Biomolecular Condensates and Human Organoid-Based Toxicity Assessment
연구 내용
G3BP1 기반 스트레스 과립 리포터와 인간 폐 오가노이드를 구축하여 환경 유해물질의 세포 스트레스와 조직 손상을 실시간·비파괴적으로 분석하는 연구
세포가 화학물질, 미세먼지, 바이러스와 같은 외부 자극에 대응하는 과정에서 형성하는 스트레스 과립과 생체분자 응축체를 독성 반응의 초기 지표로 분석합니다. CRISPR/Cas9을 이용해 G3BP1에 형광 표지인자를 내재적으로 도입한 인간 폐 세포와 전분화능 줄기세포 모델을 구축하고, 실시간 이미징과 고내용량 분석으로 응축체의 형성·해체 동역학을 정량화합니다. 인간 유래 폐 오가노이드에서는 기도 및 폐포 상피의 복잡성을 반영하면서 미세먼지 노출에 따른 CYP1A1, CYP1B1, metallothionein 및 산화 스트레스 반응을 평가합니다. 2차원 세포와 동물모델의 한계를 보완하고 분자 스트레스에서 조직 장벽 손상까지 연결하는 인체 관련 독성평가 체계를 확보합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
5편
관련 특허
3건
관련 프로젝트
0건
연구 흐름
초기 연구는 RNA 결합단백질과 스트레스 과립의 형성, 세포 내 위치 변화, 감염 및 암 진행과의 관계를 분석하는 데서 출발했습니다. 이후 G3BP1-GFP 리포터를 인간 폐 세포에 도입하여 다양한 생활화학물질과 환경 유해인자에 대한 스트레스 과립 반응을 실시간으로 관찰하는 기술을 확립했습니다. 다음 단계에서는 인간 전분화능 줄기세포와 폐 오가노이드로 모델을 확장하여 미세먼지, 호흡기 바이러스, 산화 스트레스가 폐 조직에 미치는 영향을 분석했습니다. 최근에는 G3BP1-mCherry 오가노이드와 고내용량 이미징을 결합하여 응축체 형성을 조직 손상보다 앞선 조기 독성지표로 검증하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Biomolecular condensates: molecular structure, biological functions, diseases, and therapeutic targets
Particulate matter exposure exacerbates cellular damage by increasing stress granule formation in respiratory syncytial virus-infected human lung organoids
Human lung organoids reveal conserved CYP1A1 and metallothionein activation in response to particulate matter exposure
A novel G3BP1-GFP reporter human lung cell system enabling real-time monitoring of stress granule dynamics for in vitro lung toxicity assessment
CRISPR-engineered human lung organoids with a biomolecular condensate reporter enable mechanistic toxicity monitoring
관련 특허
구분
제목
세포질 상분리 현상 실시간 모니터링용 형광 표지인자가 도입된 인간 전분화능 줄기세포 모델 기반 독성 평가 시스템
흡입독성 평가용 형광 리포터가 도입된 인간 폐 세포 시스템
피부 자극성 평가용 형광 리포터가 도입된 인간 피부 세포 시스템