초록 ▼

□ 연구개요
ㅇ 지금까지 효과적인 비만치료제가 개발되지 못한 큰 이유 중의 하나는 비만의 원인을 지방조직에서만 찾아왔기 때문임. 지금까지 뼈는 비만연구자들에게 크게 관심이 되지 않았음. 따라서 본 연구에서는 새로운 비만 치료 전략을 위한 뼈-지방-근육의 상호작용을 규명하는 방법을 통해 비만 관련 신규 조절인자를 탐색하고자 함.
ㅇ ① 동물실험을 통해 뼈, 지방, 근육조직에서 분비되는 주요 단백질들의 상호작용(cross-talk)을 명확히 규명하고, ② 세포수준에서는 뼈, 지방, 근육세포의 동시배양시스템을 이용하여 세포분비

□ 연구개요
ㅇ 지금까지 효과적인 비만치료제가 개발되지 못한 큰 이유 중의 하나는 비만의 원인을 지방조직에서만 찾아왔기 때문임. 지금까지 뼈는 비만연구자들에게 크게 관심이 되지 않았음. 따라서 본 연구에서는 새로운 비만 치료 전략을 위한 뼈-지방-근육의 상호작용을 규명하는 방법을 통해 비만 관련 신규 조절인자를 탐색하고자 함.
ㅇ ① 동물실험을 통해 뼈, 지방, 근육조직에서 분비되는 주요 단백질들의 상호작용(cross-talk)을 명확히 규명하고, ② 세포수준에서는 뼈, 지방, 근육세포의 동시배양시스템을 이용하여 세포분비 단백질 및 cytokines들을 종합적으로 분석함으로 써 뼈-지방-근육 축 (bone-adipose-muscle axis)에서 중요한 역할을 하는 새로운 비만 조절인자를 발굴하여 새로운 개념의 비만치료제 개발을 위한 핵심자료를 제공하는 것을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
ㅇ 골기질 단백질 (bone matrix protein) 들의 비만관련 기능규명: Osteopontin, osteocalcin, osteonectin, osteoprotegrin 등의 주요 단백질들의 지질대사에서의 상세기능 규명→지금까지 보고된 17종의 BMP에 대한 3T3-L1 white adipocyte, HIB1B brown adipocyte에서의 발현을 조사한 결과 대부분의 BMP가 두 지방세포에서 발현되는 것으로 나타났고, 그 중 비교적 비만 관련 기능이 잘 규명되지 않은 BMP10, 11을 선정하여 지방세포에서의 열발생 관련 새로운 기능을 규명하였음.
ㅇ Proteomics 및 cytokine array 기술을 이용한 bone-adipose-muscle axis에서 새로운 조절인자 스크리닝→RNA-Seq 분석을 통해 ADAMTS15, CYP2E1, CYP2F2, CYFIP2, LCP1, ATP1A2, DRD4, FAM107A 등 총 8종의 지방세포에서의 새로운 열발생 조절인자를 발견하였고 각각의 기능을 개별 논문으로 발표하였음.
ㅇ 지방세포의 열발생 촉진을 통한 항비만 효과를 나타내는 천연물 발굴: Trans-cinnamic acid, Ketoprofen, Urolithin A, Theobromine, Trigonelline, Salvianolic acid B, Anthocyanin oligomers, Prednisone, β-caroten, Colchicine, L-Dopa, Trans-anethole, Curcumin, Echinacoside 등 총 14종의 열발생 촉진물질을 발굴하였고 개별 작용기전을 규명하였음.
ㅇ Bone-adipose-muscle axis 통합 해석을 통한 새로운 비만치료 전략을 제시→ UCP1이 osteoblast에서도 발현되고 조골세포에서 autophagy를 억제하는 기능을 최초로 보고함. 또한 Carboxylesterase 3, BMP11의 osteoblast 분화조절 상호기능을 최초로 규명함.
ㅇ 뼈-지방-근육 대사조절에서 개별 또는 통합 조절인자 및 지방세포에서 열발생을 촉진하는 물질들을 탐색하여 국제학술지에 26편의 연구논문을 발표하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
ㅇ 본 연구를 통해 에너지대사 관련 새로운 조절인자 8종을 발견하여 그 작용기전을 규명하였는데, 이들을 표적으로 하는 비만 기전의 이해 또는 비만치료제 개발에 중요한 자료를 제공해 줄 수 있음.
ㅇ 열발생 기능으로 비만을 억제할 수 있는 bone-adipose-muscle axis에서 발견된 새로운 조절 분자들과 열발생 촉진 천연물들은 직접 비만치료제 표적 분자가 되거나 새로운 개념의 비만치료제 개발에 중요한 자료를 제공하게 될 것임.
ㅇ 본 연구에서는 지방, 근육 등의 대사 조직에서 열발생을 촉진하는 14종의 천연물을 발견하였고 개별 작용기전을 규명하였음. 이들 대부분이 동물실험을 통해 체중감량 효과가 확인되었으므로 비만치료제 후보물질로서의 가능성이 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구개발의 목적 ... 4
• 1.2. 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.3. 가설 및 최종목표 ... 5
• 1.4. 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• [1] 골기질 단백질 (bone matrix protein) 들의 비만관련 기능규명 ... 5
• [2] 골형성 단백질 (BMP) 전체에 대한 bone-adipose-muscle axis 통합 기능 연구를 통한 비만관련 표적 단백질 발굴 ... 5
• [3] Mesenchymal stem cell (C3H10T1/2) 로부터 bone-adipose-muscle axis 핵심 regulatory molecules 발굴 ... 6
• [4] 비만치료효과가 우수한 천연물질 탐색연구 ... 7
• [5] 조골세포(osteoblast)에서 UCP1의 발현과 기능 최초보고 ... 8
• [6] Bone morphogenetic proteins (BMP10 & BMP11) 의 지방세포 및 근육세포에서의 기능규명 ... 8
• [7] 지방대사 단백질 carboxylesterase3과 골생성 단백질 BMP11의 Osteoblast 분화조절 상호기능 규명 ... 8
• [8] 지방세포에서 갈색지방화 (fat browning)를 촉진하는 분자 및 천연물질 동정 ... 9
• [9] 새로운 항비만 물질의 탐색 및 기전 규명 ... 10
• [10] 지방세포에서 갈색지방화 (fat browning) 관련 분자 동정 및 작용기전 규명 ... 11
• [11] L-dopa 의 지방대사에서 fat browning 유도효과 규명 ... 11
• [12] 도파민 수용체와 adrenergic 수용체의 fat browning 상승작용 규명 ... 11
• [13] Curcumin 의 지방세포 및 근육세포에서의 열생성 (thermogenesis) 메커니즘 규명 ... 12
• [14] β-Carotene 의 지방세포에서의 새로운 열생성 메커니즘 규명 ... 12
• [15] Colchicine 의 지방세포에서의 열생성 메커니즘 규명 ... 12
• [16] 지방세포 분화의 중요한 조절인자인 BMP11, Ces3의 새로운 cross-talk 기능규명 ... 12
• [17] FMR1-interacting protein 2 (CYFIP2) 단백질의 새로운 지방대사 기능규명 ... 13
• [18] Trans-anethole (TA) 의 근육세포에서의 열생성 메커니즘 규명 ... 13
• [19] Chrysin의 지방세포에서의 열생성 촉진효과 규명 ... 13
• [20] 도파민 수용체와 베타아드레날린 수용체의 백색지방세포에서의 열발생 상승 효과규명 ... 14
• [21] 도파민 수용체 4 (DRD4)의 열발생 관련 기능규명 ... 14
• [22] 도파민 수용체 5 (DRD5)의 열발생 관련 기능 규명 ... 14
• [23] 에키나코사이드 (Echinacoside)의 UCP1 및 ATP 의존적 열발생 원리규명 ... 15
• [24] 지방세포에서 베타 카로틴의 ATP 의존성 열발생 메커니즘 규명 ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발 결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 38