초록 ▼

□ 연구개요
인슐린 단백 번역(translation) 과정이 혈당 조절에서 가지는 중요성을 재조명하고 새로운 당뇨병 치료 표적으로서의 가능성을 타진함.
그를 위해 Sirt6 가 발현하지 않는 마우스의 베타세포를 이용하여 인슐린 합성 조절 기전을 규명하고, 인슐린 분비 과정 영향 여부를 규명하고, 유전자 발현 및 번역 패턴 분석을 하여 인슐린 번역 과정이 혈당 조절에서 어떠한 역할을 하는지 확인하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
1년차: 베타세포에서 Sirt6와 관련된 인슐린 합성 조절 기전을 규명하기

□ 연구개요
인슐린 단백 번역(translation) 과정이 혈당 조절에서 가지는 중요성을 재조명하고 새로운 당뇨병 치료 표적으로서의 가능성을 타진함.
그를 위해 Sirt6 가 발현하지 않는 마우스의 베타세포를 이용하여 인슐린 합성 조절 기전을 규명하고, 인슐린 분비 과정 영향 여부를 규명하고, 유전자 발현 및 번역 패턴 분석을 하여 인슐린 번역 과정이 혈당 조절에서 어떠한 역할을 하는지 확인하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
1년차: 베타세포에서 Sirt6와 관련된 인슐린 합성 조절 기전을 규명하기 위해 포도당 자극시 베타세포에서 인슐린 mRNA 및 단백질 합성 과정 동태 규명을 진행하였고 포도당 자극시 인슐린 번역 관련 polysome 변화 규명, Sirt6에 의한 PTB1 조절 가능성을 확인하였다. 그 결과 PTB1은 예상치 못하게 knockout 마우스가 lethal이라 확인하지 못하였고 나머지 결과들은 Sirt6가 없으면 translation이 일어나지 않음을 확인할 수 있었다.
2년차: Sirt6에 의한 인슐린 분비 과정 영향 여부를 규명하기 위해 Sirt6 결핍에 의한 인슐린 분비 프로세스 단백질들의 변화를 확인하였고 secretion을 일으키는 약물을 주었을 때 정상과 Sirt6 KO 마우스간 인슐린 분비 차이를 확인하였다. 정상과 Sirt6 KO 마우스간 베타세포 인슐린 분비를 확인함으로써 Sirt6 마우스가 translation에만 문제가 있음을 확인하였다.
3년차: Sirt6 결핍된 베타세포에서 유전자 발현 및 번역 패턴 분석과 Sirt6 표적을 규명하기 위해 Sirt6 결핍에 의한 베타세포 mRNA 발현 변화를 규명하기 위해 단일세포 수준의 전사체 분석을 시도하려 했지만 비용 문제 상 시도하지 못하였고, Translatome의 변화 규명 역시 해결하지 못하였다. Sirt6가 베타세포에서 deacetylation 시키는 인슐린 조절 관련 표적을 PTB1 마우스르 이용해 규명하려 하였으나 PTB1 마우스가 lethal 이라는 문제가 발생하여 확인하지 못하였다.
4년차: Sirt6 조절 환경인자 및 인슐리 번역 조절 약물 동정을 위해 Sirt6의 활성 또는 발현에 영향을 주는 환경인자를 확인하고 Sirt6 activator에 의한 당불내성 회복 가능 시험은 아직 진행하지 못하였다. 그리고 인슐린 번역 과정에 영향을 줄 가능성이 높은 기존 당뇨병 약제 탐색을 통해 GLP-1 agonist가 강력한 인슐린 번역과정을 일으킴을 확인할 수 있었다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
당뇨병에 있어서 베타세포 기능 유지는 매우 중요하며 인슐린 저항성이 생겨도 베타세포기능이 유지되면 당뇨병은 발병하지 않는 점으로 보아 베타세포에 특이적인 치료 타겟 발굴이 요구된다. 본 연구의 수행 결과로 충족되지 못한 수요가 많은 당뇨병 약제 시장에서 새로운 당뇨병 치료제 타겟으로 분비기능 개선을 선택할 수 있는 이론적 근거를 제공하였다. Sirt6 발현 감소는 비만한 쥐 및 환자에서도 감소하며 이를 정상화하면 인슐린 분비가 호전되고 베타세포 기능을 회복시킬 수 있을 것으로 사료되며 이를 타겟으로 하는 약물 개발의 기초연구가 될 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발의 목적 ... 4
• (2) 연구개발의 필요성 ... 4
• (3) 연구가설 ... 4
• (4) 최종목표 ... 5
• (5) 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1. β-cell specific Sirt6 homozygote knockout mice 생성 및 phenotyping ... 6
• 2. 포도당 자극 시 베타 세포에서 인슐린 mRNA 및 단백 합성 과정 동태 규명 ... 6
• 3. Sirt6에 의한 PTB1 조절 가능성 규명 ... 8
• 4. Sirt6 결핍에 의한 인슐린 분비 프로세스 단백들의 변화 규명 ... 10
• 5. 강력한 secretagogue를 처리했을 때 정상과 베타 세포 Sirt6 KO 마우스 사이의 인슐린 분비량 비교 ... 10
• 6. 정상과 Sirt6 KO 마우스간 베타 세포 인슐린 분비 동태 비교 ... 11
• 7. Sirt6 결핍에 의한 베타세포 translatome의 변화 규명 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 26
• 끝페이지 ... 40