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보고서 상세정보

임신중 엑스타시 노출에 의해 변화된 유의 유전자군의 후세대영향 연구
A study on the post-generation effect of ecstasy influenced genes during the period of maternity

  • 사업명

    안전성관리기반연구

  • 과제명

    엑스타시의 후세대 영향 안전성 평가기술 개발

  • 주관연구기관

    용인대학교 산학협력단

  • 연구책임자

    이승훈

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2007-11

  • 과제시작년도

    2007

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000015874

  • 과제고유번호

    1475003490

  • 키워드

    엑스타시.후세대영향.윈트기전.자식작용.Ecstasy.Post-generation effect.wnt pathway.Autophage.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    3,4-Methylenedioxymethamphetamine(MDMA; ecstasy) use has risen among women. Consequantly, there is substantial risk for fetal exp...

    3,4-Methylenedioxymethamphetamine(MDMA; ecstasy) use has risen among women. Consequantly, there is substantial risk for fetal exposure from women who are pregnant while abusing MDMA.
    We investigated differentially expressed genes effected by MDMA by cDNA microarray analysis. Wnt, Hedgehog, egr1, autophage, apoptosis pathway related genes expression were altered by MDMA. First of all, we examined the effect of MDMA on SH-SY5Y cell. MDMA treated SH-SY5Y cells showed apoptotic cell death and inhibted retinoic acid induced cell differentiation. To investigate the MDMA effect on wnt pathway, we performed quantitative RT-PCR analysis and we found frizzled receptor1, 9, $\beta$-cathenin and DKKs(1 and 3) the antagonist of wnt, expression were increased. Treatment of MDMA suppressed promoter activity and inhibited c-Myc, cyclin D1 protein expression. These results strongly insist that wnt pathway is inhibited by MDMA. Egr1 expression was increased by MDMA and overexpressed Egr1 strongly inhibited angiogenesis. Transiently transfected Egr1-siRNA restored inhibitory effect of MDMA on neural cell differentiation. We also investigated MDMA effect on Hedgehog pathway. MDMA treated SH-SY5Y cells showed inhibited level of gene expression of SHH, THH, Hhip. And inhibitory effect of MDMA on differentiation was restored by overexpression of Hhip.
    ATG5 is one of autophagic genes, and ATF5, FADD and ING4 are involved in apoptosis. Transient expression of ATG5 induced cell shrinkage, and FADD and ING4 induced cell blebbing, a typical apopototic phenotype suggesting ATG5, FADD and ING4 canblock the cell proliferation. Next, we examined the effect of their increased expressions on neuronal differentiation. SH-SY5Y is a neuroblastoma cell line and commonly used for neuronal differentiation assay. While the treatment of retinoic acid resulted in neurite outgrowth in SH-SY5Y, transient expression of ATF5, FADD and ING4 interferes with neurite outgrowth indicating that ATF5, FADD and ING4 can block the neuronal differentiation.
    Transient expression of ATG5 induced autophagosome formation, and also interferes withneurite outgrowth in SH-SY5Y. Furthermore, ATG5 repressed p21 promoter activity induced by p53 suggesting ATG5 can block p21 expression. Thus our results demonstrated that ATG5, ATF5, FADD and ING4 can block neuronal cell differentiation by inducing either autophagy or apoptosis.


    최근 여성들 사이의 MDMA(ecstasy)의 사용이 증가하고 있다. 결과적으로 임신중 MDMA를 남용하는 여성들로부터 태아가 노출되는 위험성이 증가하는 것이다. 이 후세대 악영향에 대한 유전자수준의 구체적인 독성기전을 밝혀내고자 ...

    최근 여성들 사이의 MDMA(ecstasy)의 사용이 증가하고 있다. 결과적으로 임신중 MDMA를 남용하는 여성들로부터 태아가 노출되는 위험성이 증가하는 것이다. 이 후세대 악영향에 대한 유전자수준의 구체적인 독성기전을 밝혀내고자 하였다.
    MDMA의 후세대 독성연구를 위하여 MDMA에 의하여 변화되는 유전자들을 마이크로어레이 분석을 통하여 탐색하였다. 그 결과 Wnt pathway, Hedgehog pathway ,egr1, Autophage, apoptosis관련 유전자들이 MDMA 에 의하여 그 발현의 영향을 받은 것으로 나타났다. 신경세포주인 SH-SY5Y 의 MDMA에 의한 영향을 조사한 결과 MDMA에 의하여 apoptosis 현상을 나타내었으며, retinoic acid에 의한 세포분화가 저해되었다. 정량 RT-PCR 방법으로 wnt pathway 관련 유전자들의 발현을 조사한 결과 wnt receptor 인 frizzled receptor1, 9 그리고 $\beta$-cathenin 의 발현이 저하되어 있었고 wnt 의 저해제로 알려진 DKK-1, 3 의 발현이 증가되었다. Wnt pathway 의 활성을 luciferase assay 로 조사한 결과 MDMA 에 의하여 그 활성이 저해되었고 c-Myc, cyclin D1 의 발현이 감소됨을 western blot 방법으로 확인하므로써 MDMA 에 의하여 wnt pathway 가 저해됨을 증명하였다. MDMA 에 의하여 증가된 Egr1의 발현은 혈관형성과 세포분화를 강력하게 저하되었으며, Egr1-siRNA에 의하여 분화능이 회복되었다. Hedgehog pathway 관련유전자인 SHH, THH, Hhip 등의 발현이 감소하는 것을 정량 RT-PCR방법으로 확인하였다. 그리고 Hhip을 transfection 하였을 때 MDMA에 의하여 저해된 SH-SY5Y 의 분화가 회복되었다.
    HEK293 cell에서 ATG5, ATF5, FADD, ING4 유전자의 과발현은 세포 성장을 억제하였으며, 과발현 된 세포를 형광 현미경으로 관찰한 결과 ATG5의 발현은 세포가 작아지고, FADD와 ING4에서는 세포사멸의 한 현상인 cell blebbing이 관찰되었다. 다음실험으로 신경세포주인 SH-SY5Y를 사용하여, ATG5, ATF5, FADD, ING4유전자의 발현증가에 따른 효과를 관찰하였다. SH-SY5Y에 Retinoic Acid를 처리하면, 신경세포가 분화되는 것을 관찰할 수 있었고, ATG5, ATF5, FADD, ING4 유전자의 발현증가는 같은 조건에서 신경세포의 분화를 억제하였다. 특히 ATG5의 단독발현만으로도 신경세포에서
    자식작용을 증가시켰으며, ATG5는 신경세포의 분화에 꼭 필요한 p21의 발현을 감소시켰으므로, 신경세포의 분화가 억제되는 메커니즘을 설명할 수 있다.
    임신한 마우스에 MDMA를 처리한 후 10일째된 embryo의 wnt, egr1, hedgehog, autophage 관련 유전자들의 변화
    를 정량 RT-PCR 방법으로 조사하여 그 발현의 변화를 재검증하였다.
    결론적으로 MDMA는 다양한 기전에 영향을 미쳐 후세대 독성을 야기할 것이며, 이 결과들은 발생 및 뇌기능에 관련된 여러 손상 기전을 이해하고 연구하는 매우 중용한 자료로 활용 될 것이다. 또한 현재 진행하고 있는 후세대에 대한 평가에서도 유전자 발현 차이나는 유전자들을 비교하여 후세대 영향 평가를 할 수 있으며, 예측도 가능할 것으로 사료된다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ...1
    2. 용역연구사업 연구결과보고서 ...2
    3. 제출문 ...4
    4. 목차 ...5
    5. I. 연구개발결과 요약문 ...6
    6. 국문요약문 ...6
    7. 영문요약문 ...8
    8. II. 총괄연구개발과제 연구결과 ...10
    9. 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목...
    1. 표지 ...1
    2. 용역연구사업 연구결과보고서 ...2
    3. 제출문 ...4
    4. 목차 ...5
    5. I. 연구개발결과 요약문 ...6
    6. 국문요약문 ...6
    7. 영문요약문 ...8
    8. II. 총괄연구개발과제 연구결과 ...10
    9. 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...10
    10. 1.1 총괄연구개발과제의 목표 ...10
    11. 1.2 총괄연구개발과제의 목표달성도 ...13
    12. 1.3 국내?외 기술개발 현황 ...14
    13. 제2장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법 ...16
    14. 2.1 연구내용 ...16
    15. 2.2 연구방법 ...17
    16. 제3장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...22
    17. 1. 개요 ...22
    18. 2. 실험 결과 ...22
    19. 제4장 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...41
    20. 제5장 총괄연구개발과제의 연구성과 ...43
    21. 5.1 활용성과 ...43
    22. 5.2 활용계획 ...44
    23. 제6장 기타 중요변경사항 ...44
    24. 제7장 참고문헌 ...44
    25. 제8장 첨부서류 ...46
    26. III. 제1세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성) ...47
    27. 제1장 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...48
    28. 1.1 세부연구개발과제의 목표 ...48
    29. 1.2 세부연구개발과제의 목표달성도 ...50
    30. 1.3 국내?외 기술개발 현황 ...50
    31. 제2장 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ...52
    32. 2.1 연구내용 ...52
    33. 2.2 연구방법 ...53
    34. 제3장 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...57
    35. 1. 개요 ...57
    36. 2. 실험 결과 ...58
    37. 제4장 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...68
    38. 제5장 제1세부연구개발과제의 연구성과 ...70
    39. 5.1 활용성과 ...70
    40. 5.2 활용계획 ...71
    41. 제6장 기타 중요변경사항 ...71
    42. 제7장 참고문헌 ...71
    43. 제8장 첨부서류 ...72
    44. III. 제2세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성) ...73
    45. 제1장 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...74
    46. 1.1 세부연구개발과제의 목표 ...74
    47. 1.2 세부연구개발과제의 목표달성도 ...75
    48. 1.3 국내?외 기술개발 현황 ...75
    49. 제2장 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ...77
    50. 2.1 연구내용 ...77
    51. 2.2 연구방법 ...81
    52. 제3장 세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...85
    53. 3.1 Microarray data 분석 ...85
    54. 3.2 Autophagy와 Apoptosis 관련 유전자의 선별 및 클로닝 ...85
    55. 3.3 Autophagy와 Apoptosis 관련 유전자 발현의 영향 ...87
    56. 제4장 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...94
    57. 4.1 신경세포주의 분화에 자식작용 유전자 ATG5의 증가된 발현이 미치는 영향 ...94
    58. 4.2 신경세포주의 분화에 세포사멸 유전자 ATF5, FADD, ING4의 증가된 발현이 미치는 영향 ...95
    59. 4.3 자식작용 유전자와 세포사멸 유전자의 과발현이 신경세포에 미치는 영향 ...95
    60. 제5장 제2세부연구개발과제의 연구성과 ...96
    61. 5.1 활용성과 ...96
    62. 5.2 활용계획 ...97
    63. 제6장 기타 중요변경사항 ...97
    64. 제7장 참고문헌 ...97
    65. 제8장 첨부서류...98
  • 참고문헌

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