초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
형광코어이미징분석센터의 광학영상장비와 세포 및 조직영상 분석기법 개발을 통한 세포와 개체에서 퍼록시레독신 단백질의 신호전달 조절 역할을 분자적 수준에서 규명하고, 개발한 광학영상 분석기법을 활용하여 코어센터의 영상분석 전문 공동연구 시스템을 구축함.
1) 퍼옥시레독신 (Peroxiredoxin, Prx) 유전자결손 mouse를 이용한 활성산소의 오포파지 조절 역할 규명 (공초점현미경 활용 오토파지 정량적 영상분석 기법 개발)
2) 퍼옥시레독신의 암세포 성장 및 전이 조절

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
형광코어이미징분석센터의 광학영상장비와 세포 및 조직영상 분석기법 개발을 통한 세포와 개체에서 퍼록시레독신 단백질의 신호전달 조절 역할을 분자적 수준에서 규명하고, 개발한 광학영상 분석기법을 활용하여 코어센터의 영상분석 전문 공동연구 시스템을 구축함.
1) 퍼옥시레독신 (Peroxiredoxin, Prx) 유전자결손 mouse를 이용한 활성산소의 오포파지 조절 역할 규명 (공초점현미경 활용 오토파지 정량적 영상분석 기법 개발)
2) 퍼옥시레독신의 암세포 성장 및 전이 조절 기전 연구 (공초점현미경과 유세포분석기 활용 암생리적 변화 분석법 개발)
3) 과산화수소수 특이적 센서 개발을 통한 과산화수소수의 신호전달 역할의 영상학적 연구 (과산화수소수의 생리적 변화 측정 광학 센서 개발을 통한 공동연구 활성화)

◼ 전체 내용
형광코어이미징분석센터에서 운영 중인 광학영상장비들을 활용한 세포 및 조직 영상 분석기법의 개발을 통하여, 퍼옥시레독신 단백질의 오토파지 조절, 암세포 성장 및 전이 조절 기능과 세포막과 엔도좀에서 활성산소 조절 기능을 연구하고, 본 과제를 통하여 개발한 영상기법들을 활용하여 장비활용 공동연구를 촉진함.
1. 세포영상기법 활용한 퍼록시레독신의 오토파지 조절 기능 연구 (공초점현미경 기술 기반 오토파지 분석기술 개발)
1) 세포영상기술을 이용한 오토파지 flux의 정량적 분석기술 개발: 오토파지를 단계별로 분석하기 위하여 dual 형광 LC3인 mCherry-eGFP-LC3 발현 아데노바이러스를 liver cell인 HepG2 세포에 감염시킨 후에 오토파고좀, 오토리소좀의 비율과 오토리소좀 크기 등을 분석하여 오토파지 flux의 정량 분석법을 개발
2) 퍼옥시레독신 유전자 결손 mouse embryonic fibroblast(MEF)에서 오토파지 flux의 분석
3) 퍼옥시레독신 유전자 결손 mouse활용 퍼옥시레독신의 간에서 오토파지 조절 역할 연구
2. 퍼옥시레독신의 암세포 전이 조절 기전 연구 (실시간 세포영상 및 3차원 영상 분석 기반 암세포 이동 및 전이 기술 개발)
1) 실시간 암세포 이동의 정량적 영상분석기술 개발: 암세포 이동이 활성화되었는 PTEN 결손 세포주인 U87MG 세포의 핵을 표지하고 이동 거리를 정량적으로 추적하여 이동 속도 분석
2) 퍼옥시레독신의 세포 이동 조절 역할 분석
3) Spheroid와 collagen 3차원 조직 배양 모델에서 암세포 전이 분석
3. 과산화수소수의 생리적 변화 측정 광학 센서 개발 및 퍼옥시레독신의 지역적 신호전달 조절 기능 연구
1) 가역적 과산화수소수 형광센서인 HyPer 단백질의 각 세포내 특정 위치 타겟 벡터 제작 및 과산화수소수 동적 변화 측정 기술 개발
2) 세포막에서 퍼옥시레독신의 신호전달 기능 탐색
3) 엔도좀에서 퍼옥시레독신의 신호전달 기능 탐색

□ 연구개발성과
과산화수소수 (H2O2)는 노화 현상과 활성산소 조절 이상으로 암, 염증, 신경학적 장애 질병을 유발 시킨다. 형광코어이미징분석센터에 운영 중에 있는 세포 및 조직 영상 분석 장비들과 이를 활용한 영상분석 기술을 개발하여 퍼옥시레독신 항산화단백질의 다양한 생리현상 조절 기능을 탐색하고자 한다. 이 과제의 통한 결과들은 우수한 논문 발간을 통한 학문적 성과와 장비를 활용한 분석법 개발을 통하여 장비활용도와 공동연구를 활성화 할 수 있다.
- 상위 20% SCI(E) 논문 발간: 상위 20% 3편포함하여 총 5편 논문 (목표 3편)
- 공초점현미경, 실시간 영상분석장비, 유세포분석기 활용 공동연구 논문: 20% 증가
- 장비 및 분석기법 전문인력 양성: 6인 (목표3인)
- 장비활용 공동연구 활성화를 통한 대형 공동연구 집단과제 수주 및 참여: 대형 국책과제인 바이오이미징 데이터 품질선도센터사업 수주

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
세포 내에서 활성산소의 증가는 세포의 기능을 파괴하고 사멸을 유발한다고 생각되었다가 최근에 활성산소종 중 가역적 단백질 산화에 관련되는 과산화수소가 정상적인 신호전달 역할을 한다는 것이 알려졌다. 공동연구활성화과제를 통하여 6종의 퍼옥시레독신 단백질이 단순한 항산화 기능 외에 신호전달 조절자로서의 기능올 함을 밝혀 활성산소 역할 이해를 통한 새로운 신호전달체계를 밝힐 수 있다. 이를 통하여 활성산소 이상으로 인한 질병들을 대상으로 한 신약개발로 연결될 수 있으리라 생각한다. 또한 이 과제를 통하여 개발되는 세포 및 조직 영상 분석법은 광학 장비를 활용하여 세포 생리 현상 연구 및 특정 유전자의 역할을 규명하는 데 응용되어 학문적으로 큰 파급효과를 낼 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• (1) 최종목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 연구개발과제의 년차별 목표 ... 6
• (2) 연구개발과제의 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 4. 연구개발성과 성능지표 ... 16
• 5. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 6. 목표 달성 수준 ... 19
• 7. 목표 미달 시 원인분석 ... 19
• 8. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 19
• 9. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 끝페이지 ... 21