| 초록 |
□ 연구개요 연구배경 및 목적: ▶ 구강내에서 관찰되는 다양한 전암병소의 악성전환을 억제함으로써 구강암 발병률 저하 및 궁극적인 생존율 향상을 도모할 수 있으나, 전암병소의 심각도에 대한 임상적 평가 및 진단기준의 경우, 향후 악성전환 예측을 위한 충분한 신뢰성을 제공하고 있지 못함 ▶ 전암병소의 진행 단계에 따른 유전체 분석 결과에 따르면 특정 유전자에 발생한 단일염기 서열 차이(SNPs)에 비해 다수의 유전자를 포함하는 염색체상 구조 변화 등이 다수 관찰되고 있어, 실험동물을 이용한 다중유전자 조절 기반 연구가 필요함 ▶ 이러한 연구 필요성을 기반으로, 본 연구에서는 대표적인 유전적 대체실험동물인 노랑초파리를 이용한 다중유전자 돌연변이개체를 이용하여, 구강암 관련 예측 유전자의 악성종양 전환 가능성을 타진해보고자 함 연구내용: ▶ 사람의 구강암 관련 유전자 변형 후보군 추출 – 임상 데이터 및 기존 실험 데이터 기반 ▶ 추출된 유전자 후보군(다중유전자)에 대한 상동유전자 존재여부를 노랑초파리 유전체에서 확인 후, 상동 유전자에 대한 knock-out 개체를 CRISPR-Cas9 실험기법을 이용하여 생성 ▶ 생성된 노랑초파리 개체의 특성 분성을 기반으로 한 유력 후보 유전자군 발굴 ▶ 조직 파괴 및 종양성 성장 등 특이 형질을 발현하는 다중유전자 돌연변이 개체의 전사체 분석 ▶ 전사체 분석 결과를 바탕으로, 기 개발된 약물의 re-positioning 가능성 검증 □ 연구 목표대비 연구결과 ▶ 1단계 연구목표: 초파리 유전자 조작을 이용한 전암병소 악성전환 형질전환 생체 및 세포주 모델 구축 및 특성 분석을 통한 Target 후보 유전자군 발굴 ☞ 연구결과: 1) 인간 전암병소의 구강암 전환 관련 예측 유전자 후보군을 기존 문헌 연구결과의 재분석을 통해 추출하였으며, 이를 바탕으로 노랑초파리에 존재하는 상동유전자 후보군을 추출하였음 2) 추출된 노랑초파리 유전체 상의 유전자 후보군을 대상으로 한, 다중유전자 기능상실 유도형질전환 개체 및 세포주 생성을 시도함 3) 형질전환 세포주의 경우, 세포주의 viability 유지에 지속적인 문제가 발생하여 추가적인 연구 수행이 불가능한 것으로 확인됨 4) 이에 형질전환 개체에 대한 연구에 집중, 생성된 개체의 특성 분석에 주력한 결과, transferrin-2 및 CG13077 (Cytochrome b561 homolog) 유전자의 동시 기능상실 개체에서 특징적인 조직 파괴 및 발달저하 양상이 관찰되었음 ▶ 2단계 연구목표: 형질전환 노랑초파리 개체의 전사체 분석을 통한 전암병소 악성전환 억제 유효물질 후보군 발굴 ☞ 연구결과: 1) 조직특이적으로 transferrin-2 (melanotransferrin homolog) 및 CG13077 (Cytochrome b561 homolog) 유전자가 동시 기능상실된 개체에서, 해당 조직만을 분리한 후 시행한 RNAseq analysis 결과, 220개의 유전자 발현이 유의미하게 증가하였고, 29개의 유전자 발현이 유의미하게 감소한 것으로 확인됨 2) 유의미한 발현량 변화를 보이는 유전자군들의 GO analysis 결과, a) glutathione metabolism, b) cytochrom P450 및 관련 drug metabolism 관련 pathway, c) Toll & lmd signaling pathway 관련 인자들의 유의미한 변화 양상이 예측되었으며, 일부 wound healing 관련 pathway의 변화 가능성도 예측됨 3) 이러한 전사체 분석의 변화 양상을 바탕으로 connectivity map 기반의 drug-repositioning 관련 가능성을 내-외부 전문가와의 협업을 바탕으로 추진하고 있음 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ▶ 기존 연구에서 확인되지 않았던 다중유전자 조절을 기반으로 한 전암병소의 악성종양 전환 가능성 검증을 위한 유효 대체 실험동물모델을 구축함으로써, 향후 구강암 관련 분야의 실험적 연구 확장을 위한 기반을 제공할 수 있을 것으로 판단되며, 구강암 뿐 아니라 타 악성종양 연구 분야로 본 연구과제를 통해 확립된 모델 시스템 적용분야를 확장할 수 있을 것으로 판단됨 ▶ 본 연구과제 수행을 통해 발굴된 유전자 후보군에 대한 다중오믹스 데이터 기반 연구결과 분석을 추진 중이며, 이를 바탕으로 관련 분야의 후속 연구과제 개발 가능성을 타진중임 ▶ 이와 관련된 국내-외 연구자간 협력체계의 구축 및 발전 가능성을 높일 것으로 예상됨 ▶ 본 연구과제 수행에 대한 학생연구원 및 전임연구원의 적극적인 참여를 통해, 해당 분야 전문 연구인력 양성에 기여할 수 있을 것으로 판단됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
