项目标书摘要：연구내용뇌졸중과 같은 중추신경 손상 후 영구적인 신경기능장애가 발생하고 소실된 기능의 회복을 촉진할 수 있는 치료기술은 없는 상태임.신경기능의 회복이 불가능한 이유는 손상된 액손(axon)의 재생이 불가능하기 때문임.본 연구실은 대식세포(macrophage)가 액손의 재생능을 촉진시키는 기전을 연구하여 왔고,신경세포-대식세포 상호작용에 의하여 대식세포에서 재생촉진 표현형 발현 유도 조건을 확립하였음.또한 선행연구에서 재생촉진 대식세포의 전사체 분석을 통하여 전사조절 네트워크(예비)를 정립하였음.따라서 본 연구에서는"중추신경 손상 후 재생촉진 표현형 대식세포의 전사조절 네트워크 기반 대식세포 리프로그래밍을 통한 뇌신경 액손 재생 및 기능회복을 위한 치료기술 개발"을 최종 목표로 함.전사조절 네트워크를 바탕으로 리프로그래밍을 위한 코어 전사인자를 도출하고 in vitro 리프로그래밍 대식세포를 뇌경색 동물모델에 이식하거나,뇌경색 주변 뇌조직에 리프로그래밍 전사인자를 도입하여 대식세포의 in vivo 리프로그래밍을 유도하고자 함.또한 약물에 의한 전사체 및 세포특성 변화 빅데이터(LINCS connectivity map)를 기반으로 재생촉진 표현형 전사체와 유사한 변화를 유도하는 후보약물을 탐색하여,재생촉진 표현형 대식세포 리프로그래밍 유도 후보 약물을 도출하고자 함.이러한 대식세포 리프로그래밍이 뇌경색모델에서 액손의 가소성 및 상지운동신경기능 회복을 증진시키는 유효성을 검증하고자 함.1차년도 목표:재생촉진 표현형 유도 대식세포의 전사조절 네트워크 확립 및 코어 전사신호 규명-생물정보 분석을 통한 전사조절 네트워크 분석-재생촉진 표현형 대식세포 전사인자 발현 검증 및 코어 전사신호 경로 탐색-기능적 역할 분석을 통한 전사조절 네트워크 확립 및 코어 전사신호 규명2차년도 목표:전사조절 네트워크 기반 in vitro 및 in vivo 재생촉진 대식세포 리프로그래밍 기술 확립-배양 대식세포에서 전사조절 코어 TF 유전자 전달을 통한 재생촉진 대식세포 in vitro 리프로그래밍-시험관내 리프로래밍 대식세포의 뇌조직 전달 기법 확립-AAV를 이용한 생체내 리프로그래밍 코어 전사인자 전달기법 확립 3차년도 목표:뇌경색 동물모델에서 리프로그래밍 대식세포에 의한 액손 가소성 및 상지운동신경 기능 회복 검증-뇌경색동물모델에서 시험관내 리프로그래밍 대식세포 전달에 의한 액손 가소성 및 상지운동기능 회복 유효성 검증-뇌경색 동물모델에서 생체내 대식세포 리프로그래밍에 의한 액손 가소성 및 상지 운동기능 회복 유효성 검증4차년도 목표:LINCS(Library of Network-based Cellular signatures)connectivity map 빅데이터 기반 재생촉진 표현형 대식세포 리프로그래밍 유도 후보 약물 탐색-재생촉진 표현형 대식세포의 전사체 및 전사조절 네트워크 데이터와 약물에 의한 세포 전사체변화 connectivity map 비교 분석-배양 대식세포에서 후보약물 처리에 의한 재생촉진 표현형 발현 검증-뇌경색모델에서 후보 약물의 액손 가소성 및 상지운동기능 회복 유효성 검증-대식세포의 재생촉진 표현형 발현에 관여하는 전사조절 기전의 이해 및 표현형 조절 타겟 발굴-대식세포 리프로그래밍 기술을 통한 자가 대식세포 이식 치료기술 개발 가능-재생촉진 대식세포 리프로그래밍을 위한 유전자치료기술 개발 가능-대식세포 재생촉진 표현형 유도 가능 신약 후보물질 도출-뇌경색과 같은 중추신경 손상 후 대식세포 재생 촉진 기능 활성화 유도 신약개발 가능
