초록 ▼

□ 연구 목표 및 내용
◎ 최종 목표
본 연구는 목표는 폴리페놀 물질A-장상피수용체X-gut-miRNA-Brain axis의 생체조절작용기작의 규명과 이를 통한 확장적용과 실제 임상 적용 준비임. 연도별 연구를 1단계 수용체X의 특성분석 및 생체조절작용기작 기본연구(1~3년차)와 2단계 확장 및 최적화 연구(4년차, 5년차)로 설정하여, 1단계 기본연구에서 물질A와 수용체X의 특성 분석과 활성에 의한 기전연구를, 2단계 연구에서는 이를 토대로 다양한 병변(암이식모델/장염유도모델/신경절단모델)에 확장적용과 실제 임상 적용

□ 연구 목표 및 내용
◎ 최종 목표
본 연구는 목표는 폴리페놀 물질A-장상피수용체X-gut-miRNA-Brain axis의 생체조절작용기작의 규명과 이를 통한 확장적용과 실제 임상 적용 준비임. 연도별 연구를 1단계 수용체X의 특성분석 및 생체조절작용기작 기본연구(1~3년차)와 2단계 확장 및 최적화 연구(4년차, 5년차)로 설정하여, 1단계 기본연구에서 물질A와 수용체X의 특성 분석과 활성에 의한 기전연구를, 2단계 연구에서는 이를 토대로 다양한 병변(암이식모델/장염유도모델/신경절단모델)에 확장적용과 실제 임상 적용 준비를 위한 연구를 진행하고자 함.

◎ 전체 내용
선행연구로써 장관상피세포의 세포막과 특정 종양등에서 수용체X의 고발현을 확인함.더욱이 세포막 수용체X의 새로운 agonist로써 폴리페놀인 물질A를 새롭게 발견함. QCM분석법으로 물질A가 수용체X에 특이적으로 결합함을 확인하였다. 물질A는 증식 속도가 빠른 암세포는 세포 사멸 및 증식 억제 효능이 있는 반면, 증식 속도가 느린 Caco-2 세포에서 세포 사멸이 아닌 증식 억제 효과를 보여줌. 물질A의 마우스 경구 투여 실험에서 무독성으로 보고된 바 있지만, 낮은 체내 흡수율을 고려하여 다양한 소화기관의 상피세포와 종양에 대한 효능검증이 필요하고, 이러한 효능이 수용체X와 물질A의 결합에 의한 영향임을 확인할 필요가 있음. 물질A의 생리조절 작용은 물질A에 의해 소장에서 발현 유도된 특정 miRNA가 엑소좀 등의 세포외분비소포에 내포되며 혈액을 통해 말초조직으로 수송됨으로써 발생할 가능성이 있다고 생각됨. 본 지원자는 차세대 시퀀스(NGS)를 이용한 분석으로 특정 miRNA의 패턴을 분석할 예정임. 더욱이 장상피수용체X-gut-miRNA-Brain axis의 생체조절작용기작의 규명과 이를 통한 확장적용과 실제 임상 적용을 목표로 함.

◎ 1단계
● 연구 목표
○수용체X의 특성분석 및 생체조절작용기작 기본연구
▶1년차: 물질A와 수용체x의 특성 및 기능성 평가
▶2년차: 물질A와 결합하는 수용체x의 발현을 통한 측면에서 분석하고 그 분자 기전을 이해
3년차: 소화기관상피세포/신경세포등 에서의 효능 평가 및 분자기전의 이해

● 연구 내용
◎병변제어 및 생체조절작용기작 기본 연구의 연구내용

▶1년차
▷ 물질A와 수용체X의 결합 확인
-Expi293세포에서 발현시켜 얻은 수용체X와물질A의 결합확인(QCM또는SPR분석)
-물질A의 가수분해물질들과 수용체X의 결합확인(QCM분석)
-물질A와 분자구조가 유사한 물질들을 selection 후 수용체X와 결합 검토(QCM분석)

▷다양한 소화기관상피세포/신경세포/암세포/뇌세포 에서의 수용체X의 발현량정도 확인

▷ 물질A에 의한 Caco-2세포의 유전자변화및 관련유전자와 수용체X의 연관성 shRNA라이브러리를 통한 2500종류의유전자를 caco-2세포에 도입
->물질A에 저항성을 가지는 세포 selection
-> DNA시퀀스
->관련유전자확인
->List up

▶2, 3년차
▷ 암세포
-수용체X가 발현조절된 세포의 구축
-Cytotoxicy확인(in vitro)
-FACS를 이용한 암세포의 apoptosis/세포성장억제확인
-물질A의 암증식억제효과가 Ubiquiting화 관련 메커니즘과의 관련성 확인

▷물질A의 가수분해물질 활성평가
-물질A로 부터 가수분해된물질과 수용체X와의 직접적 결합측정(QCM분석)

▷ 다양한 소화기관상피세포/신경세포
-다양한 소화기관상피세포에서 수용체X의 발현량확인
-다양한 소화기관상피세포에서 물질A와 수용체X의 결합 확인 (QCM분석)
-수용체X가 발현 조절된 각각의 소화기관상피세포(Caco-2포함)의 구축
-Next Generation Sequencing을 통한 miRNA스크리닝
-스크리닝중확인된miRNA와 수용체X와의 관련성 확인
.-K.O또는 Overexpression된 Caco-2와SHSY-5Y세포의 공생배양실험
-염증예방표적인자검증 INF-g, TNF-a
분화유도된신경세포SH-SY5Y에서 뇌유도성신경인자 (BDNF)측정을 통한 Gut-Brain axis의 가능성 확인

◎ 2단계
● 연구 목표
○확장 및 최적화 연구

▶4년차: 장염 및 암 마우스모델에서 카테킨 (물질A)에 의한 병변제어와 기전 확립
▶5년차: 카테킨-gut-brain을 연결하는 생체조절자용기전의 확립

이를 토대로 다양한 병변에 확장적용과 실제 임상 적용 준비를 위한 연구를 진행 하고자 함

● 연구 내용
○카테킨 (물질A)-장상피막수용체X-mRNA-뇌 axis를 통한 병변제어와 이를 통한 새로운 페러다임 제시

▶4년차
▷ 장염유도모델에서 카테킨(물질A)의 억제기전연구
-만성장염유도마우스에 물질A를 경구투여후정상상피벽회복기능검토
-miRNA의 표적유전자결과를 바탕으로 예상되는 기전과 기능성 확인
-엑소솜/miRNA추출물을 마우스 미정맥투여후 기능성발현검토
-염증예방표적인자 검증

▷ 종양(B16 melanoma이식)모델에서 항암기전연구
-물질A의 경구투여에따른 종양억제효과
-miRNA의 표적유전자결과를 바탕으로 예상되는 기전과 기능성 확인
-엑소솜/miRNA추출물을 마우스 미정맥투여후 기능성발현검토
-염증예방표적인자 검증
-물질A에 의해 마우스뇌(해마)의 유전자변화확인

▶5년차
▷ 카테킨(물질A)섭취에 의한 새로운 생체작용조절기전의 확립
-마우스뇌(해마)에서 물질A에의한관련 유전자의 변화 스크리닝

▷ 신경절단마우스모델에서의 물질A의 영향
-신경절단마우스 모델에서 카테킨(물질A)에 의한관련유전자의 변화 확인

□ 연구성과
● 연구 목표
◆ 1단계
물질A와 수용체X의 특성 및 기능성 평가
물질A와 결합하는 수용체X의 발현 분석, 분자기전을 이해

◆ 2단계
여러 병변 마우스모델에서 카테킨(물질A)에 의한 병변제어와 기전 확립
카테킨-Gut-Brain을 연결하는 생체조절작용 기전의 확립

● 정성적 성과
◆ 1단계
○물질A에 의한 Caco-2세포에서의 2500종류의 유전자변화 패턴 분석
○Caco-2세포에서 물질A의 생리활성기전(항암, 세포성장억제 apoptosis) 규명
○물질A에의한수용체X의 활성을 통한 관련 유전자의 규명

○물질A와 결합하는 세포막수용체X의 항암(암세포의 성장억제/apoptosis)기전 규명
○장내 수용체X의 발현 조절을 통한 분자기전 이해
○물질A-장내 세포막수용체X-뇌신경을 통하는 생체조절작용 기전 가능성 확인

◆ 2단계
○장염유도모델에서 카테킨(물질A)의 억제기전 연구 필요.
○종양이식 (B16) 모델에서 항암기전 연구 필요.
○장염및 암 모델을 이용한 카테킨(물질A)의 병변제어에서 Gut-Brain axis의 관련 가능성 제시

○카테킨(물질A) 섭취에 의한 새로운 생체작용조절기전의 확립 필요.
○신경절단마우스모델에서의 물질A의 영향 확인 필요.
○섭취에 의한 카테킨(물질A)과 장내 수용체X의 결합에서 Gut-Brain axis를 통한 새로운 기전 발굴과 병변의 치료 및 예방전략 발굴

● 정량적 성과
◆ 1단계
SCI급 논문 4편
1. CURRENT ISSUES IN MOLECULAR BIOLOGY (2022) 44(12), 6247-6256
2. Acta Virologica (2023) 67(0),11630 https://doi.org/10.3389/av.2023.11630
3. FEBS Open Bio (2023) 13(11), 2147-2156
4. PHYTOMEDICINE (2023) 118(0),154970

국제학술대회 발표성과
1. 2022년 한국분자세포생물학회
제목: The combination of epigallocatechin 3-O-gallate and Vardenafil Induces Apoptotic Cell Death Via Activation Of cGMP Signaling Pathway In Colon Cancer cells

□ 연구성과의 활용 계획 및 기대효과
폴리페놀 및 카테킨류의 생리활성 기전 규명에 있어서 새로운 페러다임을 제시하리라 생각됨되리라 생각함. 뿐만 아니라 본연구에서 연구하게 될 암/장염 이외에도 여러 가지 병변에서의 응용이 가능하리라 생각함. 특정 형태의 분자표적치료는 모든 종류의 세포를 방해하기보다 특정 질병에 필요한 표적분자의 경로를 통해 질병을 방지함. 부작용을 줄이고 환자의 맞춤치료 및 예방효과를 증대시키기 위한 진단메커니즘과 이러한 표적연구는 미래의 의료산업에 크게 기여하리라 사료됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 6
• 2. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구과제의 수행 과정 ... 6
• 2) 연구과제의 수행 내용 ... 7
• 3. 연구과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 1) 연구수행 결과 ... 7
• 2) 목표 달성 수준 ... 13
• 3) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4) 중요 연구변경 사항 ... 13
• 4. 연구성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 13
• 5. 연구성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 다음 단계 연구계획 ... 14
• 1) 연구 목표 및 내용 ... 14
• 2) 연구 추진전략 ... 14
• 3) 연구 추진일정 및 기대성과 ... 14
• 4) 다음 단계 연구비 사용계획 ... 14
• 5) 연구 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 15
• 끝페이지 ... 29