| 초록 |
※ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 통풍성 관절염은 관절내 요산염 축적으로 인해 발생하는 염증성 류마티스 관절질환임. 축적된 요산염 결정은 염증 매개체의 방출 및 합성을 촉진하여 염증 반응을 증폭시킴. 약침의 NLRP3 Inflammasome 활성화의 조절기전 및 제어의 작용점을 규명하고, 조절제를 발굴하여 새로운 급성 통풍치료 한의치료기술을 개발하고자 함 ◎ 전체 내용 통풍성 관절염의 주요한 병태생리학적 기전은 ① 면역체계의 Toll-like receptor에 의해 요산염 결정이 인지되어 염증기전이 촉진됨. ② 단핵구, 활액막세포의 요산염 결정 흡수는 NLRP3 inflammasome , capase-1을 활성화함. ③ IL-1β 및 TNF-α을 포함한 또 다양한 전염증성 물질을 방출함. ④ 이후, 관절 염증을 야기하고, 만성화로 진행되면서 활액막염, 연골감소 및 골미란을 야기함 본 연구팀은 예비연구를 통해 약침이 통풍성 관절염 초기 염증반응의 주요 cytokine (IL-1β, TNFα) 을 억제함을 확인한 후, 통풍성 관절염에 대해 약침이 NLRP3 inflammasome 활성화 및 염증성 cytokine의 발현 억제에 미치는 영향에 대한 in vitro/in vivo 연구를 진행하고자함. ① 동물실험으로 초기 염증반응 억제를 통해 행동기능학적 및 조직학적인 개선효과를 확인하고자함. ② TLR4/NALP3 inflammasome/Caspase-1 활성에 관여하는 주요 염증성 매개물질 발현 억제효과를 확인하고자 함. (1차년도) 사용되고 있는 약침제제를 이용하여 inflammasome 활성화 조절 약침 발굴 (in vitro) 마우스 골수유래 대식세포 (BMDM) 및 단핵구 유래 사람 대식세포주 (THP-1) 에 요산염을 처리한 통풍성 관절염 in vitro model을 활용하여 주요 염증성 매개 물질의 발현 억제 효과를 평가하고, NLRP3 inflammasome pathway에 대한 작용 기전을 확인하고자함. ① THP-1 cell에 요산염결정을 처리하여 통풍성 관절염 in vitro 모델을 확립함. ② caspase-1 inhibitor를 활성대조군으로 pro inflammatory cytokine 및 chemokine 발현을 분석함. ③ 염증 조절에 관련한 NLRP3 inflammasome pathway에 대한 작용기전을 평가함. (2차년도) 급성 통풍 동물모델에서 inflammasome 제어를 통한 치료기전 연구 (in vivo) -통풍성 관절염 동물모델을 이용하여 표준치료제 (colchicine, celecoxib) 와 치료 효능을 비교 평가하고, 염증성 매개 물질의 발현 억제 효과를 확인하고자함. ① 요산염결정을 mouse의 foot pad 및 air-pouch에 주입하여 통풍 관절염 동물 모델을 확립함. ② 표준치료제 (colchicine, celecoxib) 를 대조군으로 하여 행동학적 통증 역치 변화 분석( mechanical paw withdrawal threshold, Hargreaves's test, Oedema measurenent) 및 조직학적 분석 (H-E staining)을 통해 통증 및 염증 역치를 비교 평가하여 유효성을 검증함. ③ 실험동물의 혈장및 조직을 채취하여 통풍 관절염 급성기에 반응하는 염증반응물질 (CRP, ESR)을 정량 분석함. ④ 관절염에 유발된 ankle를 분쇄하여 ELISA 방법으로 IL-1β, TNF-α, IL-6, CCL2, CCL3, CXCL1(KC), G-CSF, CXCL8(IL-8)를 정량화함. (3차년도) 후보 약침제제의 inflammasome 제어기전 규명 ① caspase-1 activity assay를 통한 Caspase-1 에 대한 억제물질의 발현과 활성 억제 측정 ② iGluc Luciferase assay ③ NETosis 및 대식세포에 의한 치유기전 확인 ※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 통풍 관절염내 단핵구, 대식세포의 면역학적 분석을 통한 약침 효능 및 기전 확립 - 면역 표현형 및 탐식작용, cytokine 등의 분석을 통해 염증 및 항염증의 모습을 확인함. □ 통풍성 관절염 동물 모델 확립 - urate oxidate 억제제 및 uric acid 투여 모델을 통해 고요산혈증 유도함. - Air-pouch 및 foot pad 등 충분한 정도의 고요산혈증을 유도하여 통풍성 관절염 새로운 동물 모델을 확립함. □ 논문 2편 - 통풍 관절염내 단핵구, 대식세포의 면역학적 및 임상지표를 분석하여 약침의 효과를 SCI급 논문으로발표함. ○ 통풍의 염증기전에 중요한 역할을 담당하는 cytokine 및 chemokine 발현을 평가하여 약침의 통풍성 염증억제 효과를 확인하고, NLRP3 inflammasome 기전 연구를 통해 보다 과학적인 근거를 구축하고자함. ○ 기존의 통풍 관절염 치료제와 효능을 비교 검증하여 현행 치료법의 한계를 극복하고자 함 ○ 난치성 관절질환에 대한 약침의 효능 및 기전을 과학적 방법론 통해 검증하여 적용 질환의 확장 근거를 마련하는 한편, 한의학적 치료법이 치료의학으로서의 자리매김할 수 있는 연구방법론을 도출하고자함. ○ Inflammasome은 선천면역 조절의 중요한 센서임. 따라서, 본 연구는 Inflammasome 활성 조절의 기전 및 면역반응 유발 및 제어의 새로운 기전과 정보를 제시함으로서 면역학, 생물학, 약학, 의학등의 학문 발전에 기여할 수 있음. ○ 고요산혈증, 통풍 관절염에서 염증 기전 및 새로운 한방치료기술로 응용 - 본 연구를 통해 도출된 통풍 관절염 단핵구, 대식세포를 타겟으로 유효물질의 발굴 및 향후 선도 물질 등의 최적화 과정을 통해 새로운 치료제 개발 단계로 활용 가능함. (출처 : 요약문 3p) |
