교과부, 동남권원자력의학원연구운영비지원, 종양줄기세포 표적 방사선 암치료
 2010-01-01 ~ 9999-12-31
 동남권원자력의학원
○ 종양 저산소 및 방사선내성에 관한 연구와 면연반응 조절을 통한 방사선 치료효과 증진 연구
 - 종양 조직으로부터 저산소 미세 환경의 변화 분석방법 확립
 - 방사선치료와 후보약물의 병행시스템을 통한 종양면역반응증진 관찰
 - 종양 저산소증과 방사선 내성에 관한 기전 연구
 - 저산소 종양 세포의 방사선에 의한 미토콘드리아 반응
 - 방사선에 의한 항원 노출 및 면역성 획득
○ CDK4 기능 억제나 발현 조절에 의한 종양줄기세포의 분화 조절 및 방사선 치료에 대한 민감성 변화 연구
 - 종양줄기세포주 또는 성체줄기세포주에서 CDK4 inhibitor에 의한 세포 분화 확인
 - 종양줄기세포주 또는 성체줄기세포주에서 CDK4 inhibitor 또는 CDK4 shRNA의 처리가 방사선 치료 민감성에 미치는 영향 연구
 - 종양줄기세포주 또는 성체줄기세포주에서 CDK4 inhibitor 또는 CDK4 shRNA와 함께 사용할 수 있는 다른 anti-cancer agent, 방사선 민감제의 효과 연구
○ Hypoxia 환경에서의 종양 줄기세포의 방사선 치료에 대한 저항성 연구
 - Hypoxia 상태에서의 종양세포 및 종양 줄기세포의 Phenotype/Genotype 분포조사
 - Hypoxia 환경에서의 Microarray를 통한 종양세포 및 종양줄기세포의 유전자 발현의 조절 비교 분석
○ 방사선을 통한 종양세포 및 종양 줄기세포의 민감성 변화 연구 및 Epigenetic Biomarker 개발
 - 방사선에 의한 종양세포 및 종양 줄기세포에서 DNA methylation/Histone modification에 의한 특이적으로 조절되는 유전체 및 표적 유전자 Screening
 - 마우스에서 방사선에 반응하는 종양 세포 및 종양 줄기세포의 종양형성(Tumorigenesis) 연구

 교과부, 방사선기술개발사업, 유방암 줄기세포의 방사선 저항성과 epithelial-mesenchymal transition (EMT) 상관관계 규명을 통한 방사선 치료효과 판정모델 개발
 2009-10-01 ~ 2012-09-30 한국원자력의학원
<1차년도>
1. 유방암 세포주에서 암줄기세포 추출 및 EMT 특성파악 세포주 6종 대상 암줄기세포 추출 줄기화 검증 및 EMT활성조사
2. EMT 유발 유방암 줄기세포의 방사선 반응성 분석 줄기화 세포 집적 세포 살상 국부 침습 및 이동성에 미치는 영향
3. 방사선 반응성 평가를 위한 EMT 유발 유방암 줄기세포 모델 시스템 구축 type Ⅲ HDAC status 모델 EMT 조절 유전자 status 모델 배아줄기세포 조절 유전자 status 모델 c-Met 유전자 status 모델
4. 유방암 줄기세포 추적을 위한 영상리포터 유전자 발현 벡터 제조 광학 영상용리포터 유전자 발현 레트로바이러스 생산 선별된 EMT 조절 유전자와 영상용 리포터 유전자의 발현 레트로바이러스 생산
<2차년도>
1. EMT 유발 유방암 줄기세포의 방사선 저항성 원인 신호전달 체계분석 MAP kinase 경로 PI3K/AKT/mTOR 경로 STAT 경로 TGF 경로 ATM/Chk2, ATR/Chk1 경로 줄기화 관련 경로
2. EMT 유발 유방암 줄기세포의 방사선 저항성 획득 기전 규명 활성산소 생성관련 세포 생존 및 사멸 관련 국부 침습 및 이동 관련
3. 방사선 반응 EMT 유발 유방암 줄기세포 특이적 마커 및 표적분자 발굴 방사선 반응 유전자군 특이적 표면 마커 방사선 반응 microRNA
4. 영상리포터 유전자 발현 벡터 발현 유방암 줄기세포주 호가보 및 in vitro 활성 측정 광학 영상용 리포터 유전자의 안정적 발현 세포주 생산 선별된 EMT 조절 유전자와 영상용 리포터 유전자 발현 세포주 생산 및 세포내 활성 측정
<3차년도>
1. EMT 유발 유방암 줄기세포 모델 이용 in vitro 방사선 치료 효과 판정 시스템 확립 확립된 표적 신호경로/기전 활성화 여부 통한 판정 발굴된 표적 인자 발현 조절 여부 통한 판정
2. EMT 유발 유방암 줄기세포 유발 생쥐 종양 모델 이용 in vivo 방사선 치료 효과 판정 시스템 확립 암줄기세포 집적 여부 통한 판정 국부 침습 및 전이 여부 통한 판정 발굴 표적 인자 발현 여부 통한 판정
3. 임상 검체 이용 방사선 치료 효능 예측을 위한 판정 시스템의 활용 tissue array 이용 개발된 in vitro 및 in vivo 판정 시스템의 임상 검체 적용 여부 규명
4. in vivo 생쥐 모델 이용 유방암 줄기세포 영상화 광학영상 기기를 통한 생체내 암 줄기세포의 영상화

 교과부, 원자력연구기반확충사업, 간암에서 방사선치료 관련 전이에서 간암줄기세포의 역할 규명 연구
 2009-04-01 ~ 2011-03-31 가톨릭대학교
Huh-7 간암세포에서 FACS을 이용하여 CD133+ 세포를 분리후 배양된 CD133+ Huh-7 세포에 방사선을 처리함.
대조군으로 CD133- Huh-7 사용함. CD133+ Huh-7과 CD133- Huh-7에서 방사선 처리에 의한 침윤/전이 정도 비교 확인
- 방사선 처리한 간암줄기세포(CD133+와 CD133- Huh-7세포)의 침투성변화 측정은 invasion assay 수행
- 방사선 처리한 간암줄기세포의 gelatin zymography 방법을 이용하여 MMP-2와 MMP-9 활성측정
- ELISA 방법으로 방사선 처리한 간암줄기세포의 세포배양액으로부터 혈관 성장인자인 transforming growth factor β1(TGF-β1), platelet-derived growth factor-A(PDGE-A), basic fibroblast growth factor(bFGF), vascular endothelialgrowth factor(VEGF) 단백질의 발현 측정 방사선 처리한 간암줄기세포로부터 분비되는 혈관 성장인자가 human umbilical vein endothelial cell(HUVEC)의 혈관형성에 미치는 영향 확인
- MTS assay를 통해 방사선 처리한 간암줄기세포의 배양액인 conditioned media로 키운 HUVEC cell의 세포증식 여부 확인
- Matrigel plug assay를 통해 방사선 처리한 간암줄기세포가 혈관신생과정에 미치는 효과 조사 in vivo를 통해 간암줄기세포의 종양혈관 형성 및 폐와 간내의 전이형성 확인
- 피하주입후 형성된 종양에서 혈관 형성 및 혈관 표시 인자인 VEGF, CD31 측정
- tail vein 주입 후 폐와 간내에서 형성되는 종양의 전이율 비교 분석이외에 방사선 처리한 간암줄기세포에서 DNA microarray 를 통해 기존에 알려지지 않은 간암 전이유도에 관여하는 신호전달 고나련 새로운 유전자를 탐색

 교과부, 방사선기술개발사업, 질환모델을 이용한 생체 분자영상 진단 및 치료기술개발
 2007-03-01 ~ 2012-02-29 한국원자력의학원
○ 종양 표적 유전자 치료/진단 전임상 생체 응용 기술 개발 및 평가
 - 방사성핵종 이용 간암 표적 유전자 치료 시험관 치료효과 평가 방사성기질 (FIAU, IVFAU) 표지 최적화 방사성기질 시험관 섭취율 평가 및 시험관 치료효과 평가
 - 방사성핵종 이용 간암 표적 유전자 치료 전임상 치료효과 평가 간암 동물 모델 제작 간암 모델에서 방사성핵종 유전자 치료효과 평가(생존율 증대, 종양 증식 억제 효과)
 - 치료 유전자의 시험관내 종양세포 표적 발현후 치료효과 검증 치료 유전자의 간암 표적 발현을 위한 재조합 아데노바이러스 벡터 개발 및 대량 확보 재조합 아데노바이러스 벡터를 이용한 치료 유전자 이입 후 간암세포 표적 발현 평가 간암세포주에서 치료 유전자 발현에 따른 시험관내 종양세포 생존율 평가
 - 치료 유전자의 종양 표적 발현 후 생체 치료효과 검증 영상화 간암 동물 모델에서 치료 유전자 함유 재조합 아데노바이러스 벡터 주입 후 간암 표적 발현 영상 획득 및 평가 간암표적 영상유전자 발현 형질전화 마우스 제조
○ 종양표적 나노입자/세포 전임상 생체 응용기술 개발 및 평가 종양 표적 항체 부착 핵의학-MR 용 나노탐침제 제조 조건 확보 종양 모델에서 종양 표적 항체 부착 핵의학-MR용 융합나노탐침제의 영상 획득 및 생체 분포 연구 줄기세포 표적 탐침자를 이용한 종양 줄기세포 영상화 줄기 세포 표적 탐침자를 이용한 생체내 종양 치료반응 영상연구

 교과부, 중견연구자지원, 뇌암 줄기세포와 정상 신경줄기세포의 다층 생명정보 동시분석을 통한 특성화 연구
 2008-09-01 ~ 2011-08-31 서울대학교 산학협력단
(1) 정상 NSC, BTSC, non-BTSC tumor cell의 다층 생명정보분석
① 주요 악성뇌종양에서 뇌종양줄기세포(BTSC)와 non-BTSC 뇌종양세포를 분리하고 간질환자의 측두엽과 해마에서 정상 신경줄기세포(NSC)를 분리배양
② NSC, BTSC, non-BTSC tumor cell의 mRNA expression, miRNA expression, DNA methylation 및 gene copy number variation preofiles을 각각 Affymetrix Gene Array, Agilent miRNA microarray, Infinium illumina microarray 및 Affymetrix SNP6.0K를 이용, 비교분석
(2) 악성 뇌종양의 예후인자 개발
① 환자의 presentation 양상, 항암치료 반응, 방사선치료 반응, 종양의 재발여부 및 overall survival과 연관된 mRNA/miRNA/DNA methylation pattern을 탐색
② RNA/DNA 기반 바이오마커를 이용한 BioChip 혹은 HTS RT-PCR 시스템의 개발
(3) BTSC의 특이 표지자 개발
① BTSC의 cell surface marker 지도를 구축하고 다양한 cell surface marker로 BTSC 분리함. 동시에 BTSC의 transcription net work 분석하여 NSC의 분화단계와 비교
② BTSC의 표지자로서 paraffin block, frozen tissue, CSF에서 BTSC의 존재와 비율을 측정할 수 있는 진단 kit의 개발
(4) 뇌종양의 발생과정에 관영하는 key event의 규명 및 동물모델에서의 증명
① Notch, TGF-β, wingless/WNT, receptor tyrosine kinase, sonic hedgehog signaling의 발현패턴을 NSC와 BTSC에서 확인하고, stemness에 관여하는 key transcription factor network와 이들의 target genes의 발현과 methylation status를 비교분석
② Conditional knock-in, knock-out을 통하여 뇌종양의 발생을 in vivo validation
(5) 악성뇌종양에 대한 BTSC-targeted therapy의 개발
① BTSC의 cell surface marker를 이용한 단클론항체의 개발 및 BTSC의 활성 signaling pathway에 대한 specific inhibitors의 개발
② BTSC-targeted therapy의 임상시험 진입

 교과부, 원자력연구기반확충사업, 종양성 신경줄기세포의 고준위 방사선 저항성 규명 연구
 2009-07-01 ~ 2010-07-31 차의과학대학교
본 과제의 연구책임자에 의해 구축된 종양성 태아 유래 신경줄기세포(Cancerous neuronal stem cells : F3-Ras)는 본관제 연구책임자의 연구팀에 의해 분화를 통해 뇌종양을 야기하며,
뇌종양성 표지인자가 발현됨을 확인하였음. 본 연구자는 종양원성세포, 즉 종양줄기세포의 방사선 저항성이 줄기세포의 내제적인 특성인지(innate property), 줄기세포에 종양성이 부과되어서
나타난 후천적인 특성인지(acquired property)를 확인하기 위해 종양성 신경줄기세포주(F3-Ras)와 모세포인 신경줄기세포주(F3)에 고준위 방사선을 피폭하여 세포주의 방사선 반응성을 확인할 것임.
방사선 반응성은 1. 세포사멸의 측정 2. DNA손상정도를 측정할 수 있는 γ-H2AX의 생성 및 소멸 동력학을 통해 확인하고자 함.
본 실험의 예상되는 차이는 종양성 줄기세포에서 발견되는 방사선 저항성은 줄기세포의 내제적인 특성이 아니라, 종양성에 의해 부과된 특성임을 나타냄. 또한 F3 모세포에서 신경셓포로 분화된
신경세포(F3-Olig2)와 같은 방법을 통해 비교함으로써, '줄기세포성'에 의한 고준위 방사선에 대한 방사선 저항성의 유무를 확인할 수 있음.
따라서 본 연구는 종양줄기세포의 방사선 저항성의 주원인을 밝힘으로써 차후에 종양줄기세포를 표적으로하는 방사선 감작제 (Radiation sensitizer) 개발에 이론적인 근거를 제공하고자 함.
본 과제 연구책임자는 다년의 방사선 신호전달 연구경험을 통해 assay 시스템을 완비하였고, 본 연구에 필요한 세포주는 이미 확보됨.

 교과부, 중견연구자지원, 인체대장암에서 종양줄기세포(cancer stem cell)와 CD133에 관한 연구 (1345101040)
 2008-09-01 ~ 2011-08-31 서울대학교
본 연구과제는 대장암의 CD133+ 종양줄기세포를 분리하여 CD133신호전달연구와 신호전달 조절물질 탐색, CD133과 결합하는 단백질 발굴과 발암억제연구, 항암제 및 방사선에 대한 내성 및 감수성
CD133신호전달에 관여하는 유전자발굴과 기전연구의 내용으로 연구를 수행함
1)대장암에서 CD133유전자의 돌연변이와 발현조절 연구 :
1단계 : 대장암조직과 대장암세포주에서 CD133유전자의 돌연변이와 epigenetic change에 의한 유전자 발현조사 관찰
2단계 : CD133종양줄기세포르르 분리하여 종양의 형성과 유지에 관여하는 유전자 발굴
3단계 : CD133유전자 조절물질의 종양조직과 종양세포에서의 발현과 기능연구
2)종양줄기세포의 항암제와 방사선조사와 CD133신호전달과의 상관관계연구
1단계 : CD133과발현 세포주와 shRNA기버에 의한 CD133발현제거 세포주구축과 항암제 및 방사선처치 후 CD133+ 및 CD133-세포주간의 항암제 및 방사선에 대한 반응관찰
2단계 : microarray를 이용한 CD133+종양줄기세포의 항암제 및 방사선치료에 대한 내성 및 감수성관련 유전자 발굴과 기능연구와 상관관계 정립
3단계 : 항암제 및 방사선 내성 조절을 위한 CD133목표 유전자의 선별과 유효성 확인 및 검증
3)CD133겹합 단백질 발굴을 통한 CD133의 종양유지 활성 이해
1단계 : CD133발현 대장암세포와 미발현 대장암세포로부터 얻어진 CD133 Immunoprecipitatome의 분석 및 CD133 발현억제에 따른 유전자 발현 변화 관찰
2단계 : CD133단백질의 interactome 및 CD133 관련 유전자의 분자생물학적 활성 분석을 통한 세포신호전달체계 연구
3단계 : CD133 발현 또는 활성 조절 물질(또는 기작)의 개발 기반 확보

일반연구자지원, 전통적인 전립선암의 항암치료 시 전립선종양줄기세포의 변화에 관한 연구
2010-05-01 ~ 2013-04-30 울산대학교 산학협력단
전립선암의 발생률이 국내에서도 급격하게 증가하고 있다. 전립선암의 근치적 치료방법인 수술 및 방사선 치료 후에도 상당수의 환자에서 암이 재발하는데, 재발한 전립선암 환자들은 호르몬 치료 후 결국 불응성 전립선암으로 진해하여 사망하게 된다.
최근 보고에 의하면 종양줄기세포들은 통상의 항암치료에 내성이 있음이 밝혀져 전립선암의 완치를 위해서는 통상적인 전립선암 치료인 방사선치료와 호르몬치료에 동반하여 전립선종양줄기세포를 선택적으로 제거하는 표적치료가 병행되어야한다는 목소리가 높다.
이를 위하여 전통적인 전립선암 치료에 대한 전립선종양줄기세포에 반응 양상 및 치료 저항성의 기전 등 임상적용에 필요한 기초적 자료가 절실한 상황이나 이에 대한 연구는 극히 미비하다.
본 연구는 방사선치료 및 호르몬치료가 전립선종양줄기세포에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 전립선암세포에 방사선 조사 또는 호르몬 제제를 처치한 후 세포 상해 정도 및 반응성을 측정한다.
도한 상기 치료 직후 시간 경과에 따라 재발한 종양에서의 종양줄기세포의 성상의 변화를 관찰한다.
방사선치료 후 종양의 재발 기전을 밝히기 위해 전립선종양줄기세포의 DNA재생능력, 세포주기, 활성산소의 함량을 분석한다.
호르몬 치료에 대한 내성 기전을 밝히기 위하여 전립선종양줄기세포의 다제내성 유전자의 발현, 안드로겐 수용체와 이의 보조인자의 발현을 분석한다.

 

Posted by 가우너

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