초록 ▼

□ 연구개요
▶ 난치성 질환인 척수손상의 운동신경회복 기전을 규명하고 기능적 회복을 향상시키는 치료법을 개발하기 위해 제브라피쉬 척수손상 모델을 개발하고, 이를 이용하여 척수손상 환자의 치료에 있어 기준점을 제시하고 척수손상 치료 후보 약물을 발굴하고자 함.
▶ 인간의 유전체와 유전학적, 기능적 유사성을 가지면서 신경계 구조가 유사한 제브라피쉬 성체에 외상성 척수손상을 발생시키고, 신경세포 특이적 형광발현 형질전환 모델을 이용한 In vivo imaging을 통하여 생체 내에서 특정 신경세포의 생성 및 이동과 분화 과정을

□ 연구개요
▶ 난치성 질환인 척수손상의 운동신경회복 기전을 규명하고 기능적 회복을 향상시키는 치료법을 개발하기 위해 제브라피쉬 척수손상 모델을 개발하고, 이를 이용하여 척수손상 환자의 치료에 있어 기준점을 제시하고 척수손상 치료 후보 약물을 발굴하고자 함.
▶ 인간의 유전체와 유전학적, 기능적 유사성을 가지면서 신경계 구조가 유사한 제브라피쉬 성체에 외상성 척수손상을 발생시키고, 신경세포 특이적 형광발현 형질전환 모델을 이용한 In vivo imaging을 통하여 생체 내에서 특정 신경세포의 생성 및 이동과 분화 과정을 관찰하고, 포유류와 달리 성체에서도 신경줄기세포가 광범위하게 존재하는 제브라피쉬 동물모델에서 운동신경세포의 재생 조절기전을 규명함.
▶ 선행연구에서 신경줄기세포 특이적 GFAP:CreERT2 transgenic과 운동신경줄기 세포 특이적 olig2:loxP-EGFP-loxP-mCherry transgenic 라인을 교배를 통해 제작한 Cre-loxP 형질전환 시스템을 활용, 성체에서 tamoxifen 처리에 의하여 olig2를 발현하는 성체 운동신경줄기세포만을 특이적으로 형광표지 하여 척수손상 이후에 새로 생성된 운동신경세포의 계통추적하고, 이를 통하여 신경줄기세포의 활성화를 통한 운동신경 재생을 위한 타겟후보물질을 발굴함.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶ Cre-loxP 형질전환 시스템을 사용한 제브라피쉬 배아에서 신경줄기세포(radial glia)에서 이차운동신경(SMN, secondary motor neuron)세포는 분화되나, 일차운동신경(PMN, primary motor neuron)세포는 분화되지 않는다는 사실을 확인함.
▶ 제브라피쉬 신경줄기세포 radial glia의 분화 활성을 증가시킬 수 있는 방법을 모색하기 위해 지질다당류(LPS, lipopolysaccharide) 소킹 후 분화정도를 비교하여, 염증유도물질(inflammatory inducer) 에 의한 제브라피쉬 신경줄기세포 radial glia의 분화 증가 현상을 확인하고, 척수손상시 염증유도물질이 척수재생 촉진에 관여하는 기전을 밝히기 위해, 지방산결합단백질(Fatty Acid Binding Protein)의 배아 및 성체 제브라피쉬 신경 줄기세포내 발현을 확인함.
▶ 성체 제브라피쉬에서 척수손상 후 운동신경 재생정도를 평가하기 위해 제브라피쉬 척수손상모델의 척수에 물리적 손상을 가한 후 아세틸콜린 합성효소의 활성을 비롯하여 운동신경세포 표지자 (motor neuron marker)들의 발현여부를 관찰하여 larva 와 성체 제브라피쉬에서의 운동신경세포 marker를 테스팅하여 확보함.
▶ 척수 손상 후 신경줄기세포에서 분화되는 재생조절기전에서 신호전달체계를 조절할 수 있는 각종 억제제 화합물을 screening 진행한 결과, Insulin-like growth factor(IGF) 억제제에서 재생되는 oligodendrocyte 수의 유의미한 감소를 확인하여 IGF 가 oligodendrocyte의 발생과 myelination 조절에 관여한다는 사실을 규명함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
수많은 연구와 임상시험에도 불구하고 인간의 척수 운동신경 재생은 여전히 많은 부분 미지의 영역임. 인간과 유사한 유전자 구조와 신경계 구조를 가진 제브라피쉬에서 운동신경세포 분화 기전을 규명하는 것은 척수신경 재생을 촉진시킬 수 있는 후보물질의 단서를 제공할 것으로 기대되며, 확립된 척수 운동신경 재생모델은 다양한 척수손상 후속연구에 활용될 수 있음. 척수손상 치료제 후보물질의 발견은, 척수손상 환자들의 삶의 질을 개선하고 장애 치료와 재활, 복지에 소요되는 비용을 절감하여 막대한 경제적 효과를 가질 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발과제의 최종목표 ... 4
• 나. 척수운동신경 재생 연구의 필요성 ... 4
• 다. 제브라피쉬 척수손상동물모델을 이용한 연구의 필요성 ... 4
• 다. 본 과제와 관련된 선행연구 및 연구가설 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 8
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 9
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 자체점검표 ... 10
• 7. 참고문헌 ... 11
• 끝페이지 ... 24