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보고서 상세정보

프로테오믹스를 이용한 동맥경화 표적단백질 발굴 및 기능 연구
Identification of Novel Marker or Target Protein(s) for Atherosclerosis by Proteome Analysis

  • 사업명

    21C프론티어연구개발사업

  • 과제명

    프로테오믹스를 이용한 동맥경화 표적 단백질 발굴 및 기능 연구

  • 주관연구기관

    울산대학교 의과대학
    University of Ulsan

  • 연구책임자

    김영미

  • 참여연구자

    고제상   박중열   한기훈   최연식   임선희   류보경   조지혜   홍정만   유동곤   최하나   김윤림   ...  

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2005-05

  • 과제시작년도

    2004

  • 주관부처

    과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO201000012605

  • 과제고유번호

    1350019311

  • 키워드

    프로테오믹스.동맥경화.세포소기관.표적단백질.바이오마커.proteomics.atherosclerosis.organelle.target protein.biomarker.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Atherosclerotic cardio-vascular disease (CVD) constitutes the largest of death in Korea as well as in the western world. The mole...

    Atherosclerotic cardio-vascular disease (CVD) constitutes the largest of death in Korea as well as in the western world. The molecular mechanism of atherosclerosis is not yet fully clarified. The present development of proteomic techniques opens a new era to discover novel marker or target proteins which are useful for early diagnosis and/or treatment of CVD. We adapted several different the state-of-the-art proteomic techniques and conventional molecular/ cellular biology to identify the proteins and their functions in atherosclerosis and CVD. In the present study, we explored the organelle proteomes in vascular cells, focused on lipid raft and mitochondria. After analyzing lipid raft proteome, we identified the oxidized LDL-induced recruitment of Akt into lipid raft activated Akt and subsequently decreased the IRE-dependent gene expression in VSMC. Serum biomarker was searched by comparing sera of atherosclerotic coronary artery disease (CAD) patients with normal age- and sex-matched control subjects. Two distinct p40 and p18protein bands found only in CAD patient sera were b- and a2 chains of haptoglobin (Hp), an inflammation-sensitive plasma proteins. Total Hp level in CAD serum was increased with C-reactive proteins (CRP). Phenotype of Hp a2 chain, Hp2-1 and Hp2-2, was strongly associated with suppression of Hp serum level, implying that Hp2-2 might be impaired in its anti-oxidative function. The migration of circulating monocytes to the arterial wall during atherogenesis is modulated by activation of CC chemokine receptor 2 (CCR2). Simvastatin, a HMG CoA reductase inhibitor, reduced monocyte CCR2 expression and CCR2-dependent monocyte recruitment. Mitochondrial dysfunction is considered as causal factor for metabolic syndrome, a disorder of both lipid and glucose metabolism. To enhance the understanding of mitochondria biogenesis, mitochondrial proteome were analyzed by shot-gun proteomics. Comparison of the mitochondrial proteomes obtained from mitochondrial DNA (mtDNA)-depleted ($p^0$) and its parental ($p^+$) cells revealed 84 $p^0$-specific, 497 $p^+$-specific and 304 common proteins. The mtDNA replication/transcription machinery was purified through mtDNA D-loop DNA linked affinity chromatography from mitochondrial lysates. Initially we identified 16 proteins using 1D-SDS-PAGE/PVDF/micro capillary LC/MS/MS. We further identified 106 mitochondrial proteins bound to D-loop DNA by shot-gun micro capillary RPLC/MS/MS. We found histone isoforms of H2A, H2B were present in mitochondria and H1, H3 and H4 were associated with outer membrane of mitochondria, which had been known as histone-free organelle. Localization of H2A and H2B might suggest a novel function of histone such as a channel, but not likely chromatin structural protein, A collaborative study identified different components & effectors of ASCOM and characterized their roles with LXR transactivation.


    1. 혈관평활근세포의 lipid raft proteome 분석을 통해, AKT, ERK와 같은 신호전달 단백질이 oxLDL에 의해 혈관 VSMC 의 lipid raft 내로 이동하면서 활성화됨을 규명하였다. oxLDL의 VSMC 에...

    1. 혈관평활근세포의 lipid raft proteome 분석을 통해, AKT, ERK와 같은 신호전달 단백질이 oxLDL에 의해 혈관 VSMC 의 lipid raft 내로 이동하면서 활성화됨을 규명하였다. oxLDL의 VSMC 에서의 작용은 oxLDL이 혈관에서 intima disruption, VSMC migration 과 proliferation을 증가하여 동맥경화를 악화시키는 작용에 ERK와 AKT 신호전달계의 lipid raft 이동과 연계되어 있음을 증명하였다.
    2. 임상자료가 잘 정립된 atherosclerotic coronary artery disease (CAD) 환자들의 혈청을 분석하여 haptoglonin이 혈청내 농도와 alpha2 chain의 phenotype이 CRP 와 같은 기존의 risk marker 와 함께 사용할 경우 유용한 지표가 될 가능성을 보이고 haptoglobin 의 antioxidative effect가 phenotype과 연관성을 가질 가능성을 제시하였다.
    3. mtDNA의 D-loop DNA 에 결합하는 단백질들을 mitochondria lysate를 이용한 DNA-linked affinity chromatography 방법으로 분리하고, 1D-SDS-PAGE, PVDF membrane transfer, microcapillary LC/MS/MS 방법으로 약 16개의 단백질을, 다시 shotgun proteomics로 약 106개의 단백질 군을 동정하고 확인하였으며, 특히 histone H2AX의 존재와 위치, 잠정적 기능을 확인하였다.
    4. 미토콘드리아의 기능이상, 특히 mitochondrial DNA (mtDNA) mutation, 전사 및 복제기능 저하에 따른 기능 저하가 고혈압, 당뇨, 비만, 동맥경화 발생과 관련이 있음이 최근 증명되고 있다. 미토콘드리아에서 mtDNA의 기능연구를 위해 제작한 mtDNA 결핍세포와 정상세포의 mitochondria proteome을 shot-gun proteomics 방식으로 분석중이다.
    5. 그 외 동맥경화 관련 연구 (논문출간)
    1) 산화스트레스인 산화지단백이 CD4 T cell의 chemokine receptor 인 CXCR4발현을 증가시킴을 규명하고, 관련 기전 연구, 2) 산화스트레스를 억제한다고 알려진 uncoupling protein 2 (UCP2) 를 단핵구에 과발현했을때, integrin의 일종인 CD11b의 발현도를 감소, 단핵구의 adhesion, migration 감소로 동맥경화의 형성 지연 가능성을 제시하였다. 3) HMG CoA reductase inhibitor인 statins에 의하여 단핵구의 주화성운동 수용체인 CCR2의 발현이 감소하여 항 죽상경화 효과를 나타냄을 증명하였다. 4) 동맥경화등의 염증성 반응에서 중요한 역할을 하는 케모카인 수용체의 발현을 조절하는 물질을 탐색하여 호중구의 분화를 조절하는 9-cis retinoic acid (9-CRA)가 CC 케모카인 수용체의 발현을 조절하는 것을 발견하였다. 5) 염증반응을 저해하는 가장 좋은 방법은 NF-kB 의 활성을 저해하는 것이다. 신규 화합물이 mercaptopyrazine (MP)이 염증반응에 의한 cytokines, iNOS의 발현을 저해하며 이 반응은 MP가 NF-kB가 DNA binding site에 결합하는 것을 저해함을 증명하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 보고서 초록 ...3
    4. 요약문 ...4
    5. SUMMARY ...11
    6. CONTENTS ...13
    7. 목차 ...14
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ...15
    9. 1) 한국에서 동맥경화에 의한 관상동맥질환이 급증하고 있다 ...15...
    1. 표지 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 보고서 초록 ...3
    4. 요약문 ...4
    5. SUMMARY ...11
    6. CONTENTS ...13
    7. 목차 ...14
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ...15
    9. 1) 한국에서 동맥경화에 의한 관상동맥질환이 급증하고 있다 ...15
    10. 2) 관상동맥질환의 조절 및 치료에 있어서 현 단계의 문제점 ...15
    11. 3) 문제 해결을 위한 접근법 ...15
    12. 4) 동맥경화는 complex disease이며, 하나의 유전자로 설명할 수 없다 ...15
    13. 5) 생체기능을 보다 잘 이해할 수 있게 하는 organelle proteomics (Organellomics) ...16
    14. 6) 성공적 연구수행을 위한 임상과 기초 연구의 긴밀한 협동연구 ...17
    15. 제2장 국내외 기술개발 현황 ...18
    16. 1. 국내.외 관련분야에 대한 기술개발현황 ...18
    17. 2. 연구결과가 국내.외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ...26
    18. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...29
    19. 1. CAD/동맥경화 환자의 혈청에서 진단표지 단백질의 동정 ...29
    20. 2. 미토콘드리아 DNA 복제 조절 부위인 D-loop DNA에 결합하는 단백질군의 동정 ...31
    21. 3. Mitochondrial histone의 확인 ...33
    22. 4. Mitochondrial Histone의 기능 연구 ...34
    23. 5. Mitochondrial Proteomics ...34
    24. 6. 평활근 세포에서 oxLDL 및 그 component에 의한 lipi raft proteome의 변화 및 기능 ...35
    25. 7. 그 외 본 연구를 위해 필요한 기술적 진보 ...36
    26. 8. 임상 데이터를 가진 임상샘플의 수집...37
    27. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...38
    28. 1. 연도별 연구목표 및 평가착안점에 입각한 연구개발목표의 달성도 ...38
    29. 2. 관련분야의 기술발전에의 기여도 ...42
    30. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...43
    31. 1. 연구개발성과의 실용화 ...43
    32. 2. 연구개발을 통해 파생된 성과 ...43
    33. 제6장 참고문헌 ...45
    34. <위탁과제> 전사조절조인자복합체 ASCOM의 LX R프로테옴 분석을 통한 신규 동맥경화 표지 및 표적 단백질 발굴 ...47
    35. 제1장 연구개발과제의 개요 및 기술현황 ...47
    36. 제2장 연구개발수행 내용 및 결과 ...57
    37. 제3장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...63
    38. 제4장 연구개발결과의 활용계획 ...64
    39. 제5장 참고문헌 ...66
    40. 보고서 초록...70
    41. 보고서 배포결과...71
    42. 사용실적 보고관련 서식...72
  • 참고문헌

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