| 초록 |
□ 연구의 목적 및 내용 • 본 연구팀은 기 발굴 파마바이오틱스를 이용하여 in vitro, in vivo연구를 통해 기전을 규명하고, 단백체 그리고 대사체의 변화를 확인하고자함 • 파마바이오틱스 후보의 규명을 위한 배양조건 및 방법 최적화를 연구할 것임 • 인체 유래물을 바탕으로 인체의 장, 피부 마이크로바이옴의 변화와 인체 유전자 발현을 확인하고 이들의 관계를 multi-omics 분석으로 확인하고자 함 • 또한, 인체 유래물에서 새로운 파마바이오틱스 후보를 발굴하기 위해 분석, 난배양성 균주 배양방법 수립의 과정을 거칠 것임 • 이를 통해 효능이 검증된 파마바이오틱스의 분자생물학적/면역학적 기전을 규명하고, 효능과 기전이 규명된 파마바이오틱스는 안전성검증 및 최적화를 통한 실용화 기반을 마련하고자 함 □ 연구개발성과 • 인체유래물 수집을 통해 분변 총 399명, 스킨 스왑 130명의 샘플을 확보하여 2세부에 전달하였음 • 전사체 분석은 총 155명이 진행되었고, 이를 통해 PTGR2를 비롯한 5개의 유전자를 발굴함. 또한, 마이크로바이옴과의 multi-omics 분석은 107명에서 시도 되었으며 질환연관성 유전자 7개를 발굴하여 총 12개의 유전자 마커 후보를 발굴 함 • 사람 세포주에서 파마바이오틱스 후보물질 처리하여 아토피피부염 연관 다양한 cytokine의 변화를 확인하였음 • 인체 유래물을 통해 369명의 장내 마이크로바이옴을 분석하였고, 신규 파마바이오틱스 후보 균주 5종을 발굴하였으며, 피부 마이크로바이옴 분석에 87명 분석 진행 중임 • 파마바이오틱스 후보를 처리한 아토피피부염 동물모델에서 장내 마이크로바이옴의 영향을 분석하였음 • 사람 세포주에 파마바이오틱스 적용 후 전사체 분석을 위한 실험 및 방법을 정립하고 균주 RNA 추출 및 Sequencing 진행 중 • 난배양성 균주에 대한 유전체 분석 및 배양 조건 탐색하여 분리 배양 중임 ￭ 아토피피부염에 파마바이오틱스가 주는 정확한 효능 검증을 위하여 기전이 다른 다섯 종류의 아토피피부염 동물모델을 확립하고 최적화함 ￭ 환자 유래 후보 파마바이오틱스의 아토피피부염 증상 완화 효능을 확인함 ￭ 효능 검증 실험에 성체뿐 아니라 추가로 교배 상태에서부터 실험을 시작하고, 이유시기의 장내환경을 고려하여 다당류 식이 공급 실험을 설계함으로서 환자의 아토피피부염 발생환경과 최대한 유사한 조건에서 효능 평가를 수행 중임 ￭ 파마바이오틱스가 생성하는 물질에 의해 면역세포의 활성화, 면역 세포 분화, 면역세포 특정 유전자 발현 등의 변화를 규명함으로서 장내 마이크로바이옴의 기능을 면역학적 분자생물학적으로 분석함 • 파마바이오틱스 후보의 대량 배양, 혐기발효 최적화, 영양원별 유기산 발효성분 분석을 완료와 PhaMO 후보 균주에 대한 단백체 전처리 조건을 확립 • Ruminococcus gnavus ATCC 29149의 전장유전체 해독완료 • Akkermansia muciniphila ATCC BAA-835 균주에 대한 defined medium을 base로 혐기배양조건 확립 및 유기산 발효 생산물을 확인 • PhaMO후보 균주에 영양원에 따른 단백체 비교로 R. gnavus 균주의 총 183개의 단백질 목록을 확보, A. muciniphila의 경우 409개의 단백질 정보를 확보 • 파마바이오틱스 후보의 분비대사체, 아토피피부염 동물모델 및 인간 장세포주에서 파마바이오틱스를 투여로 유도되는 대사체 프로화일 변화분석을 통하여 아토피피부염 연관 대사체로써 linoleic acid hydroxylation 연관 경로가 관여함을 확인 • 아토피피부염 환자 및 정상인 총 107 명의 혈장 및 42명의 분변에서 SCFA 및 non-target 대사체 프로화일 분석을 통하여 아토피피부염과 연관된 대사물질 27 종을 확인함 □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) • Gut-skin axis 기전 규명을 통하여 장내 마이크로바이옴과 아토피피부염 분야의 국제적 연구 능력 선점 가능 • 파마바이오틱스 실용화 기반 구축을 통해 활용한 제약 및 식품보조 산업 활성화 가능 • 파마바이오틱스 시장 활성화로 국가 제약/보건 산업 분야 발전 및 국제 경쟁력 강화 • 아토피피부염 치료로 인한 사회 경제적 비용 절감 가능 • 파마바이오틱스 기전 규명은 여러 염증성 면역질환의 기전 연구와 그 치료에 확대 활용 가능함 • 장내 절대혐기성 균주의 단백체 DB는 국내외 인체마이크로바이옴 연구에 필수한 기반 지식을 제공 (출처 : 요약문 5p) |
