본 과제는 Alzheimer's 치매 치료제 후보물질 개발로서 단백질응집모델인 ThT와 MDS을 통한 Aβ 응집 억제 물질 도출 및 CRISPR/Cas9을 접목한 알츠하이머병 세포모델에서 치료 효과를 검증하며, 후보물질의 작용 기전 규명 및 임상에서의 약물성 평가를 위한 기반을 구축하여 알츠하이머병 극복용 후보물질을 발굴을 목표로 함.

본 과제는 Alzheimer's 치매 치료제 후보물질 개발로서 단백질응집모델인 ThT와 MDS을 통한 Aβ 응집 억제 물질 도출 및 CRISPR/Cas9을 접목한 알츠하이머병 세포모델에서 치료 효과를 검증하며, 후보물질의 작용 기전 규명 및 임상에서의 약물성 평가를 위한 기반을 구축하여 알츠하이머병 극복용 후보물질을 발굴을 목표로 함.

● 치매의 심각성이 사회의 주요 문제점으로 인식되면서 치매를 조기 발견하여 예방·치료하는 것에 대한 사회적 관심이 증대함. 질병 발병 위험인자로 선정된 돌연변이를 진단과 치료에 적용하여 기존의 문제점을 해결하고자함. ● 조발성 알츠하이머병으로 진단 받은 환자의 혈액을 1, 2차년도에 25개씩 제공받아 whole exome sequencing을 진행하여 위험 돌연변이를 발굴하고자 함. ● 아미노산의 상호작용과 단백질의 3D 구조를 예측하여 병원성 돌연변이 및 이형에 대한 가능성을 확인하여 잠재적 위험 돌연변이를 선정함. ● 선행연구를 통해 개발한 CRISPR/Cas9 기술을 활용하여 돌연변이가 포함된 유전자 변형 세포를 제작함. ● 선행연구에서 최적화된 프로토콜로 Aβ40, Aβ42, Aβ oligomer를 유전자 변형 세포에서 측정하며, 또한 환자의 혈액에서도 Aβ oligomer를 측정하여 in vitro 결과와의 연관성 및 임상 적용 가능성을 확인함. ● Aβ species 생산에 변화를 준 돌연변이의 병인적 메커니즘을 규명하기 위해 β, γ-secretase의 활성도를 측정함. ● 이와 관련된 세부 메커니즘에 접근하기 위해 유전자 변형 세포에서 mRNA, microRNA, 단백질의 프로파일일을 수행하며 추가적으로 결과를 분석하여 바이오마커도 발굴하고자함. ● 병인성이 높은 돌연변이를 조합하여 multiple transgenic 세포를 구축하여 알츠하이머병 모델로써의 적합성을 검증함. ● 최종적으로 한국인에 최적화된 치료약물 개발을 위한 한국형 알츠하이머병 모델 multiple transgenic mouse를 구축하고자 함. ● 기존 세계적으로 사용되는 5x transgenic mouse 수준에 준하는 모델을 제작하기 위하여 한국형 알츠하이머병 모델 mouse의 질병 모델 적합 여부를 검증함.

치매의 심각성이 사회의 주요 문제점으로 인식되면서 치매를 조기 발견하여 예방·치료하는 것에 대한 사회적 관심이 증대함. 질병 발병 위험인자로 선정된 돌연변이를 진단과 치료에 적용하여 기존의 문제점을 해결하고자함. 조발성 알츠하이머병으로 진단 받은 환자의 혈액을 1년에 20개씩 제공받아 whole exome sequencing을 진행함. 새로 찾은 돌연변이들을 알츠하이머병과의 연관성을 가진 50~100 개의 유전자로 선정하여 Panel을 구축함. 아미노산의 상호작용과 단백질의 3D 구조를 예측하여 병원성 돌연변이 및 이형에 대한 가능성을 확인하여 잠재적 위험 돌연변이를 선정함. 돌연변이 유전자를 포함하는 vector를 제작하여 CRISPR Cas 9 및 Safe harbor system으로 세포에 삽입한 뒤 stable cell line을 제작함. Aβ40/42의 비율 측정은 Aβ40와 Aβ42에 특이적으로 반응하는 항체를 이용하여 양을 정량화함. 또한 환자의 혈액에서도 Aβ40/42의 비율을 측정하여 in vitro 결과와의 연관성을 확인함. Aβ42 oligomer를 기존에 개발한 MDS 기법으로 검출하여 어떤 돌연변이가 Aβ42 oligomer 증가를 확인함. Aβ40/42의 비율과 동일하게 Aβ42 oligomer를 환자 혈액에서 측정하여 세포 수준에서의 결과와 비교하여 임상 적용 가능성을 확인함. Confocal 현미경을 사용하여 tau의 정상 세포와 돌연변이 세포에서의 morphology, 그리고 Aβ42가 세포 내에 어떤 형태와 어느 정도로 축적되어 있는지를 확인함.