본 과제는 위에 감염되는 H. pylori가 면역반응을 일으키는 원인을 밝혀, 실제 예방용 백신 항원을 설계하려는 연구임. 연구목표는 지상세포에 의해 처리되어 실제 면역반응 유발에 관여하는 H. pylori의 여러 항원을 규명하고, 방어능 및 면역유도능을 분석하여 H. pylori pan-vaccine에 이용 가능한 multi-epitope 항원을 개발하는 데 있음. 연구내용은 수지상세포 항원처리 항원 발굴, 방어능과 면역반응 분석, 선발 항원 조합을 통한 multi-epitope 항원 구성 후 H. pylori 감염 방어능과 급성·만성 감염 치료효과, 기억면역세포형능 분석으로 정리됨. 기대효과는 면역원성 후보 물질 개발로 백신용 항원개발 토대 마련 및 질병 예방과 위암 발생률 감소 기대임.

1년차(탐색 및 패턴연구): 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 의 다중오믹스 정보 분석 o 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 균주 선발 및 genome 분석 - 위점막 감염 및 염증유도능에 따른 균주 선별 - 선별된 균주들의 whole genome sequences 비교∙분석 o 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 균주의 transcriptome 분석 - 선별된 균주들의 유전체 발현양상 분석을 위한 microarray 제작 - 선별된 균주들의 유전체 발현양상 분석 o 위점막 감염 관련 핵심 유전자 탐색 및 reverse Northern blot을 통한 검증 - genome및 transcriptome 분석을 통해서 위점막 감염 관련 유전자 리스트 작성 - reverse Northern blot을 통한 선발된 유전자 검증 2단계(발굴 및 기능연구): H. pylori 위점막 감염에 관여하는 표적 유전자 발굴 o 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 균주의 proteome 분석 - 선별된 균주들의 단백체 발현 양상 비교∙분석 o 위점막 감염에 관여하는 표적유전자 발굴 및 변이주 제작 - 선별된 균주들의 다중오믹스 결과 종합 및 표적 유전자 목록 작성 - 유전자 Knockout 및 과발현 변이주 제작 3단계(기전 및 응용연구): H. pylori 감염 모델에서 표적분자의 병인기전 및 병원체-숙주 상호작용 연구 o H. pylori 감염 모델에서 표적분자의 병인기전 연구 - in vitro 및 in vivo H. pylori 감염 모델을 활용하여 표적 유전자 변이주 감염에 대한 조직병리학적 변화, colonization, 병원성, 면역학적 변화 등을 분석 o 발굴된 표적분자의 작용기전 분석과 숙주와의 총체적 면역현상을 바탕으로 병인기전의 전체적 도식화 - 앞서 다중오믹스 기법을 통해 도출된 유전자 profiles은 Ingeunity Pathway Analysis (IPA) 및 KEGG pathway 분석을 실시 - 다중오믹스 profiles에 의해 작성된 pathway 및 감염 모델에서 표적분자의 숙주의 반응 결과 조합을 통하여 H. pylori 의 총체적인 병인기전에 대해 도식화하고 병원체-숙주 상호작용 및 면역‧병인기전을 이해

1년차(탐색 및 패턴연구): 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 의 다중오믹스 정보 분석 o 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 균주 선발 및 genome 분석 - 위점막 감염 및 염증유도능에 따른 균주 선별 - 선별된 균주들의 whole genome sequences 비교∙분석 o 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 균주의 transcriptome 분석 - 선별된 균주들의 유전체 발현양상 분석을 위한 microarray 제작 - 선별된 균주들의 유전체 발현양상 분석 o 위점막 감염 관련 핵심 유전자 탐색 및 reverse Northern blot을 통한 검증 - genome및 transcriptome 분석을 통해서 위점막 감염 관련 유전자 리스트 작성 - reverse Northern blot을 통한 선발된 유전자 검증 2단계(발굴 및 기능연구): H. pylori 위점막 감염에 관여하는 표적 유전자 발굴 o 위점막 감염 양상에 따른 H. pylori 균주의 proteome 분석 - 선별된 균주들의 단백체 발현 양상 비교∙분석 o 위점막 감염에 관여하는 표적유전자 발굴 및 변이주 제작 - 선별된 균주들의 다중오믹스 결과 종합 및 표적 유전자 목록 작성 - 유전자 Knockout 및 과발현 변이주 제작 3단계(기전 및 응용연구): H. pylori 감염 모델에서 표적분자의 병인기전 및 병원체-숙주 상호작용 연구 o H. pylori 감염 모델에서 표적분자의 병인기전 연구 - in vitro 및 in vivo H. pylori 감염 모델을 활용하여 표적 유전자 변이주 감염에 대한 조직병리학적 변화, colonization, 병원성, 면역학적 변화 등을 분석 o 발굴된 표적분자의 작용기전 분석과 숙주와의 총체적 면역현상을 바탕으로 병인기전의 전체적 도식화 - 앞서 다중오믹스 기법을 통해 도출된 유전자 profiles은 Ingeunity Pathway Analysis (IPA) 및 KEGG pathway 분석을 실시 - 다중오믹스 profiles에 의해 작성된 pathway 및 감염 모델에서 표적분자의 숙주의 반응 결과 조합을 통하여 H. pylori 의 총체적인 병인기전에 대해 도식화하고 병원체-숙주 상호작용 및 면역‧병인기전을 이해

본 과제는 Helicobacter pylori 감염 시 수지상세포 및 포식세포와 조우하며 시작되는 초기면역반응 과정을 규명해 위염-궤양-위암으로 이어지는 방향을 예측하고 병원체를 근본적으로 제어하는 기술개발을 지향함. 연구목표는 H. pylori-숙주 상호작용의 세균측·세포측 핵심인자 동정 및 기전 규명에 있음. 핵심 연구내용은 integration shuttle vector pBHK 기반 H. pylori random mutant system 구축, 3,000개 이상 mutants library 및 특이 mutant selection, HLA ligandome 분석을 통한 immune epitope database 구축, 숙주세포 면역반응 분석 및 phagosome proteomics로 병원체-숙주 상호작용 규명, 동물모델에서 기능·병인론 mapping화임. 기대효과는 근본 병인기전 규명, 핵심 인자 기반 백신·진단·치료 기술 개발, 국내 mutant 제공으로 연구 시너지 생성임.