초록 ▼

※ 연구개발 목표 및 내용
▣ 최종 목표
지방조직내 중간엽 줄기세포의 운명 결정과 분화에서 미토콘드리아 스트레스 반응(mitochondrial unfolded protein response, UPRmt)의 역할 규명
□ 지방조직 중간엽 줄기세포의 미토콘드리아 에너지대사 조절기전 확립
□ 지방조직 중간엽 줄기세포의 분화 결정인자 규명과 메커니즘 분석
□ 미토콘드리아 스트레스 반응 매개 지방세포 이형성 과정 규명

▣ 전체 내용
□ 1차년도 (2020)
▶ 지방조직 및 골수 유래 중간엽

※ 연구개발 목표 및 내용
▣ 최종 목표
지방조직내 중간엽 줄기세포의 운명 결정과 분화에서 미토콘드리아 스트레스 반응(mitochondrial unfolded protein response, UPRmt)의 역할 규명
□ 지방조직 중간엽 줄기세포의 미토콘드리아 에너지대사 조절기전 확립
□ 지방조직 중간엽 줄기세포의 분화 결정인자 규명과 메커니즘 분석
□ 미토콘드리아 스트레스 반응 매개 지방세포 이형성 과정 규명

▣ 전체 내용
□ 1차년도 (2020)
▶ 지방조직 및 골수 유래 중간엽 줄기세포의 분화조건 확립
: 유세포 분석 기반 중간엽 줄기세포 분리기술 구축
: 분화유도 인자에 의한 미토콘드리아 기능조절 가능성 확인
▶ 미토콘드리아 스트레스 유도 조건 구축과 에너지대사 평가시스템 구축
: 전자전달계 기능조절, 미토콘드리아 샤페론 억제 등을 통하여 스트레스 반응을 유도하고 세포의 산소소비율과 대사유등속도 등을 평가하는 기술 확립
▶ 중간엽 줄기세포 특이적 미토콘드리아 스트레스 유도 동물모델 개발
: 중간엽 줄기세포에서 발현하는 Pax7-Cre, Adiponectin-Cre 마우스와 미토콘드리아 호흡복합체 형성의 핵심인자인 Crifl floxed 마우스를 교배하여 지방조직 미토콘드리아 스트레스 유도 동물모델을 개발함
□ 2차년도 (2021)
동물모델 기반 지방조직 유래 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell) 분리 및 전사체 분석
▶ 동물모델의 단일세포 전사체 분석을 통해 핵심 분화 결정인자 규명
: 지방조직에 분포하는 여러 가지 단일세포에 대한 전사체를 분석을 통해 세포 clustering을 확립하여 중간엽 줄기세포를 규정함.
▶ 중간엽 분화 결정인자에 의한 분화 세부기전 확립
: 미토콘드리아 스트레스 반응에 의하여 변화하는 중간엽 줄기세포의 핵심 전사인자 혹은 미토콘드리아 타겟 유전자의 변화를 관찰하고 이들 유전자의 과발현 및 억제실험을 통해 줄기세포 분화에 미치는 영향을 확인함
□ 3차년도 (2022)
▶ 유세포 분석 기반 동물모델의 지방세포 이형성 및 지방조직 리모델링 과정 규명
: 동물모델의 지방조직 내에 존재하는 중간엽 줄기세포 분화를 관찰하여 백색지방세포, 갈색지방세포, 근육유사세포, 섬유아세포 등의 지방조직 내의 분포를 관찰함
▶ 동물모델의 미토콘드리아 스트레스 반응(세포내 및 세포의)을 관찰하여 중간엽 줄기세포의 운명 결정 기전 규명
: 세포내(cell-autonomous) 반응에 의하여 핵 및 미토콘드리아 타켓 유전자 발현의 변화를 관찰하고 세포외(cell-non-autonomous) 반응에 의하여 분비가 증가하는 단백질을 규명함
▶ 중간엽 줄기세포 운명 조절 기반 신규 에너지 소비향상 기전 규명과 약물개발 기반 구축
: 중간엽 줄기세포에서 에너지소비를 증가시키는 세포(갈색지방세포, 근육 유사세포 등)로의 분화증가를 유도하는 기전 규명은 새로운 비만 및 대사질환 치료제 개발의 기반 구축에 활용

※ 연구개발성과
지방조직 중간엽 줄기세포의 분리기술 확립 및 미토콘드리아 스트레스 유도 동물 모델을 제작하여 in vivo, in vitro 환경에서 지방조직 유래 중간엽 줄기세포 운명 결정에 미토콘드리아 기능이상의 역할에 대한 연구 초석이 됨

※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
▶ 기존 연구에 따르면 줄기세포는 미토콘드리아의 양이 많지 않고, 대부분 미토콘드리아를 이용하지 않는 해당작용(glycolysis) 기전을 통해 에너지를 생산한다고 알려짐. 하지만 최근에 줄기세포의 운명 결정과 활성화, 노화로부터의 생체 방어 등에서 미토콘드리아의 역할이 중요하다는 것이 밝혀짐.
▶ 이를 토대로, 지방세포/중간엽 줄기세포 미토콘드리아 기능이상 마우스 모델의 세포 운명과 분화 양상을 분석하고, 선행연구를 통해 밝혀진 지방조직의 에너지 소비향상과의 관계를 분석함으로써 중간엽 줄기세포의 미토콘드리아 에너지대사 조절기전 확립이 가능함
▶ 따라서, 백색지방 조직의 미토콘드리아 기능이상에 중간엽 줄기세포의 운명과 줄기세포능 조절기전 규명은 세포 및 개체의 에너지소비 향상을 유도하여 비만, 당뇨병 등의 대사질환의 예방 혹은 치료제 개발에 활용될 수 있음

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 최종 연구 목표 ... 5
• 나. 연구 목표 ... 5
• 다. 연구 방법 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 연구수행 결과 ... 8
• 2) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 끝페이지 ... 11