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김정윤 연구실
충남대학교
김정윤 교수
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김정윤 연구실

충남대학교 김정윤 교수

김정윤 연구실은 미생물학과 분자세포생물학을 기반으로 장내 마이크로바이옴의 면역 항상성 조절 기전, 마이크로바이옴-뇌 축을 통한 우울증·자폐증 등 뇌신경질환의 병태생리, 그리고 단백질체·전사체 분석을 활용한 질환 관련 세포 기전 규명을 수행하며, 기능성 미생물의 치료 응용과 특허 개발까지 연계하는 융합 의생명 연구를 전개하고 있다.

대표 연구 분야
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장내 마이크로바이옴과 면역 항상성 조절 thumbnail
장내 마이크로바이옴과 면역 항상성 조절
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 4
·
2025
<i>Akkermansia muciniphila</i> reverses neuronal atrophy in <i>Negr1</i> knockout mice with depression-like phenotypes
Hee-Gon Hwang, Ji-Woo Park, Hyo Jin Lee, Moon Yi Ko, Minhan Ka, Yun Kyung Lee, Jaeyoon Choi, Su-A In, Yeeun Lee, Soojin Lee, Min‐Soo Kim, Jeong‐Yoon Kim
IF 11
Gut Microbes
Genetic predispositions can shape the gut microbiome, which in turn modulates host gene expression and impacts host physiology. The complex interplay between host genetics and the gut microbiome likely contributes to the development of neuropsychiatric disorders, yet the mechanisms behind these interactions remain largely unexplored. In this study, we investigated the gut microbiota in <i>Negr1</i> knockout (KO) mice, which exhibit anxiety- and depression-like behaviors, as NEGR1 (neuronal growth regulator 1) is a cell adhesion molecule linked to neuronal development and neuropsychiatric disorders. Our findings show significant early-life alterations in the gut microbiota composition of <i>Negr1</i> KO mice, most notably a marked reduction in <i>Akkermansia</i> spp. along with reduced dendritic arborization and spine density in the nucleus accumbens (NAc) and the dentate gyrus (DG) of the hippocampus. Remarkably, daily administration of an <i>Akkermansia</i> strain isolated from wild-type mice reversed the neuronal structural abnormalities and ameliorated anxiety- and depression-like behaviors in <i>Negr1</i> KO mice. Transcriptomic profiling revealed upregulation of mitochondrial genome-encoded genes in the NAc and hippocampus of <i>Negr1</i> KO mice, along with a predisposition toward a pro-inflammatory state in the colon of <i>Negr1</i> KO mice. The <i>Akkermansia</i> supplementation downregulated these mitochondrial genes in the NAc and hippocampus and upregulated genes involved in T cell activation and immune homeostasis in the colon. These findings demonstrate a novel gene-microbiome interaction in the pathophysiology of <i>Negr1</i> KO mice, positioning <i>Akkermansia</i> spp. as a key mediator that improves neuronal atrophy and modulates anxiety- and depression-like behaviors. Our study provides compelling evidence for bidirectional interactions between host genetics and the gut microbiome in modulating neuropsychiatric phenotypes, offering new insights for addressing genetically influenced mental disorders.
https://doi.org/10.1080/19490976.2025.2508424
Biology
Akkermansia muciniphila
Phenotype
Depression (economics)
Knockout mouse
Gene knockout
Atrophy
Genetics
Pathology
Gene
2
article
|
hybrid
·
인용수 87
·
2023
Secreted Akkermansia muciniphila threonyl-tRNA synthetase functions to monitor and modulate immune homeostasis
Su‐Man Kim, Shinhye Park, Seung-Ho Hwang, Eun Young Lee, Jong-Hwan Kim, Ga Seul Lee, Giljae Lee, Dong‐Ho Chang, Jae Geun Lee, Jungwon Hwang, Youngjin Lee, Minsoo Kyung, Eun-Kyoung Kim, Jae‐Hoon Kim, Tae‐Hwan Kim, Jeong Hee Moon, Byoung‐Chan Kim, GwangPyo Ko, Seon‐Young Kim, Ji-Hwan Ryu, Jeong-Soo Lee, Chul‐Ho Lee, Jeong‐Yoon Kim, Sung‐Hoon Kim, Won‐Jae Lee, Myung Hee Kim
IF 18.7
Cell Host & Microbe
Commensal bacteria are critically involved in the establishment of tolerance against inflammatory challenges, the molecular mechanisms of which are just being uncovered. All kingdoms of life produce aminoacyl-tRNA synthetases (ARSs). Thus far, the non-translational roles of ARSs have largely been reported in eukaryotes. Here, we report that the threonyl-tRNA synthetase (AmTARS) of the gut-associated bacterium Akkermansia muciniphila is secreted and functions to monitor and modulate immune homeostasis. Secreted AmTARS triggers M2 macrophage polarization and orchestrates the production of anti-inflammatory IL-10 via its unique, evolutionary-acquired regions, which mediates specific interactions with TLR2. This interaction activates the MAPK and PI3K/AKT signaling pathways, which converge on CREB, leading to an efficient production of IL-10 and suppression of the central inflammatory mediator NF-κB. AmTARS restores IL-10-positive macrophages, increases IL-10 levels in the serum, and attenuates the pathological effects in colitis mice. Thus, commensal tRNA synthetases can act as intrinsic mediators that maintain homeostasis.
https://doi.org/10.1016/j.chom.2023.05.007
Biology
Akkermansia muciniphila
Immune system
PI3K/AKT/mTOR pathway
Cell biology
Homeostasis
Inflammation
Signal transduction
Gut flora
Biochemistry
3
article
|
gold
·
인용수 348
·
2019
Quantitative proteomic analyses reveal that GPX4 downregulation during myocardial infarction contributes to ferroptosis in cardiomyocytes
Tae Jun Park, Jei Hyoung Park, Ga Seul Lee, Ji-Yoon Lee, Ji Hye Shin, Min Wook Kim, Yong Sook Kim, Jeong‐Yoon Kim, Kyoung‐Jin Oh, Baek-Soo Han, Won Kon Kim, Youngkeun Ahn, Jeong Hee Moon, Jaewhan Song, Kwang‐Hee Bae, Do Han Kim, Eun‐Woo Lee, Sang Chul Lee
IF 9.6
Cell Death and Disease
Ischaemic heart disease (IHD) is the leading cause of death worldwide. Although myocardial cell death plays a significant role in myocardial infarction (MI), its underlying mechanism remains to be elucidated. To understand the progression of MI and identify potential therapeutic targets, we performed tandem mass tag (TMT)-based quantitative proteomic analysis using an MI mouse model. Gene ontology (GO) analysis and gene set enrichment analysis (GSEA) revealed that the glutathione metabolic pathway and reactive oxygen species (ROS) pathway were significantly downregulated during MI. In particular, glutathione peroxidase 4 (GPX4), which protects cells from ferroptosis (an iron-dependent programme of regulated necrosis), was downregulated in the early and middle stages of MI. RNA-seq and qRT-PCR analyses suggested that GPX4 downregulation occurred at the transcriptional level. Depletion or inhibition of GPX4 using specific siRNA or the chemical inhibitor RSL3, respectively, resulted in the accumulation of lipid peroxide, leading to cell death by ferroptosis in H9c2 cardiomyoblasts. Although neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs) were less sensitive to GPX4 inhibition than H9c2 cells, NRVMs rapidly underwent ferroptosis in response to GPX4 inhibition under cysteine deprivation. Our study suggests that downregulation of GPX4 during MI contributes to ferroptotic cell death in cardiomyocytes upon metabolic stress such as cysteine deprivation.
https://doi.org/10.1038/s41419-019-2061-8
Downregulation and upregulation
GPX4
Cell biology
Myocardial infarction
Chemistry
Biology
Oxidative stress
Internal medicine
Medicine
Biochemistry
정부 과제
5
과제 전체보기
1
주관|
2020년 6월-2027년 2월
|1,125,000,000
마이크로바이옴 - 뇌신경질환 융합연구센터
뇌신경질환(우울증, 자폐증)과 장 마이크로바이옴의 상관관계를 모델동물과 인간에서 연구하며, 이 질환과 연관된 장 마이크로바이옴과 대사물질을 규명함 - 본 연구진이 이미 확보한 우울증 또는 자폐증 마우스(녹아웃마우스)의 장 마이크로바이옴 비교분석 연구 - 새로운 뇌신경질환 모델동물(지브라피쉬, 마우스) 구축 및 장 마이크로바이옴 비교분석 연구 - 우울증 또는 자폐증 환자의 장 마이크로바이옴 비교분석 연구 - 우울증 또는 자폐증 유발 미생물(군) 및 특이 대사물질(표지물질) 규명 장 마이크로바이옴이 우울증과 자폐증에 미치는 영향을 개체, 세포 그리고 분자 수준에서 연구함 - 모델동물을 이용한 유전적 요인과 환경적 요인이 장 마이크로바이옴 구성 변화에 미치는 영향 연구 - 우울 및 자폐 증상과 연관된 면역, 뇌 발달, 뇌신경세포 형태 및 기능에 장 마이크로바이옴이 미치는 영향 연구 우울 및 자폐 증상 개선에 사용 가능한 원천 소재를 개발함 - 본 연구를 통해 발견된 우울증 또는 자폐증 유발 미생물(군) 및 이들이 만드는 특이 대사물질과 숙주의 상호작용 메커니즘 연구 - 규명된 미생물(군)과 대사물질의 우울증 또는 자폐증 개선 효과 연구 생체유래물로부터 우울 및 자폐 증상을 분석할 수 있는 원천기술을 개발함 - 도출된 질환별 바이오마커(미생물, 대사물질)를 현장에서 진단할 수 있는 Point-of-Care-Test (PoCT) 시스템(전처리 기술, 지표물질 탐지신호 증폭 기술, 다중분석 기술) 개발 - PoCT의 모델동물 및 휴먼 코호트 적용을 통한 뇌신경질환 작용메커니즘 검증과 피드백을 통한 유효 표지물질의 개발 - 분변에서 우울증 및 자폐증 유발 미생물(군) 또는 대사물질 탐지 가능 고속분석기술 개발 우울 및 자폐 증상을 상시 모니터링하고 관리할 수 있는 솔루션을 개발함 - 식이 조절에 따른 장 마이크로바이옴 및 표지물질 변화 분석 - PoCT 기술을 이용한 뇌신경질환 상시 모니터링 체계 구축 - 한국인에 적합한 뇌신경질환 예방 및 증상 개선을 위한 마이크로바이옴 조절 체계 구축
마이크로바이옴
우울증
자폐증
뇌신경질환
진단
현장진단
2
주관|
2020년 2월-2023년 2월
|99,500,000
Sir2가 세포질 pH와 미토콘드리아 기능 조절을 통해 세포노화에 미치는 영향 연구
1. Sir2에 의한 세포질 pH 조절이 영양분 신호전달경로 활성에 미치는 영향 및 분자기전 규명 ◼ 세포질 pH 항상성(homeostasis) 유지 및 조절은 세포 생장과 생존을 위해 반드시 필요하다. 세포질 pH는 세포의 생리적 상태에 따라 변하며, 이 변화에 맞춰 세포 소기관을 포함한 세포 내 모든 기능이 합목적적으로 조절되기 때문에, 세포질 pH 항상성 조절과 세포질pH에 의한 생리대사 조절 메커니즘에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구에서는, (1) 세포질 pH 조절에 핵심적인 Sir2의 기능이 영양분 신호전달경로들과 어떻게 연결되어 있는 지를 알아보기 위해 - TORC1과 Sit4, Kns1의 연결과 연관된 기전을 규명할 것이며, - 탄소원 또는 질소원 특이적인 TORC1에 의한 세포질 pH 조절신호 기전을 밝힐 것이다. (2) 세포질 pH 조절이 생리대사에 미치는 영향을 분석하고 관련된 기전을 밝히기 위해 - PMA1 발현 조절과 세포질 pH 변화와 연관된 분자기전을 규명하고, - Pma1 활성 조절 kinase를 발굴하여 기전을 규명하고, - 세포질 pH 상승 시 활성화 되는 Gtr1과 Arf1을 조절하는 인자를 찾고, - 세포질 pH와 세포 생리대사 조절 과정을 유전체 수준에서 살펴보는 연구를 수행할 것이다. (3) Sir2에 의한 세포질 pH 조절이 세포노화에 미치는 영향을 분석하기 위해 - TORC1 활성/비활성(GTR1Q65L/ GTR1S20L), Sir2 활성/비활성(SIR2S473A/ SIR2S473E)를 조합한 상태의 효모 균주들의 유전체 발현 양상을 노화 관련 유전자들과의 연관성을 중심으로 분석하고 확인하며, - Sir2 활성/비활성 균주에서 수명조절인자 Los1 조절 기전을 연구할 것이다. 2. Sir2에 의한 미토콘드리아 역동성(dynamics) 및 기능 조절 기전 규명 ◼ 본 연구진은 선행연구를 통해 Sir2가 미토콘드리아 역동성 및 기능 조절에 관여할 가능성을 알았다. 본 연구에서는 Sir2에 의한 미토콘드리아 역동성과 기능 조절 기전을 밝히고, 이 조절이 세포노화에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는, (1) Sir2가 미토콘드리아의 역동성 및 기능을 조절할 때 필요한 또는 상호 영향을 미치는 인자들을 찾아서 분자기전을 밝히고, 이들이 효모의 복제적 수명에 미치는 영향을 분석하기 위해 - Chemical-genetic synthetic method와 - RNAi 스크리닝 방법을 이용해서 관련 유전자를 발굴한 후, - Age 5-6 효모에서 미토콘드리아 형태 및 막전위차를 분석함으로써 관련성과 기전을 밝힐 것이다. (2) Sir2에 의한 미토콘드리아 역동성 및 기능 조절이 복제적 수명에 미치는 영향을 연구하기 위해 - 최종 선별된 균주들을 대상으로 MTS-tagged Redox-sensitive GFP (MTS-roGFP2) 이용한 미토콘드리아 redox potential을 분석하고, HSP104-GFP를 이용한 단백질 응집체 처리 능력 등을 분석하고, - Age 별로 효모를 분리한 후 미토콘드리아 기능을 분석해서 복제적 수명과의 연관성을 규명할 것이다.
효모
써투
세포질 pH
미토콘드리아
세포노화
수명
3
주관|
2020년 2월-2023년 2월
|99,500,000
Sir2가 세포질 pH와 미토콘드리아 기능 조절을 통해 세포노화에 미치는 영향 연구
1. Sir2에 의한 세포질 pH 조절이 영양분 신호전달경로 활성에 미치는 영향 및 분자기전 규명 ◼ 세포질 pH 항상성(homeostasis) 유지 및 조절은 세포 생장과 생존을 위해 반드시 필요하다. 세포질 pH는 세포의 생리적 상태에 따라 변하며, 이 변화에 맞춰 세포 소기관을 포함한 세포 내 모든 기능이 합목적적으로 조절되기 때문에, 세포질 pH 항상성 조절과 세포질pH에 의한 생리대사 조절 메커니즘에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구에서는, (1) 세포질 pH 조절에 핵심적인 Sir2의 기능이 영양분 신호전달경로들과 어떻게 연결되어 있는 지를 알아보기 위해 - TORC1과 Sit4, Kns1의 연결과 연관된 기전을 규명할 것이며, - 탄소원 또는 질소원 특이적인 TORC1에 의한 세포질 pH 조절신호 기전을 밝힐 것이다. (2) 세포질 pH 조절이 생리대사에 미치는 영향을 분석하고 관련된 기전을 밝히기 위해 - PMA1 발현 조절과 세포질 pH 변화와 연관된 분자기전을 규명하고, - Pma1 활성 조절 kinase를 발굴하여 기전을 규명하고, - 세포질 pH 상승 시 활성화 되는 Gtr1과 Arf1을 조절하는 인자를 찾고, - 세포질 pH와 세포 생리대사 조절 과정을 유전체 수준에서 살펴보는 연구를 수행할 것이다. (3) Sir2에 의한 세포질 pH 조절이 세포노화에 미치는 영향을 분석하기 위해 - TORC1 활성/비활성(GTR1Q65L/ GTR1S20L), Sir2 활성/비활성(SIR2S473A/ SIR2S473E)를 조합한 상태의 효모 균주들의 유전체 발현 양상을 노화 관련 유전자들과의 연관성을 중심으로 분석하고 확인하며, - Sir2 활성/비활성 균주에서 수명조절인자 Los1 조절 기전을 연구할 것이다. 2. Sir2에 의한 미토콘드리아 역동성(dynamics) 및 기능 조절 기전 규명 ◼ 본 연구진은 선행연구를 통해 Sir2가 미토콘드리아 역동성 및 기능 조절에 관여할 가능성을 알았다. 본 연구에서는 Sir2에 의한 미토콘드리아 역동성과 기능 조절 기전을 밝히고, 이 조절이 세포노화에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는, (1) Sir2가 미토콘드리아의 역동성 및 기능을 조절할 때 필요한 또는 상호 영향을 미치는 인자들을 찾아서 분자기전을 밝히고, 이들이 효모의 복제적 수명에 미치는 영향을 분석하기 위해 - Chemical-genetic synthetic method와 - RNAi 스크리닝 방법을 이용해서 관련 유전자를 발굴한 후, - Age 5-6 효모에서 미토콘드리아 형태 및 막전위차를 분석함으로써 관련성과 기전을 밝힐 것이다. (2) Sir2에 의한 미토콘드리아 역동성 및 기능 조절이 복제적 수명에 미치는 영향을 연구하기 위해 - 최종 선별된 균주들을 대상으로 MTS-tagged Redox-sensitive GFP (MTS-roGFP2) 이용한 미토콘드리아 redox potential을 분석하고, HSP104-GFP를 이용한 단백질 응집체 처리 능력 등을 분석하고, - Age 별로 효모를 분리한 후 미토콘드리아 기능을 분석해서 복제적 수명과의 연관성을 규명할 것이다.
효모
써투
세포질 pH
미토콘드리아
세포노화
수명
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2023아커만시아 뮤시니필라 m3-2 균주 및 이의 용도1020230120303
소멸2007야로위아 리폴리티카 유래의 신규 YlMPO1 유전자 및이의 파쇄 균주를 이용한 만노스 인산이 제거된 당단백질생산 방법1020070057635-
소멸2005야로이아 속 효모에서의 세포 표면 단백질을 이용한목적단백질의 세포 표면 발현방법1020050082706
전체 특허

아커만시아 뮤시니필라 m3-2 균주 및 이의 용도

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230120303

야로위아 리폴리티카 유래의 신규 YlMPO1 유전자 및이의 파쇄 균주를 이용한 만노스 인산이 제거된 당단백질생산 방법

상태
소멸
출원연도
2007
출원번호
1020070057635

야로이아 속 효모에서의 세포 표면 단백질을 이용한목적단백질의 세포 표면 발현방법

상태
소멸
출원연도
2005
출원번호
1020050082706