초록 ▼

□ 연구 목표 및 내용
◎ 최종 목표
담즙정체성 간섬유화의 병인 기전 및 오토파지 조절 기전을 규명하고, 이를 기반으로 선별된 FDA 승인 약물들을 in vitro/in vivo모델과 환자 유래 간 오가노이드(Ex vivo)를 통해 효능과 유효성을 검증하여 담즙정체성 간섬유화의 신규 표적 치료제를 발굴하고자 함.

◎ 전체 내용
(1차년도 목표) In vitro system을 이용한 담즙정체성 간섬유화의 오토파지 조절 기전 규명
-간섬유화의 발생 과정에서 오토파지는 기인하는 세포 및 시기에 따라 활성

□ 연구 목표 및 내용
◎ 최종 목표
담즙정체성 간섬유화의 병인 기전 및 오토파지 조절 기전을 규명하고, 이를 기반으로 선별된 FDA 승인 약물들을 in vitro/in vivo모델과 환자 유래 간 오가노이드(Ex vivo)를 통해 효능과 유효성을 검증하여 담즙정체성 간섬유화의 신규 표적 치료제를 발굴하고자 함.

◎ 전체 내용
(1차년도 목표) In vitro system을 이용한 담즙정체성 간섬유화의 오토파지 조절 기전 규명
-간섬유화의 발생 과정에서 오토파지는 기인하는 세포 및 시기에 따라 활성화되거나 저해되는 양방향성의 기능 장애를 보임. 최근 담즙정체성 간섬유화 발생 과정에서도 오토파지 기능 장애는 보고되어 있지만, 정확한 오토파지의 역할 및 조절 기전에 대해서 밝혀진 것이 없음.
-따라서 담즙정체성 간섬유화에 관여하는 다양한 세포를 이용하여 최적화된 in vitro system에서의 오토파지 조절 기전을 규명하고자 함.

(2차년도 목표) 담즙정체성 간섬유화의 동물모델 구축 및 in vivo에서의 오토파지 조절 기전 규명
-담즙정체 유도 화학 물질과 외과적 수술방법을 이용하여 담즙정체성 간섬유화 동물모델을 구축하고, 확립된 동물모델과 오토파지 결핍 마우스를 통해 in vivo에서의 담즙정체성 간섬유화의 오토파지 조절 기전을 규명하고자 함.

(3차년도 목표) 오토파지 조절 기반 후보 임상 화합물의 선별과 효능 검증
-1차/2차년도 연구를 통해 규명된 오토파지 조절 기전에 따른 후보 임상화합물을 선택하여 담즙정체성 간섬유화 완화 효능을 검증하고자 함.
-신약 재창출(Drug repositioning)방법으로 후보 임상 화합물을 선별하였으며, 이는 오토파지를 조절하는 mode of action이 명확한 FDA 승인 약물임.

(4차년도 목표) 생체 내 간 모사 오가노이드 제작을 통한 약물 선별 플랫폼 구축 및 동질성 검증
-생체 내 간은 간세포, 담관세포, 간성상세포, 쿠퍼세포로 이루어져 있으며, 세포 사이의 cross-talk에 의해서 간섬유화가 유발됨.
-따라서 생체 내 간을 모사하기 위해 인간 유래 간 조직으로 공배양 오가노이드를 제작하여 약물 선별 플랫폼을 구축하고자 함.

(5차년도 목표) 오가노이드 플랫폼을 이용한 임상 화합물의 유효성 평가
-4차년도 연구를 통해 구축한 인간 유래 간오가노이드 플랫폼을 이용하여 in vitro/in vivo모델에서 효능이 검증된 임상 화합물의 유효성을 평가하고자 함.
-구축한 오가노이드 플랫폼은 담즙정체성 간 섬유화 환자의 개인 맞춤 의학에 적용하는 후향적 연구에 활용 가능함.

◎ 1단계
● 연구 목표
○ 1단계 연구목표: 담즙정체성 간섬유화의 in vitro/in vivo모델을 이용한 오토파지 조절 기전 규명과 후보 임상 화합물의 선별 및 효능 검증
-1차년도 목표: In vitro system을 이용한 담즙정체성 간섬유화의 오토파지 조절 기전 규명
-2차년도 목표: 담즙정체성 간섬유화의 동물 모델 구축 및 in vivo에서의 오토파지 조절 기전 규명
-3차년도 목표: 오토파지 조절 기반 후보 임상 화합물의 선별과 효능 검증

● 연구 내용
1차년도 연구내용:
-담즙정체성 간섬유화의 in vitro system 구축
-ATG5와 ATG7의 siRNA를 이용한 세포 기반 오토파지 조절 기전 규명
-담즙정체성 간섬유화 동물 모델에서의 담즙산 대사체 분석으로 세포모델 검증

2차년도 연구내용:
-ANIT (alpha-naphthylisothiocyanate)를 통한 급성 담즙정체성 간섬유화 동물모델 구축
-간 특이적 오토파지 결핍 마우스 (Alb-cre Atg7 flox)를 이용한 오토파지의 저해에 따른 급성 담즙정체성 간섬유화 완화 효능 검증
-고지방 고콜레스테롤 식이를 이용한 만성 담즙정체성 간섬유화 동물모델 구축 및 담즙산 대사조절 이상 검증
-RFP-GFP-LC3-Tg 마우스를 이용한 급성/만성 담즙정체성 간섬유화에서의 오토파지 활성 검증
-간 특이적 오토파지 결핍 마우스를 통해 만성 담즙정체성 간섬유화에서의 오토파지 결핍에 의한 생존률 저하 확인
-BDL(Bile-duct-ligation) 동물 모델 구축을 위한 동물실험계획서 승인

3차년도 연구내용:
-오토파지 receptor p62의 간 특이적 결핍 마우스를 이용하여 급성/만성으로 유도한 담즙정체성 간섬유화에서의 오토파지의 기능 추가적 검증
-오토파지의 역할이 급성의 경우 오토파지의 저해가 보호적, 만성의 경우 오토파지의 활성이 보호적인 효과로 차이를 규명
-약물 선별시 급성/만성 조건에 따른 선택적 선별이 효능이 따를 것을 확인
-4/5차년도 연구 수행을 위한 인간 유래 간 오가노이드 제작을 위한 IRB 과제 승인 및 인간 유래 간 오가노이드 제작하여 섬유화 유도조건을 확립

◎ 2단계
● 연구 목표
○ 2단계 연구목표: 담즙정체성 간섬유화 환자 유래 간오가노이드(ex vivo)를 이용한 선별된 임상 화합물의 유효성 평가
-4차년도 목표: 생체 내 간 모사 오가노이드 제작을 통한 약물 선별 플랫폼 구축 및 동질성 검증
-5차년도 목표: 오가노이드 플랫폼을 이용하여 선별된 임상화합물의 유효성 평가

● 연구 내용
4차년도 연구내용:
-3차년도에서 선별된 급성/만성 담즙정체성 간섬유화에 따른 선별된 오토파지 억제제/저해제의 효능 검증 후 오가노이드 플랫폼에 적용예정
-생체 내 간 모사 오가노이드 모델 구축 하여 질환 동질성 검증 및 약물 유효성 평가 플랫폼으로 구축 예정

5차년도 연구내용:
-구축한 오가노이드 플랫폼을 활용한 후보 약물 유효성 평가
-답즙정체성 간섬유화의 신규 표적 치료제 개발로 제시 및 구축한 오가노이드 플랫폼을 환자 개인 맞춤 의학 후향적 연구에 활용 할 예정

□ 연구성과
○ 1단계 정량적 연구성과:
-1차년도(2021)
한국분자세포생물학회 2021년도 정기학술대회에 제2회 이세영 우수박사학위 논문상 수상 및 초청강연을 진행함
-2차년도(2022)
제1저자로 간 질환 분야 우수학술지인 Redox biology (IF=10.787) 1편, Gastroenterology report (IF=4.1) 1편, 총 2편의 SCI논문을 게재함

-3차년도(2023)
제1저자로 Digestive and Liver Disease (IF=4.5) 1편의 SCI논문을 게재함. 미국 보스턴에서 개최된 AASLD 미국간학회에서 포스터발표를 진행함. 또한, 포스코청암재단 주관 2023 포스코사이언스펠로십 선정 (담즙정체성 간질환 치료 연구 주제).

○ 1단계 정성적 연구성과:
-1차년도(2021): 세포를 이용한 담즙정체성 간섬유화 모델 확립 및 담즙정체성 간섬유화에서 오토파지 조절 기전 규명
-2차년도(2022): 급성/만성 담즙정체성 간섬유화 모델 구축 및 오토파지 활성 및 기능 검증을 동물실험 기반 규명
-3차년도(2023): 오토파지 receptor p62의 간 특이적 결핍 마우스를 활용해서 급성/만성 담즙정체성 간섬유화에 따라 오토파지의 기능 규명 및 후보 임상 화합물의 선별과 인간 유래 간 오가노이드 제작을 위한 IRB 승인 및 조건구축

○ 2단계 (4차/5차년도; 2024-2025) 정량적·정성적 연구성과 목표:
-차후 진행 될 2단계 연구 4차/5차년도에서 본 과제의 결과물을 활용하여 high-impact 학술지에 논문게재를 목표로 함.
-구축한 인간 유래 오가노이드 약물 선별 플랫폼을 활용하여 담즙정체성 간섬유화의 신규 표적 치료제를 제시하는 것을 목표로 함.

□ 연구성과의 활용 계획 및 기대효과
○ 연구성과의 활용 계획
-담즙정체성 간섬유화 오가노이드를 이용한 개인 맞춤 의학에 활용 가능
-선별한 약물을 인간 유래 간 오가노이드 플랫폼을 통해 임상 적용 가능성을 검증하여 표적 치료제 개발의 성공 가능성을 높일 것임.
-환자 유래 간 조직을 활용하여 간 오가노이드를 제작하면 지속적 배양이 가능하여, 이를 활용한 환자 개인 맞춤 의학 치료가 가능하고, 재발 환자의 치료에도 활용성이 매우 높음.

○ 연구성과의 기대효과
-과학기술적 측면: 본 연구 성과는 신약 재창출 방법으로 오토파지 조절 기반 후보 약물을 선별하고 세포/동물/인간-오가노이드에서의 동질성 효능을 검증함으로써 효율적 신규 표적 치료제 개발의 성공모델 제시로 기대효과가 큼. 오토파지를 접목한 질병 치료 연구의 확장과, 대한민국을 과학 기술 강국으로 선도하는데 보탬이 될 것임.
-경제적.산업적 측면: 치료제 개발은 경제적 파급효과가 매우 클것으로 기대됨. 환자 유래 간 오가노이드를 활용하여 개인 맞춤 의학 치료법과 재발 치료의 활용을 통해 의료비 지출을 절감시킬 수 있으며 이로 인한 경제,산업적 가치는 매우 뛰어날 것으로 판단됨.
-사회적 측면: 담즙정체성 간섬유화의 표적 치료제를 제시함으로써 간경변증과 간암의 발생을 억제 시킬 수 있고, 이를 통해 유병률 및 사망률을 낮춤과 동시에 사회적 비용 절감을 통해 환자들의 삶의 질이 크게 향상될 것임.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 6
• 1-1) 연구과제의 목적 ... 6
• 1-2) 연구과제의 필요성 ... 6
• 1-3) 연구과제의 범위 ... 6
• 2. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2-1) 1차년도 연구수행 과정 및 내용 ... 7
• 2-2) 2차년도 연구수행 과정 및 내용 ... 8
• 2-3) 3차년도 연구수행 과정 및 내용 ... 10
• 3. 연구과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 12
• 1) 연구수행 결과 ... 12
• 2) 목표 달성 수준 ... 13
• 3) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4) 중요 연구변경 사항 ... 14
• 4. 연구성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 14
• 5. 연구성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 다음 단계 연구계획 ... 14
• 1) 연구 목표 및 내용 ... 14
• 2) 연구 추진전략 ... 15
• 3) 연구 추진일정 및 기대성과 ... 15
• 4) 다음 단계 연구비 사용계획 ... 15
• 5) 연구 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 16
• 끝페이지 ... 35