연구의 내용
● 본 연구는 도마뱀 꼬리 재생 기작 연구를 통해 선별된 재생 촉진 인자 ENPL을 인간 피부 재생 분야에 적용하는 것을 목표로 한다.
● 피부 손상 후 유도되는 저산소 환경에서 ENPL의 피부 재생 촉진 효과 입증을 목표로 한다.
● 따라서 저산소 조건의 in vitro, in vivo 실험을 통해 ENPL의 피부 재생 촉진 효과 및 기작 규명을 최종 목표로 하고, 이를 위하여 다음과 같은 연구를 수행하고자 한다.
1. 정상산소(normoxia) 및 저산소 환경에서 ENPL 발현 패턴 및 신호전달 기작 비교 분석
2. 저산소 환경에서 ENPL의 기능적 역할 규명
3. 저산소 환경에서 ENPL의 발현 증폭 및 억제에 의한 phenotype 분석
4. 저산소 환경에서 ENPL의 발현 증폭 및 억제에 의한 재생 촉진 효과 검증
5. 저산소 환경에서 ENPL의 발현 증폭 및 억제에 의한 신호 전달 경로 비교 분석
6. 신호 전달 경로에 대한 활성화 및 억제 처리를 통해 ENPL에 의한 피부 재생 촉진 신호 체계 규명
7. 세포 추적(cell trafficking)을 위한 GFP 유전자 및 αSMA 프로모터-mCherry 서열 도입 세포주 구축
8. 세포 탑재 바이오필름을 이용한 동물실험을 통해 생체 수준에서 ENPL의 재생 촉진 효과 검증
9. 인공 피부(air liquid interface culture; ALI) 모델을 이용한 인간 조직 수준에서 ENPL의 재생 촉진 효과 검증
연구의 내용
● 본 연구는 도마뱀 꼬리 재생 기작 연구를 통해 선별된 재생 촉진 인자 ENPL을 인간 피부 재생 분야에 적용하는 것을 목표로 한다.
● 피부 손상 후 유도되는 저산소 환경에서 ENPL의 피부 재생 촉진 효과 입증을 목표로 한다.
● 따라서 저산소 조건의 in vitro, in vivo 실험을 통해 ENPL의 피부 재생 촉진 효과 및 기작 규명을 최종 목표로 하고, 이를 위하여 다음과 같은 연구를 수행하고자 한다.
1. 정상산소(normoxia) 및 저산소 환경에서 ENPL 발현 패턴 및 신호전달 기작 비교 분석
2. 저산소 환경에서 ENPL의 기능적 역할 규명
3. 저산소 환경에서 ENPL의 발현 증폭 및 억제에 의한 phenotype 분석
4. 저산소 환경에서 ENPL의 발현 증폭 및 억제에 의한 재생 촉진 효과 검증
5. 저산소 환경에서 ENPL의 발현 증폭 및 억제에 의한 신호 전달 경로 비교 분석
6. 신호 전달 경로에 대한 활성화 및 억제 처리를 통해 ENPL에 의한 피부 재생 촉진 신호 체계 규명
7. 세포 추적(cell trafficking)을 위한 GFP 유전자 및 αSMA 프로모터-mCherry 서열 도입 세포주 구축
8. 세포 탑재 바이오필름을 이용한 동물실험을 통해 생체 수준에서 ENPL의 재생 촉진 효과 검증
9. 인공 피부(air liquid interface culture; ALI) 모델을 이용한 인간 조직 수준에서 ENPL의 재생 촉진 효과 검증
1. 도마뱀 유래 단백질의 분리 및 동정을 통한 항암 인자 후보군 선별
* 단백질을 분리하고 in vitro screening system을 통해 유효 단백질 후보군 선별
- 도마뱀 꼬리 조직으로부터 단백질 혼합물을 추출하여 size chromatography,
ion exchange chromatography를 통해 단백질을 부분 분리 및 분류
* Proteomics 기법을 이용하여 주요 항암 인자의 발굴
- 동정된 단백질의 서열을 분석하고, 단백질 분석 소프트웨어를 이용하여 주요 항암
단백질의 서열을 최종 동정
2. 항암 신호 전달 경로 규명 및 유전자 클로닝
* 선별된 주요 항암 인자의 기능 분석 및 항암 관련 신호 전달 경로 분석
- 선별된 주요 항암 인자를 중심으로 단백질들을 기능에 따라 clustering하여
분석한 데이터와 NCBI에 공개된 유전체 데이터를 통합하여 신호 전달 경로를 규명
* 선별된 주요 항암 인자의 클로닝을 통한 단일 단백질의 항암 효과 입증
- 단일 단백질을 다양한 암세포주에 처리하여 in vitro screening system을 통해
항암 효과를 입증
3. 펩티드 제제 제작 및 동물 실험을 통한 항암 효능 입증
* 기능성 도메인 발굴을 통한 펩티드 제제 제작 및 다양한 형태의 항암 물질 창출 - 클로닝한 유전자의 각 도메인에 대한 돌연변이를 제작하여 항암 기능성 도메인을
탐색하여 선별하고 펩티드 서열을 확립
* 동물 실험을 통한 항암 효능 입증
- 임상적 효과를 in vivo 실험을 통해 검증
1. 도마뱀 유래 단백질의 분리 및 동정을 통한 항암 인자 후보군 선별
* 단백질을 분리하고 in vitro screening system을 통해 유효 단백질 후보군 선별
- 도마뱀 꼬리 조직으로부터 단백질 혼합물을 추출하여 size chromatography,
ion exchange chromatography를 통해 단백질을 부분 분리 및 분류
* Proteomics 기법을 이용하여 주요 항암 인자의 발굴
- 동정된 단백질의 서열을 분석하고, 단백질 분석 소프트웨어를 이용하여 주요 항암
단백질의 서열을 최종 동정
2. 항암 신호 전달 경로 규명 및 유전자 클로닝
* 선별된 주요 항암 인자의 기능 분석 및 항암 관련 신호 전달 경로 분석
- 선별된 주요 항암 인자를 중심으로 단백질들을 기능에 따라 clustering하여
분석한 데이터와 NCBI에 공개된 유전체 데이터를 통합하여 신호 전달 경로를 규명
* 선별된 주요 항암 인자의 클로닝을 통한 단일 단백질의 항암 효과 입증
- 단일 단백질을 다양한 암세포주에 처리하여 in vitro screening system을 통해
항암 효과를 입증
3. 펩티드 제제 제작 및 동물 실험을 통한 항암 효능 입증
* 기능성 도메인 발굴을 통한 펩티드 제제 제작 및 다양한 형태의 항암 물질 창출 - 클로닝한 유전자의 각 도메인에 대한 돌연변이를 제작하여 항암 기능성 도메인을
탐색하여 선별하고 펩티드 서열을 확립
* 동물 실험을 통한 항암 효능 입증
- 임상적 효과를 in vivo 실험을 통해 검증
본 과제는 종양 주변 환경에 있는 단백질을 이용해 정상 세포가 암줄기세포로 되돌아가는 과정을 유도하고, 실험실에서 반복 가능한 종양 줄기세포주를 만드는 연구임.
연구목표는 종양 미세환경 단백질로 역분화를 유도하여 종양 줄기세포주의 in vitro 모델을 확립하는 데 있음. 핵심 연구내용은 역분화 기반 세포주 확립, 배양 방법 구축, 줄기세포성·분화능 검증, 암세포 특이성 및 고형암 형성 능력 검증, 세포 독성·내성 및 신호 전달 체계 규명, 동물실험을 통한 방사선 치료 내성·항암 효과 확인, 항암제 스크리닝 모델로의 응용임. 기대효과는 1차 배양 의존 수급 문제 완화로 충분한 양 확보가 가능해짐, 종양 미세환경-종양 줄기세포 상호작용 연구 기반 마련됨, 항암제 개발·내성 연구 활용 및 원천 특허 확보로 시장 경쟁력 확보가 기대됨.