초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 In vitro 실험인 human astrocyte에 indoxyl sulfate 자극을 통해 요독증이 astrocyte에 미치는 영향 및 In vivo 실험인 5/6 nephrectomy 10주차 만성 신부전 모델을 대상으로 AST-120 투여를 통해서 indoxyl sulfate를 줄였을 때 인지기능 행동분석, 전기생리 검사, 병리적 검사를 통해 만성신부전에 의한 인지, 정서 기능의 장애 개선을 위한 타켓 발굴함.

□ 연구 목표대비 연구결과
● Indoxyl sulfate를 단기간

□ 연구개요
본 연구는 In vitro 실험인 human astrocyte에 indoxyl sulfate 자극을 통해 요독증이 astrocyte에 미치는 영향 및 In vivo 실험인 5/6 nephrectomy 10주차 만성 신부전 모델을 대상으로 AST-120 투여를 통해서 indoxyl sulfate를 줄였을 때 인지기능 행동분석, 전기생리 검사, 병리적 검사를 통해 만성신부전에 의한 인지, 정서 기능의 장애 개선을 위한 타켓 발굴함.

□ 연구 목표대비 연구결과
● Indoxyl sulfate를 단기간 노출시 astrocyte에 세포 독성을 MTT assay를 통해 확인하였고, apoptosis가 유발됨을 확인함.
● Astrocyte의 mitochondria 영향을 통해 악화를 XF Glycolysis stress test을 통해 glycolysis과정이 억제됨.
● Glycolysis 관련 protein 감소를 확인함.
● 이러한 In vitro 결과를 바탕으로 만성 신부전과 비슷한 환경 조성을 위해 저농도에 장기간 노출시켜서, glycolysis억제 및 이와 관련 단백질들이 장기간 노출 될수록 전반적인 억제가 됨을 증명함.
● 만성신부전 모델인 5/6 nephrectomy를 확립 후 3그룹으로 Control, CRF (5/6 nephrectomy후 10주 모델), CRF with AST-120 (CRF 모델에 10주간 AST-120 섭취)
● AST-120 투여의 확인을 위해 혈액에서 BUN, creatinine, Indoxyl sulfate개선 시키는 것을 확인하였고 신장내 섬유화 진행을 억제하는 것을 확인
● Behavior test인 Open-field test, light-darkness test, elevated plus maze test, Y-maze, Barnes maze, 2day novel objective recognition task를 시행하여 AST-120 투여가 만성신부전 유발 인지 및 정서 기능 장애를 개선할 수 있음을 증명함.
● 만성신부전에 의해서 해마내 GFAP( Glial fibrillary acidic protein) 와 acquaporin 4의 면역형광 염색이 증가함을 확인하고 AST-120 가 손상을 억제함으로 blood brain barrier의 손상을 줄여 줌을 증명함.
● 만성신부전에서 1~4Hz대의 delta wave가 증가하고, 4~7Hz대의 theta type 2 rhythm 및 7~12Hz대의 theta type wave가 현저하게 증가되고, normalized power도 증가하는 양상이나, AST-120 투여가 이러한 변화를 개선 시켜 주는 것을 확인함.
● 만성신부전 유발에 따라 fEPSP의 감소를 확인하고, 기억과 학습에 관련된 신경가소성이 해마 내 CA1에서 현저하게 저하되는 것을 확인할 수 있었으며 AST-120이 이런 악화를 개선시킴
● 만성신부전모델에서 brain의 frontal lobe을 single cell seq.을 시행. astrocyte의 differentially expressed genes을 확인하였고, 이를 통해 타겟 발굴 중

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 만성콩팥병에 의한 인지기능 장애 개선을 위한 타겟 발굴로 Indoxyl sulfate에 의한 astrocyte의 glycolsis의 억제가 관찰되었고, glycolysis 관련 enzyme의 억제를 증명함으로 indoxyl sulfate을 타겟으로 할 수 있음을 제시하며, glycolysis가 중요성을 보여줌. 또한 In vivo model인 5/6 nephrectomy 만성 신부전 모델에서 AST-120 투여를 통해 혈중 indoxyl sulfate 감소 및 인지, 정서 관련 행동 분석에서 향상, 조직학적으로 전기생리 검사로 이를 증명함으로 만성 신부전에 의한 인지기능 장애가 요독에 의한 것을 증명하여 이를 타겟으로 할 수 있음을 제시함. 또한 single cell RNA seq을 통해서 만성 신부전에 의한 frontal lobe의 cell population의 변화를 제시, astrocyte 내의 glycolysis관련 gene 변화를 확인할 수 있음. 본 연구를 통해 만성신부전에 의한 인지 정서 기능장애의 발생 원인이 요독증과 관련 있음을 in vitro 및 in vivo을 통해 증명함으로 다른 연구의 기초 자료로 활용이 가능하고, 이를 타겟으로 가능성을 제시하였다는데 의의가 크다 사료됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) Indoxyl sulfate에 단기 노출에 의한 별세포 손상 ... 5
• 2) Indoxyl sulfate에 단기 노출에 의한 세포 사멸을 확인 ... 5
• 3) Indoxyl sulfate에 단기 노출에 의한 별세포의 미토콘드리아 손상에 의한 glycolysis 억제 확인 ... 5
• 4) Indoxyl sulfate에 단기 노출에 의한 별세포의 형태학적 변화 확인 ... 5
• 5) Indoxyl sulfate에 장시간 노출 의한 별세포 손상 ... 6
• 6)　Indoxyl sulfate에 장시간 노출 의한 세포 사멸을 확인 ... 6
• 7) Indoxyl sulfate에 장기 노출에 의한 별세포의 미토콘드리아 손상에 의한 glycolysis 억제 확인 ... 6
• 8) Indoxyl sulfate에 단기 노출에 의한 별세포의 형태학적 변화 확인 ... 7
• 9) 만성 콩팥병 동물 모델 확립 ... 7
• 10) 만성 콩팥병에 의한 신장 조직 손상 확인 ... 8
• 11) 만성 콩팥병, AST-120 투여에 따른 Behavior test ... 8
• 12) 만성 신부전에 의한 타겟 단백질 변화 확인 및 AST-120 효과 확인 ... 10
• 13) 만성 콩팥병 유발 해마 내 LFP의 변화에 대한 AST-120 효과 ... 10
• 14) 만성콩팥병 유발 해마내 신경가소성의 변화에 대한 AST-120효과 ... 10
• 15) 만성 콩팥병에 전두엽의 Single cell mRNA transcrpitome 변화 확인 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 23