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한호재 교수, 줄기세포의 허혈적응을 조절하는 새로운 운송단백질 발견
  • 작성자이리라
  • 날짜2019-08-23 12:57:12
  • 조회수236


허혈환경에 노출된 줄기세포는 산소 스트레스로 인한 세포기능 저하를 예방하기 위하여 세포대사와 생리기능을 조절한다. 이를 허혈적응이라고 하며, 허혈환경에 노출된 줄기세포의 기능과 생존을 유지하는데 필수적이다. 허혈적응을 유도하는 단백질인 HIF1α는 다양한 경로를 통해서 활성이 조절되는 것으로 알려져 있지만 허혈환경에서 HIF1α가 어떻게 세포핵으로 운송되는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다.

한호재 교수 연구팀은 운송 단백질인 BICD1이 허혈환경에 노출된 줄기세포에서의 HIF1α의 핵이동을 유도하는 주요 인자임을 규명하였으며, cP1P에 의한 BICD1 유도를 통하여 줄기세포 치료제 기능을 강화시켰다.

ㅇ 연구팀은 HIF1α와 결합하는 미세소관 매개 운송 단백질들을 탐색하였고 BICD1 단백질이 HIF1α와 직접 결합하고 있음을 확인하였다. 또한 줄기세포에서 BICD1 유전자 발현의 억제 시 허혈환경에서 유도되는 HIF1α의 활성과 핵이동이 저해되는 것으로 확인되었다.
ㅇ 유전자 발현 억제, 과발현 유도, 유전자가위 기반 유전자 편집 등 다양한 유전자조절기술을 이용하여 BICD1이 HIF1α의 핵이동을 비롯하여 허혈적응과 관련된 세포대사, 활성산소종 축적 제어, 이식치료효과와 밀접한 관련이 있음을 증명하였다.
ㅇ 파이토스핑고신 1-포스페이트 유도체인 cP1P가 BICD1 유도 기능이 있음을 규명하였으며, 이를 적용하여 줄기세포의 허혈 적응 능력과 이식 치료효과를 향상 시킬 수 있음을 증명하였다.

한호재 교수는 본 연구진이 규명한 BICD1의 생리학적 역할은 줄기세포의 허혈적응을 향상시키기 위한 새로운 치료전략 개발에 응용될 것이며, 세포대사 및 기능 조절효과가 확인된 cP1P는 새로운 줄기세포 조절 물질로서 다양한 질환 치료용 신약 개발 분야에 활용될 것으로 기대된다.

한호재 교수 연구팀은 지난 5년간 과학기술정보통신부·한국연구재단 원천기술개발사업(바이오의료기술개발사업)의 지원으로 유전자가위 기반 영양소센서 조절 맞춤형 줄기세포치료제 개발 연구를 진행해왔으며 최종 평가 결과 S 등급을 받았으며, 연구기간 중 ‘송과선연구저널’(Journal of Pineal Research), ‘레독스 생물학저널’(Redox Biology), ‘영국약학저널’(British Journal of Pharmacology) 등 저명 국제학술지들에 연구 성과를 게재해왔다.

이번 연구 성과는 생화학 분자생물학 분야 국제학술지인  ‘세포죽음과 질병‘ (Cell Death & Disease)과 ‘세포죽음과 분화’ (Cell Death & Differentiation)에 게재되었다.
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