| 초록 |
연구개요 1) 연구목표 (1) 최종목표: 체내세포 및 질환모델에서 발현하는 투포어 도메인 칼륨(two-pore domain K<sup>+</sup>, K<sub>2P</sub>) 통로의 정확한 발현 형태 및 기능을 분석하여 K<sub>2P</sub> 통로 조절제의 부작용이 적고 치료효과가 높은 신약선도물질로의 활용 가능성 확보 (2) 연차별 목표 ‣ 1차 년도: TREK/TRAAK 통로의 전기생리학적·약리학적 성상 분석 ‣ 2차 년도: 초대배양세포에서 TREK/TRAAK 통로의 발현패턴 분석 ‣ 3차 년도: 세포 및 질환모델에서 TREK/TRAAK 통로를 포함한 K<sub>2P</sub> 통로의 생리학적 역할 및 병태생리학적 기전 분석 2) 연구범위 3년간 수행된 과제로 1차 년도에는 TREK/TRAAK 통로의 전기생리학적·약리학적 성상 분석을 목표로 하여 세포에 핵산전달감염을 실시하여 TREK/TRAAK 통로의 wild-type, mutants의 종 특이성을 포함한 전기생리학적, 약리학적 성상을 분석하고, 2차 년도에는 1차년도에 확인된 그 특성을 초대배양세포에서 적용하여 확인함. 3차 년도에는 초대배양세포에서 확인된 이온통로를 바탕으로 그 조절제를 처리하여 질병의 완화효과를 확인하고, 질환모델에서 변화되는 이온통로를 통한 병태생리학적 기전을 분석함 연구 목표대비 연구결과 (1) 1차 년도: TREK/TRAAK 통로의 전기생리학적·약리학적 성상 분석 ‣ TREK/TRAAK 통로의 종특이적 성상 분석: rat TREK-1의 전류전압곡선의 차이 확인 ‣ TREK/TRAAK 통로의 변종(mutant) 및 키메라(kimera)의 전기생리학적 성상 분석: TM2.6 영역 변종의 활성도 증가 및 정류변화 유도. K<sub>2P</sub> 통로의 활성조절 기전 규명(조절제에 대한 TREK/TRAAK 통로의 카르복시 근위말단의 작용 시사) ‣ TREK 통로의 동성이량체(homomer), 이종이량체(heteromer)의 세포내·외 pH 감수성(sensitivity) 조사 (2) 2차 년도: 초대배양세포에서 TREK/TRAAK 통로의 발현패턴 분석 ‣ 척수후근신경절 세포에서 발현되는 이온통로 분석: TREK-1과 TREK-2의 발현량을 변화시키는 요인들을 분석하였고, 그 인자의 하나로 이종이량체를 제시함 ‣ 삼차신경절 세포에서 K<sub>2P</sub> 통로의 발현 패턴 조사: 삼차신경절세포에서도 TREK 이종이량체 통로의 발현을 확인하였음. ‣ 해마 및 대뇌피질 세포에서 K<sub>2P</sub> 통로의 발현 패턴 조사: 고혈당유도 우울증 모델의 뇌조직(전전두엽 피질, 해마, 시상하부)에서 TASK, TREK/TRAAK 통로의 발현량이 정상군에 비해 증가됨. ‣ 이온통로의 핵산전달감염(transfection) 용으로 사용되는 세포주(HEK, COS, CHO)에서 발현되는 내생(endogeneous) 이온통로의 분석: TRPC7의 발현 증가 (3) 3차 년도: 세포 및 질환 모델에서 TREK/TRAAK (K2P) 통로의 생리학적 역할 및 병태생리학적 기전 분석 ‣ TREK/TRAAK 통로(변종 포함)를 과발현시킨 세포 및 유전자 조작된 생쥐에서 체외, 체내 반응 조사: 척수 후근신경절 세포, 해마세포, 대식세포, 암세포에 TREK/TRAAK 통로의 발현을 조절하여 그 역할을 분석함. 발현량의 증가는 세포증식 및 독성으로부터 보호 역할을 나타냄 ‣ 통증모델에서 TREK/TRAAK 동성이량체, 이종이량체의 발현 및 조절제의 효과 분석: 통증모델(포르말린유발, 만성압박손상신경모델)에서 TREK 통로의 발현량이 증가하고 TREK 통로 차단제는 통증완화 효과를 보임. 염증 및 산화스트레스를 억제하여 통증완화 효과를 보이는 것으로 생각됨. ‣ 우울증/치매 모델에서 TREK 통로의 역할 및 조절 기전 조사: TREK-/- 생쥐에서 우울증 및 치매 완화효과를 보임 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) (1) 학문적인 측면 ‣ 기존 연구에서 TREK/TRAAK 통로의 상반되거나 일치하지 않는 내용들을 재분석함4) 으로써 이론을 재정립하고, 정확한 그 기능 분석으로 K2P 통로의 학문적 진일보를 가져올 것임. ‣ 다양한 세포 및 동물모델에서 K2P 통로의 역할 및 기능을 조사함으로써 K2P 통로를 포함한 이온통로의 기능 확대 및 치료 타겟으로 활용 가능성을 높임. (2) 사회적·경제적·기술적 측면 ‣ 각 세포 및 기관에 발현하는 이온통로를 정확히 분석함으로써 각 질환의 치료 표지자 및 치료제 선도물질을 스크리닝하는데 도움을 줄 수 있을 것임. ‣ TREK/TRAAK 통로의 이종이량체, 변종, 동위체 등의 특성 분석은 질병치료를 위한 정확한 약물선택을 위해 반드시 필요함. 이러한 분석은 체내의 약물효과에 대한 정반응과 부작용을 이해하는데 필요하며, 부작용에 따른 그 효과를 유추함으로써 맞춤형 치료에 도움이 될 것으로 생각됨. ‣ 통증, 우울증/치매, 암전이 기전연구 및 치료제 개발에 확대 적용될 수 있을 것임. 또한 각 질병 기전의 통합적 이해에 기여할 것이며, 노인성질환 질환에 적용함으로써 의료비로 인한 사회경제적 손실을 줄일 수 있을 것임. (출처 : 요약문 2p) |
