초록 ▼

□ 연구개요
가. 심혈관질환 단계적 신규 진단지표 발굴의 필요성
• 심혈관질환의 대표적 질병인 심근경색은 관상동맥질환 환자의 50% 이상을 차지하고 있으며, 심근경색이 발생하면 발생 환자의 약 40%가 사망하게 됨. 심근경색은 환자가 인지하지 못하는 사이에 병변이 서서히 발현되며, 심근경색으로 인한 사망이나 후유증을 감소시키기 위해서는 해당 질환의 임상적 조기 진단이 반드시 필요함
• 대사체학은 질량분석기, 통계학 및 생물정보학을 활용하는 최신 오믹스 기반 학문으로, 대사체학을 통해 정상인, 동맥경화증 환자군 및 심

□ 연구개요
가. 심혈관질환 단계적 신규 진단지표 발굴의 필요성
• 심혈관질환의 대표적 질병인 심근경색은 관상동맥질환 환자의 50% 이상을 차지하고 있으며, 심근경색이 발생하면 발생 환자의 약 40%가 사망하게 됨. 심근경색은 환자가 인지하지 못하는 사이에 병변이 서서히 발현되며, 심근경색으로 인한 사망이나 후유증을 감소시키기 위해서는 해당 질환의 임상적 조기 진단이 반드시 필요함
• 대사체학은 질량분석기, 통계학 및 생물정보학을 활용하는 최신 오믹스 기반 학문으로, 대사체학을 통해 정상인, 동맥경화증 환자군 및 심근경색 환자군 혈청에서 단계적 진단지표를 발굴하여 동맥경화증 및 심근경색의 발생의 조기 진단 및 예측으로 심혈관질환의 진행을 사전에 차단할 것으로 사료됨

□ 연구 목표대비 연구결과
최종목표는 민감도 및 특이도가 높은 대사적 진단지표를 발굴, 이를 검출할 수 있는 고친화적-고특이적 압타머센서를 개발하여 심혈관질환의 단계적 위험도를 예측하여 이를 사전에 예측하고자 함
1차년도 연구목표
• 고해상도 액체크로마토그래피-질량분석기 (LC-MS Q-TOF)를 이용하여 정상인, 동맥경화증 환자 및 심근경색 환자의 혈청을 동시적으로 정성분석을 수행하여 정상과 동맥경화증, 동맥경화증과 심근경색으로 이어지는 10개 이상의 심혈관질환 단계적 진단지표 후보물질 발굴을 목표로 함
1차년도 연구결과 (달성도 150%)
• 연구개발과제 수행 성과는 대사체 10개 이상의 유력한 후보물질 발굴을 제시 하였으며 ROC분석으로 민감도와 특이도가 높은 유력한 후보물질 발굴하였음
• 심혈관질환 단계적 진단지표 후보물질은 저분자 compound이므로 small molecule용 압타머 구축을 위해 SELEX 기법을 구축함
2차년도 연구목표
• 심혈관질환 단계적 진단지표 후보물질 선발 중 1차년도 결과에 제시가 되지 않았던 유력한 물질을 LC-MS QQQ의 Multiple reaction monitoring (MRM)을 사용하여 정량분석을 진행하고 ROC Curve를 사용하여 타당성을 도출함.
• 심혈관질환 단계적 진단지표 바이오마커 후보물질로 Cortisol을 이용하여 SELEX 기법을 구축함
2차년도 연구결과(달성도 120%)
• 연구개발과제 수행 성과는 대사체 10개 이상의 유력한 후보물질 발굴하고 LC-MS/MS MRM기법으로 농도 도출하고 ROC분석으로 민감도와 특이도가 높은 후보물질 발굴하였음
• SS-SELEX는 random library를 고정화하여 aptamer를 선별하는 library immobilized SELEX 기법중 하나로써, library의 constant strand(CS) 와 hybridization할 수 있는 anti-central strand(ACS)를 이용하여 Cortisol aptamer 선별 모니터링 고효율 선별 시스템을 구축함
3차년도 연구목표
• 신규 샘플 혈청을 가지고 액체크로마토그라피 기반 고감도질량분석기로 분석 후 다변량 통계분석으로 바이오마커 검증 및 확인함
• 2차년도에 Structure Switching SELEX (SS-SELEX)기법 이용하여 aptamer 후보군들 중심혈관질환 바이오마커와 높은 결합력을 가진 서열 선정 및 최적화로 고특이적 aptamer 확보
3차년도 연구결과(달성도 120%)
• 3차년도 연구개발과제 수행 성과는 대사체 44개 이상의 유력한 후보물질 발굴을 제시하였으며 경로분석과 데이타마이닝으로 가능성이 높은 유력한 후보물질 발굴하였음
• Structure Switching SELEX (SS-SELEX)을 통해 앞서 선정한 최적의 aptamer candidates 서열 2종과 target molecule인 cortisol 간의 결합 가능성을 확인하고 Structure Switching Particle Display(SS-PD)를 기반으로 small molecule과 aptamer 간의 정밀한 결합력 측정 방법을 구축함
4차년도 연구목표
• 정상인, 동맥경화증 환자 혈청을 정성분석을 수행하며 고분해능 표적 대사체학을 이용하여 정상인과 동맥경화증 환자의 혈청을 이용하여 동맥경화증 조기 진단을 위한 새로운 바이오마커 식별하고 농도 범위의 기준을 정함
• 미국 Creative Biolabs로부터 제작된 Thiol modified- , Amino-modified anti-cortisol aptamer 구입하여 Amino-Modified Anti-Cortisol 고정화 test
4차년도 연구 결과(달성도 100%)
• 새로운 샘플에서 심혈관질환 예측 바이오마커를 검증하였으며 purine 경로와 아미노산 합성 경로, 스테로이드 합성 경로에서 유의미하게 변화하였으며, ROC curve에서 민감도, 특이도가 0.9 이상이 나타났음
• Structure Switching SELEX (SS-SELEX)을 통해 발굴한 심혈관질환 바이오마커, cortisol에 결합하는 Amino Modified Anti-Cortisol 압타머를 구입하여 Au electrode에 고정화를 설계하고 시도하였음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
가. 연구성과적 측면
• 동맥경화증으로부터 기인하는 심근경색의 단계적 진단지표의 발굴 및 검증을 성공적으로 수행함으로써 기존 질병에 대한 신규 조기 진단키트 개발의 대표적인 예가 될 것이며, 본 연구팀들은 연구 주제뿐만 아니라 다양한 질병에 대한 진단지표와 진단 프로브를 연구 및 개발함으로써 원천기술 확보로 세계적인 연구 성과를 도출할 수 있을 것으로 사료됨
나. 사회·경제적 측면
• 효과적인 진단방법을 개발함으로써 국민건강증진에 기여하고, 조기 진단 및 단계적 진단에 의한 환자 맞춤 의료 시행으로 의료비용의 절감 및 새로운 원천기술개발을 위한 기초 자료를 제공함으로써 미래의 일자리 창출의 경제적 기여가 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 심혈관질환 단계적 신규 진단지표 발굴의 필요성 ... 5
• 나. 진단키트 개발에서 압타머의 중요성 및 활용성 ... 5
• 다. 연구개발의 최종목표 및 연구 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 19
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 19
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 3) 목표 달성 수준 ... 20
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 21
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 22
• 가. 연구성과적 측면 ... 22
• 나. 사회·경제적 측면 ... 23
• 6. 자체점검표 ... 23
• 7. 참고문헌 ... 23
• 끝페이지 ... 45