슈반세포 내 말초신경퇴행과 관련된 여러 단백질 및 신호전달경로를 동시에 억제하는 다중표적 약물을 시스템신경해부학적 분석기법을 통해 발굴하고, 그 약리기전을 구명하여 말초신경퇴행성 질환에 대한 치료전략을 제시하고자 함.

본 과제는 말초신경계 신경아교세포인 슈반세포를 자가 뇌이식(auto-transplantation)으로 뇌손상 부위에 이식하여 뇌질환 치료 기술을 개발하는 연구임. 연구목표는 역분화(de-differentiated) 슈반세포로 중추신경계의 축삭재생(axon regeneration) 및 재미엘린화(re-myelination)를 제어하고, in vitro 기전연구 플랫폼 구축과 슈반세포 자가 이식 임상적용 전략을 제시하는 데 있음. 연구내용은 슈반세포 재생능력 차이 분석(RNA-seq/마이크로어레이, 유전자 발현 조절 바이러스 벡터: over-expression 아데노바이러스, 발현 억제 shRNA 렌티바이러스)과 공동배양 기반 in vitro 플랫폼 및 in vivo 신경재생 제어, 배양/착상 조건 최적화(matrigel, ascorbic acid, ECM) 수행임. 기대효과는 원천기술 확보로 경제적 이득 및 글로벌 시장 선도, 국내 세포이식 치료역량 업그레이드와 함께 난청·신경종양 수술 후 기능회복·말초신경 이상 등 전 신경계 질환으로의 파급 가능성 확보임.

1. ARSs가 말이집 역학에 미치는 영향연구 ① ARSs 발현조절 시스템 구축 ② 슈반세포에서 ARSs의 말이집 역학관련 비특이적 생리기능 연구 ③ ARSs가 월러변성 중 말이집탈락에 미치는 관련성 여부 조사 2. ARSs가 신경퇴행과정에 미치는 영향연구 ① 슈반세포 특이적 바이러스 벡터를 이용한 ARSs 과발현 또는 발현억제 시스템 이용 ② ARSs가 슈반세포 탈분화에 미치는 관련성 여부 조사 ③ 슈반세포 내 ARSs 발현변화가 축삭퇴행에 미치는 관련성 여부 조사 ④ ARSs가 슈반세포 세포증식에 미치는 관련성 여부 조사 3. ARSs가 말초신경 재생과정에 미치는 영향연구 ① 바이러스 벡터를 이용한 ARSs 과발현 또는 발현억제 시스템 이용 ② ARSs가 슈반세포 세포사멸에 미치는 관련성 여부 조사 ③ ARSs가 말이집재형성에 미치는 관련성 여부 조사 ④ 슈반세포 내 ARSs 발현변화가 축삭재생에 미치는 관련성 여부 조사 ⑤ 슈반세포 내 ARSs 발현변화가 신경재분포에 미치는 관련성 여부 조사

아데노바이러스 벡터를 이용하여 ARS/AIMP 라이브러리 시스템 -단백질 합성에 필수적인 아미노실 tRNA 합성효소 (Aminoacyl synthetase, ARS)의 발현변화는 여러 가지 질병의 원인이 됨으로 생존에 필수적인 단백질이다. -생체내에서 ARS 및 AIMP를 효율적으로 과발현시키는 아데노바이러스 벡터을 이용함. -연구단에서 제공받은 ARS/AIMP WT 및 site-directed mutagenesis을 이용한 돌연변이를 이용하여 ARS/AIMP 라이브러리 구축 -아데노바이러스 벡터는 CAG 프로모터(범용프로모터)를 포함한 pAdTrack plasmid로 바이러스재조합 과정을 거친 후 정제하여 완성함 렌티바이러스를 이용하여 ARS/AIMP 발현 억제 시스템 -생체내에서 ARS 및 AIMP를 효율적으로 억제시키는 렌티바이러스를 이용함. -연구단에서 제공받은 ARS/AIMP shRNA 정보를 이용하여 ARS/AIMP 억제 렌티바이러스 구축 -U6 프로모터를 이용하여 in vivo gene발현을 억제시키는 최적의 shRNA 바이러스를 만든 후 정제하여 완성함. 맞춤형 주문 제작하고 그 in vivo 적용서비스 -연구단에서 요구되는 바이러스 벡터를 구축하여 서비스하며 그 바이러스 벡터의 in vivo 적용법을 구축 후 연구단 구성원과 공유함