 내배엽분화에 대한 영향을 측정하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
‣ 바이러스 기반 유전자 도입을 통한 역분화 기술은 임상적용이 어렵다는 한계가 있음. TRIM28에 의한 역분화 인자들의 증가된 단백질 안정성은 역분화 인자 단백질, mRNA 기반 역분화 기술의 효율 향상 개선에 활용될 수 있음.
‣ 역분화 인자의 단백질 안정성 증가에 의한 역분화 효율 향상 기술은 체세포를 이용한 역분화줄기세포의 대량생산, 유효성 등의 결과를 도출함. 환자 맞춤형 치료가 가능하게 할 뿐만 아니라 환자의 의료비용을 절감하고 삶의 질 향상에 기여함.
‣ 본 연구 결과는 줄기세포 유전자 치료기술을 융합한 혁신적 질환 치료기술을 개발하고 이의 산업적 활용 가능성을 높이기 위해 연구책임자가 창업한 벤처기업인 ㈜하이셀텍에 기술이전을 통해 실용화 하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• Ⅰ 연구개요 및 연구가설 ... 5
• Ⅱ 연차별 연구목표 및 내용 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• Ⅰ 연구 추진 전략 ... 7
• II 연구 방법 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 26
• 끝페이지 ... 42