연구목표

(가) 최종목표

본 연구과제에서는 제 1 및 제 2 총괄 연구과제의 연구를 통하여 동맥경화와 관련하여 혈관 내피세포 및 혈관주변세포에서 동맥경화발병에 주요한 인자로 작용하는 표적 유전자를 혈관내피세포 또는 평활근세포에 특이적으로 과발현시키는 동물모델을 제작하여 이들 유전자의 기능을 분석하고, 유전자 치료 등 혈관질환 치료법의 모델로서 사용하고자 한다.

(나) 단계별 목표

 

단계	연 구 목 표
제 1 단계 (2001.7-2004.2)	혈관세포특이 유전자 발현 프로모터의 in vivo 발현 조절 규명
	1) 혈관내피세포특이 유전자 발현 프로모터의 in vivo 발현 조절 규명 2) 혈관평활근세포특이 유전자 발현 프로모터의 in vivo 발현 조절 규명 3) 1, 2 총괄과제에서 발견한 혈관세포특이 발현 유전자 프로모터의 in vivo 발현 조절 규명
제 2 단계 (2004.3-2007.2)	혈관세포 기능 조절 유전자를 혈관조직에 특이적으로 발현시키는 형질전환동물 제작
	4) 혈관내피세포 기능 조절 유전자의 혈관조직에 특이적으로 발현시키는 형질전환동물 제작 5) 혈관평활근세포 기능조절 유전자의 혈관조직에 특이적으로 발현시키는 형질 전환동물 제작 6) 1, 2 총괄과제에서 발견한 혈관세포특이 발현 유전자를 이용한 형질전환 동물 제작
제 3 단계 (2007.3-2010.2)	신규 표적 분자 또는 물질의 in vivo 작용 기전 분석 및 응용
	7) 동물모델에서 혈관 기능 조절 유전자의 기능 분석 8) 신규 표적 분자 또는 물질의 in vivo 작용 기전 분석 9) 새로운 치료제 및 치료법의 모델동물로서 응용

연구내용

본 세부과제에서는 현재까지 생체내에서 유전자의 역할과 실제로 유전자가 발현되는지 여부를 추적하기에 가장 적합한 모델인 transgenic mouse를 제작하여 제 1, 2 총괄과제에서 발견한 유전자의 역할을 생체내에서 규명하도록 지원한다. 제 1단계에는 본 세부과제 연구팀이 선행연구 결과로 확보한 혈관 내피세포 및 평활근 세포에서 특이적으로 발현되는 유전자의 프로모터 부위를 이용하여 형질전환동물을 제작하여 생체내에서의 발현조절을 연구한다. 또한 제1, 2 총괄과제에서 혈관 조직 및 혈관 주변 조직에 특이적으로 발현되는 유전자를 확보하면 이들 유전자에 대한 프로모터도 확보하여 in vivo에서의 발현 조절을 연구한다. 제 2단계에서는 1단계에서 발굴한 혈관조직 특이적인 유전자 프로모터에 제 1, 2 총괄과제에서 발굴한 유전자를 과발현시키는 transgenic mouse를 제작한다. 제 3 단계에서는 이들 transgenic mouse에서 제 1 및 2 총괄과제에서 발굴한 유전자들의 기능을 분석하고, 이들 유전자가 동맥경화 치료제로서의 새로운 target molecule이 될 수 있는지를 검정하고, 이들 모델동물에 대한 기능 분석 및 모델동물로서의 가능성을 검정하여 다른 연구자들에게 제공한다.

Transgenic mouse 제작을 위하여서는 수정란을 제공하는 동물군과 유전자를 이식한 후 수정란을 착상시킬 대리모들은, 현재 공동연구자의 소속기관으로서 국제공인 실험동물사육기관인 생명공학연구소의 유전자원센터에서 사육되고 있는 실험동물을 사용한다. 또한 유전자의 미세주입을 위하여서는 현재 세계적으로 널리 사용되고 있는 라이카의 입체위상차 현미경과 미세조작기를 이용하여 순수분리정제된 DNA를 미세주입하게 된다. DNA를 미세 주입한 수정란은 미리 가임신시킨 대리모의 자궁에 이식하여 착상시킨다. 미세주입한 DNA의 발현 및 germline transmission 여부는 transgene에서부터 제작한 PCR primer를 이용하며, 표적 DNA가 성공적으로 germline transmission된 마우스는 제 1 및 2 총괄과제 연구팀에 의해 콜레스테롤대사 및 동맥경화발병에서의 유전자의 역할을 규명하는데 이용된다. 즉, 본 세부과제는 공동연구팀에서 제시하는 혈관성질환 관련유전자를 이용하여 형질전환 동물을 제작하여 생체내에서 발병 기작을 규명하도록 공동연구팀에게 제공한다. 이를 위해 다음과 같은 구체적 실험을 실시한다.

<혈관조직 특이 유전자 발현을 위한 형질전환 마우스 제작 모식도>

⼑ 제 1 단계 (2001.7-2004.2): 혈관세포특이 유전자 발현 프로모터의 in vivo 발현 조절 규명

•혈관내피세포특이 유전자 발현 프로모터의 in vivo 발현을 위한 벡터 제작

•혈관평활근세포특이 유전자 발현 프로모터의 in vivo 발현을 위한 벡터 제작

•조직특이적인 발현 벡터를 수정란에 미세 주입

•산자의 유전자형 확인 및 조직특이적인 발현여부 확인

⼑ 제 2 단계 (2004.3-2007.2): 혈관세포 기능 조절 유전자를 혈관조직에 특이적으로 발현시키는 형질전환동물

제작

•혈관내피세포 기능 조절 유전자의 혈관조직에 특이적으로 발현시키는 벡터 제작

•혈관평활근 세포 기능 조절 유전자의 혈관조직에 특이적으로 발현시키는 벡터제작

•유전자의 조직 특이적인 발현 여부 확인

⼑ 제 3 단계 (2007.3-2010.2): 신규 표적 분자 또는 물질의 in vivo 작용 기전 분석 및 응용

•동물모델에서 혈관 기능 조절 유전자의 기능 분석

•신규 표적 분자 또는 물질의 in vivo 작용 기전 분석

•새로운 치료제 및 치료법의 모델동물로서 응용