초록 ▼

▣ 연구 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구의 최종 목표는 뇌전이를 유발하는 핵심 타겟 유전자를 도출하고, 기능검증 및 병리기전 분석을 통한 효과적인 뇌전이 치료 기술을 개발하고자 함. 동물모델 기반 원발암의 전이능력이 확립된 뇌전이 최적화 세포주를 이용하여 차세대 유전체 분석을 통한 뇌전이 타겟 유전자를 발굴하고, 뇌전이와 관련된 뇌미세환경 변화를 규명하여 신개념의 뇌전이 치료 기술을 제시하고자함.

◼ 전체 내용
□ 뇌전이를 조절하는 유전자 작용기전 분석
○ 본 연구자는 선행연구의 결과로 동물모

▣ 연구 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구의 최종 목표는 뇌전이를 유발하는 핵심 타겟 유전자를 도출하고, 기능검증 및 병리기전 분석을 통한 효과적인 뇌전이 치료 기술을 개발하고자 함. 동물모델 기반 원발암의 전이능력이 확립된 뇌전이 최적화 세포주를 이용하여 차세대 유전체 분석을 통한 뇌전이 타겟 유전자를 발굴하고, 뇌전이와 관련된 뇌미세환경 변화를 규명하여 신개념의 뇌전이 치료 기술을 제시하고자함.

◼ 전체 내용
□ 뇌전이를 조절하는 유전자 작용기전 분석
○ 본 연구자는 선행연구의 결과로 동물모델을 기반으로 원발암의 전이능력이 확립된 뇌전이 최적화 세포를 구축할 수 있는 새로운 원천기술을 확립함. 구축된 뇌전이 최적화 폐암 세포주인 A549를 이용하여 차세대 유전체 분석결과 원발암에 비해 혈관신생을 조절하는 신호전달체계인 angiogenesis가 증가하고, TGF-β 및 암 유전자의 하나인 MYC가 의미 있게 발현함. 뇌전이 예비 연구와 TCGA dataset 분석을 통해 뇌전에 관련된 유전자 중 NOG, CDC45, TFF2, TFF3, LUM 발현이 생존 기간에 영향을 미치고 있음을 도출함. 이러한 가능성 있는 유전자를 변형, sh-RNA를 이용하여 제어함으로 뇌전이 능력을 평가할 수 있음.
○ 뇌전이 연구에 전문 지식 및 기술을 보유하고 있고 본 연구자와 공동연구 수행 경험이 있는 E 연구소 팀과 함께 정기 미팅을 통하여 지식을 공유하고 체계적으로 연구를 수행함으로서 100% 연구목표를 달성 및 우수한 결과를 도출하고 나아가 뇌전이 치료에 대한 최적의 연구시스템을 확립함.
□ 새로운 뇌미세환경 조절을 이용한 치료효과 증진
○ 현재 뇌전이가 진행되면 암의 성장과 진행을 효과적으로 제어하기에는 한계가 있음. 본 연구자는 뇌미세환경을 조절하여 뇌전이 능력을 제어하고자 함. 뇌미세환경을 이루는 성상세포와 미세아교세포들이 분비하는 성장인자와 사이토카인 네트워크가 뇌 면역 기능을 유지하고 암세포의 생착을 방해함. 본 연구자는 뇌암의 치료연구에 대한 과제 및 신경분화 연구경험 등을 바탕으로 원발암 세포 및 뇌전이 최적화 세포와 성상 세포/미세아표세포의 공배양을 이용하여 뇌미세환경을 효과적으로 구축하여 뇌전이 제어에 대한 치료 효과를 극대화 시킬 수 있음.
□ 뇌전이 극복을 위한 약물 스크리닝
○ 뇌전이 환자로부터 분리된 종양 세포주를 이용하여 원발암과 뇌전이암의 차세대 유전체 분석을 통한 뇌전이 유발 유전자를 규명 할 수 있음. 구축된 환자의 세포주를 뇌전이 동물모델을 이용하여 뇌전이를 비교할 수 있음. 구축된 동물 모델에서 미세아교세포 비활성화 능력을 가진 PLX3397 (CSF 1R inhibitor) 와 성상세포 비활성 능력을 가진 Silibinin(STAT3 inhibitor) 투여 전, 후의 타겟 유전자 활성 및 뇌미세환경의 양상을 비교하여 예방효과와 치료효과를 검증 할 수 있음.
이를 바탕으로 전임상 과정에 있는 small molecule, monoclonal antibody를 이용하여 약물 스크리닝 가능함.

◼ 1단계
❏ 연구 목표
뇌전이 최적화 세포주의 타겟 유전자 도출 및 제어연구
뇌전이 동물모델에서 뇌전이 제어기술 개발 및 평가
뇌미세환경조절을 통한 뇌전이 제어
❏ 연구 내용
○ 뇌전이 최적화 세포주 구축 및 차세대 유전체 분석을 통한 뇌전이 유발 유전자 도출
- 뇌전이 세포주 구축을 통한 뇌전이 유발 유전자 분석
- 뇌전이를 조절하는 타겟 유전자를 차세대 유전체 분석을 이용하여 도출
○ 뇌전이 후보 유전자 변형 세포주 제작 및 기능 분석
- 뇌전이 기능을 효과적으로 제어할 수 있는 최적의 방법 및 조건 확립
- 뇌전이 후보 유전자 억제에 따른 암세포의 침윤, 전이능력 제어
○ 뇌전이 동물모델에서 뇌전이 최적화 세포 검증
- 뇌전이 최적화 세포주의 뇌전이 능력 검증
- 병리학적 분석을 통한 뇌전이 효과 분석
- 타 장기전이 여부 확인
○ 후보유전자세포주의 뇌전이 동물모델 구축능력 비교
- 뇌전이 동물 모델에서 뇌전이 후보 유전자 변형을 통한 세포주 검증
- 병리학적 분석을 통한 뇌전이 억제 효과 확인 및 최적의 제어 조건 확립
○ 뇌전이와 관련된 뇌미세환경 분석
- 원발암 세포 및 뇌전이 최적화 세포와 성상세포/미세아교세포의 공배양을 이용한 세포특성 변화 규명
- 공배양 후 암세포의 침윤, 전이 능력 비교
- 병리학적 분석, 사이토카인 분석
○ 뇌전이 동물모델에서 뇌미세환경 조절을 통한 뇌전이 억제 연구
- 미세아교세포 비활성화 능력을 가진 PLX3397 (CSF 1R inhibitor) 투여 후 뇌전이 변화 분석
- 성상세포 비활성 능력을 가진 Silibinin (STAT3 inhibitor) 투여 후 뇌전이 변화 분석

◼ 2단계
❏ 연구 목표
뇌전이암에서 Noggin의 역할을 임상 시료에서 검증
뇌전이암과 신경세포와의 네트워크 규명
임상적용을 위한 약물 스크리닝 플랫폼 구축
❏ 연구 내용
○ 폐암 뇌전이 matched sample 확보 후 뇌전이 유발 유전자 검증
○ 뇌전이암과 신경세포/성상세포와의 네트워크 규명
○ 환자 유래 뇌전이암 뇌오가노이드를 활용한 치료 타겟 발굴

▣ 연구성과
본 연구는 마우스 경동맥에 반복적으로 암세포를 주입하여 뇌 전이에 최적화된 세포를 획득함. 원발암의 전이능력이 확립된 뇌전이 최적화 세포를 구축할 수 있는 새로운 원천기술을 확립함. 구축된 뇌전이 최적화 폐암 세포주 A549를 이용하여 차세대 유전체 분석결과 원발암에 비해 혈관 신생을 조절하는 신호전달체계인 angiogenesis가 증가하고, TGF-β 및 암유전자의 하나인 MYC가 의미 있게 발현함. TCGA dataset 분석을 통해 뇌전에 관련된 유전자 중 NOG, CDC45, TFF2, TFF3, LUM 발현이 생존 기간에 영향을 미치고 있음을 도출함. 이러한 가능성 있는 유전자중 NOG를 변형시킨 과 발현 및 si-RNA를 이용하여 제어함으로 뇌전이 능력을 평가함. 폐암 세포가 뇌전이 과정에서 상피-중간엽 전이 후, 운동성과 침습성을 상실하며, 이는 NOG에 관여한다는 연구결과를 도출함. 따라서 NOG은 잠재적으로 폐암 환자의 일부에서 뇌전이 진행을 억제하는 표적이 될 수 있음.
○ 1차년도(‘21년) 연구목표
뇌전이 최적화 세포주의 타겟 유전자 도출 및 제어연구 (달성률 100%)
○ 2차년도(‘22년) 연구목표
뇌전이 동물모델에서 뇌전이 제어기술 개발 및 평가 (달성률 100%)
○ 3차년도(‘23년) 연구목표
뇌미세환경조절을 통한 뇌전이 제어(달성률 80%)
○ 4차년도(‘24년) 연구목표
임상시료에서 뇌전이 유발 유전자 및 뇌미세환경 평가 연구
○ 5차년도(‘25년) 연구목표
임상적용을 위한 약물 스크리닝 플랫폼 구축

▣ 연구성과의 활용 계획 및 기대 효과
● 뇌전이 타겟 유도 유전자와 뇌미세환경 변화 규명을 통해 새로운 뇌전이 제어 치료법을 개발하는데 기여 할 수 있음.
● 환자로부터 구축된 종양 세포주를 이용하여 앞으로 전이암의 개인 맞춤형 예방적 치료법을 개발하기 위한 단초를 제공 할 수 있음.
● 환자 유래 뇌전이암 동물 모델을 성공적으로 구축하여 관련 연구자에게 제공할 수 있으며, 임상적용을 위한 약물 스크리닝 플랫폼 및 특허, 논문 출현이 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 6
• 2. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2-1 연구 최종목표 ... 7
• 2-2 1차년도(‘21년) 연구목표 ... 7
• 2-3 1차년도 주요 연구 내용 ... 7
• 2-4 2차년도(‘22년) 연구목표 ... 7
• 2-5 2차년도 주요 연구 내용 ... 7
• 2-6 3차년도(‘23년) 주요 연구목표 ... 7
• 2-7 3차년도 주요 연구 내용 ... 7
• 3. 연구과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 1) 연구수행 결과 ... 7
• 2) 목표 달성 수준 ... 10
• 3) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4) 중요 연구변경 사항 ... 10
• 4. 연구성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 10
• 5. 연구성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 다음 단계 연구계획 ... 11
• 1) 연구 목표 및 내용 ... 11
• 2) 연구 추진 전략 ... 13
• 3) 연구 추진일정 및 기대성과 ... 14
• 4) 다음 단계 연구비 사용계획 ... 14
• 5) 연구 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 14
• 끝페이지 ... 29