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  • 환경 중 흡입성 유해물질에 의한 염증미세환경 변화와 선천성 면역반응과의 관계 규명

    (1345262329)

    2017

    개인기초연구(교육부)

    박은정

    경희대학교

    교육부

    50000000 (50000000)

    「연구개발성과」 : 논문(3) , 연구보고서(1)

    연구내용

    o 환경 중 유해물질의 흡입에 따른 호흡기 및 전신성 면역질환의 발생은 대표적인 환경성 질환 중 하나로 제시되고 있음.o 최근 더욱 심각해지고 있는 중국 내 사막지역의 확대로 인한 미세먼지의 증가는 국민 건강을 유지함으로써 경제적, 사회적 비용을 절감하고자 하는 정부의 정책 입안에도 중대한 영향을 미치고 있음. o 더 나아가, 21세기 들어 놀라운 속도로 발전한 나노기술 및 산업화는 호흡성 미세먼지의 양적 증가와 함께 각 나노물질이 갖는 독특한 물리-화학적 특성으로 인해 기존의 흡입성 입자의 연구방식 외에 또 다른 각도에서의 접근을 필요로 함. ㅇ 탐식세포 및 항원제시세포는 외부 이물질에 대한 숙주의 선천성/후천성 면역반응에 있어 주된 역할을 담당함. o 선천성 면역반응은 후천성 면역반응 뿐만 아니라 만성질환의 발생 가능성을 좌우하는 중요한 인자로 제시되고 있음. o 세포 내로 유입된 환경성 유해물질은 다양한 경로를 통해 세포내에 유입되어 세포내 소기관 (organelle)에 직접 또는 간접적으로 영향을 미침으로써 독성을 유도하며, 이러한 효과는 환경성 유해물질과 숙주가 갖는 물리-화학적, 생물학적 특성에 의해 변화되는 것으로 알려져 있음.o 이에 본 연구자는 물리적, 화학적 성질이 다른 환경성 유해물질을 이용하여 면역세포 내 소기관의 손상과 세포사 유형, 세포내 염증반응, 선천성 면역반응 사이의 관계를 in vivo와 in vitro상에서 동정함으로써 세포내 염증미세환경 변화와 선천성 면역반응과의 관계를 규명함으로써 환경성 유해물질의 체내 축적을 좌우하는 결정인자를 동정하고, 이를 제어할 수 있는 방안을 제시하고자 함.

    o 환경 중 호흡성 유해물질의 확보- 총부유분진, PM10, PM2.5, 디젤분진은 직접 포집하여 현재 보유 중임. - 물성이 다른 나노물질은 기존의 과제를 통해 협력 연구 중인 연구팀으로부터 제공받을 예정임.o 연구내용1. (특이적, 비특이적) 탐식세포, 항원제시세포 내로의 유입 과정 관찰: Live image 현미경 이용2. 전자현미경을 이용하여 탐식세포에 의한 환경성 유해물질의 분해정도 관찰3. 독성 결정요인 분석1) 세포 특성 분석- 문헌 조사- Primary cells와 상용 세포주의 특성에 따른 독성 차이 관찰2) 환경성 유해물질의 특성 분석 - 공동 연구를 통해 수행3) 환경성 유해물질의 동태 및 세포내 소기관의 변화 관찰- 전자현미경 이용- 미토콘드리아, 소포체, 골지체, 리보소옴의 기능을 중심으로 관찰: 각 소기관 특유의 분자마커를 이용한 염색을 통해 수행3. 환경성 유해물질에 의한 독성 기전 및 염증 반응 관찰4. Co-culture system에서 마크로파지 분화 및 neutrophils 유입 과정에 대한 영향 관찰5. 마우스를 이용한 환경성 유해물질의 선천성 면역반응 관찰이러한 결과를 바탕으로, 1. 면역세포의 세포사 과정에 있어 세포내 소기관 기능의 역할 분석2. 세포사 기전에 따른 면역반응 관찰 및 비교3. 세포사 과정과 세포 내 소기관의 손상과의 관계 분석4. 염증반응과 면역반응과의 관계 분석

    1) 학문적 중요성o 세포내 소기관의 손상에 따른 염증반응과 면역반응과의 관계를 규명함으로써 암, 치매, 자가면역질환 등의 발생에 대한 환경적 요인의 규명이 가능할 것으로 판단됨. o 환경성 유해물질(미세먼지)에 대한 노출에 따른 면역반응을 좌우하는 생체지표를 동정함으로써 환경성 유해물질(미세먼지)에 의한 면역성 질환을 치료할 수 있는 약물을 개발하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단됨.o 생식기에 축적한 환경성 유해물질 및 그에 따른 면역세포의 작용을 연구함으로써 유전성 면역성 질병의 발생 기전에 대한 연구도 가능할 것으로 판단됨. 2) 산업적 중요성o In vivo와 In vitro데이터의 비교, 평가를 통해 실험동물을 이용하는 시간적, 경제적 고비용의 전임상 독성시험을 대체할 in vitro 독성시험 가이드라인을 개발함으로써 국내산업의 국가경쟁력에 기여하고, 동 연구분야 및 전세계 협력기관에서의 위상을 높일 수 있을 것으로 판단됨.o 세포 소기관의 기능 손상을 조기에 발견할 수 있는 마커를 개발하고, 이를 협력업체에 기술 이전함으로써 환경성 유해물질의 독성평가를 위한 산학협력 연구 체계를 구축할 수 있을 것으로 판단됨. o 환경성 유해물질의 In vitro독성 (효능) 평가 시험가이드라인을 구축하여 환경성 유해물질을 이용한 바이오신약 개발을 위한 시간적 경제적 비용을 절감함.

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  • 환경 중 흡입성 유해물질에 의한 염증미세환경 변화와 선천성 면역반응과의 관계 규명

    (1345280917)

    2018

    개인기초연구(교육부)(R&D)

    박은정

    경희대학교(국제캠퍼스)

    교육부

    50000000 (50000000)

    「연구개발성과」 : 논문(4) , 연구보고서(1)

    연구내용

    물리적, 화학적 성질이 다른 환경성 유해물질을 이용하여 면역세포 내 소기관의 손상과 세포사 유형, 세포내 염증반응, 선천성 면역반응 사이의 관계를 in vivo와 in vitro상에서 동정함으로써 세포내 염증미세환경 변화와 선천성 면역반응과의 관계를 규명함으로써 환경성 유해물질의 체내 축적을 좌우하는 결정인자를 동정하고, 이를 제어할 수 있는 방안을 제시하고자 하였음.

    - In Experiment. 1) In Vivo - 주요 가습기 살균제 성분인 Kathon CG의 호흡기 노출에 따른 급성기 염증 반응 (시료 확보) - 담배추출물 단회 경기관지 투여에 따른 염증 반응 관찰 (시료 확보) - 지하철 분진의 단회 경기관지 투여에 따른 염증 반응 관찰 (시료 확보)2) In Vitro - 사람 기관지 상피세포주에 대한 가습기 살균제 성분 중 하나인 methylisothiazolinone의 독성 기전 - 사람 기관지 상피세포주에 대한 가습기 살균제 성분 (PHMG)의 독성 기전 효과 - Mouse Alveolar Macrophages에 대한 ammonium lauryl sulfate (샴푸 성분)의 독성 기전 효과 - 사람 기관지 상피세포주에 대한 담배추출물의 독성 기전 효과

    각 기관마다 상이한 결과가 도출됨으로써 현재 범국가적인 혼돈을 야기하고 있는 가습기 살균제 성분에 의한 폐질환 (폐섬유화) 발생 가능성 및 그 원인을 세포와 동물수준에서 명확히 제시함으로써 장시간 진행 중인 가습기 살균제 사건의 해결을 도울 수 있음.

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