심장부작용 평가 및 검색법 개발을 위한 허혈성 동물모델 확립 및 생체지표 발굴 = Development of ischemic animal model and biomarker for the evaluation of cardiac adverse effect

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

1. The Goal of Research : The purpose of this research is to make database by evaluation of cardiac side effects of antiobiotic drugs, and to establish a detection system for cardiac side effects through discovery of biomarkers for ischemic injury in cardiac system.
2. Research Contents and Methods
1) Establishment of animal moldels of ischemic disease in vivo and in vitro, and evaluation of side effects of antibiotic drugs on heart
2) Discovery of biomarkers in animal models and cell culture systems of ischemic injury
- Discovery of multiple candidate genes by microarray - Discovery of novel genes by gene fishing
3) Confirmation of biomarker candidates for hypoxic injury in cultured cardiac cell system
- Confirmation of gene expression by realtime PCR
- Confirmation of protein expression by immunocytochemistry and western blot
- Investigation of cell viability change after inhibition of gene and/or protein expression
4) Investigation of the correlation between cardiac side effects of antibiotic drugs and biomarker candidates for ischemic injury
- Investigation of the effects of antibiotic drugs on biomarker candidates through realtime PCR
- Investigation of the effects antibiotic drugs on biomarker candidates through immuno-cytochemistry and western blot
3. Research Results
1) Antibiotic drugs induced cell death in a does-dependent manner in cardiac cells.
2) Ischemia-inducible genes were discovered in myocardial infarct model using microarray
3) Hypoxia-inducible genes were discovered in cardiac cells using microarray.
4) Eight genes-Arrdc3, Pfkfb3, Gadd45b, Snf1k, Atf3, LOC 500552, Triprp-predicted, and Ddit-were increased in both myocardial infarct model and hypoxic injury model of cardiac cells.
5) Increased exression of six genes-Arrdc3, Pfkfb3, Gadd45b, Atf3, Triprp-predicted, and Ddit4- were confirmed using the real-time PCR.
6) Gadd45β mRNA and protein expression was increased by hypoxic injury in cardiomyocytes.
7) Hypoxia-induced cell death was inhibited by transfection with gadd45β specific siRNA.

국문 초록 (Abstract)

1. 연구개발의 목표 : 심혈관질환 동물모델 및 세포배양시스템을 이용하여, 항생제 약물 심장부작용 database를 확보하 고자 하며, 허혈성 심장질환의 생체지표를 발굴함으로써 심장부작용 검색 방안을 모색하고자 함.
2. 연구내용 및 방법
1) 심장질환 동물 및 세포 모델 확립 및 이를 이용한 항생제 약물 심장부작용 평가
- 동물모델 및 세포모델에서 항생제들에 의한 심장 손상 및 세포사멸 관찰
2) 동물모델 및 배양세포에서 허혈성/저산소성 손상에 대한 생체지표 후보군 발굴
- Microarray hybridization 기법을 통한 다수의 후보 유전자군 발굴
- Gene fishing 기술을 이용한 novel gene 발굴 3) 배양심근세포 시스템에서 허혈성/저산소성 손상에 대한 생체지표 후보군 확인
- Realtime PCR을 이용한 유전자 후보군 발현 확인 - Immunocytochemistry 또는 western blot등을 이용한 유전자 후보군의 단백질 발현 확인
- 유전자 단백질 억제를 통한 심근세포의 손상 변화 관찰
4) 심장손상에 대한 생체지표 후보군과 항생제 심장부작용 간의 상관관계 규명
- Realtime PCR을 이용하여 항생제에 의한 생체지표 변화 관찰
- Immunocytochemistry 및 western blot을 이용하여 항생제에 의한 생체지표 변화 관찰
3. 연구개발 결과
1) Doxorubicin에 의한 심근세포 사멸은 농도, 시간 의존적으로 증가하였다.
2) 허혈/재관류 심근경색 동물모델에서 microarray 기법을 이용하여 심장질환 관련 유전자를 발굴 하였다.
3) 일차배양 심근세포에서 microarray 기법을 이용하여 허혈손상 유전자를 발굴하였다.
4) 허혈/재관류 심근경색 동물모델과 허혈손상 심근배양세포에서 Arrdc3, Pfkfb3, Gadd45b, Snf1 lk, Atf3, LOC 500552, Triprp-predicted, 그리고 Ddit4 총 8개의 유전자는 공통적으로 발현이 증 가하였다.
5) 허혈/재관류 심근경색 동물모델과 허혈손상 심근배양세포에서 Arrdc3, Pfkfb3, Gadd45b, Atf3, Triprp-predicted, 그리고 Ddit4 총 6개의 유전자 발현 증가를 real-time PCR 기법을 이용하여 확인하였다.
6) 허혈손상 심근세포에서 Gadd45β mRNA와 단백질 발현이 증가하였다.
7) 허혈손상으로 인한 심근세포 사멸과정에서 gadd45β siRNA를 이용한 Gadd45β 단백질 발현 억제 는 세포사멸을 감소시켰다.○ 연구목표 : 본 연구의 최종목표는 심혈관질환 동물모델을 이용하여 약물계열별 심장부작용을 평가하여 database를 확보하고자 하며, 허혈성 심장질환의 생체지표를 발굴함으로써 심장부작용 검색 방안을 도모하고자함.
○ 연구내용
1. 심혈관질환 동물모델을 이용한 약물계열별 심장부작용 평가
- 심근경색 동물모델에서 항생제 및 항균제 처리에 의한 infarct zone 변화 관찰
2. 심혈관질환 동물모델을 이용한 생체지표 발굴
- Microarray hybridization 기법을 통한 다수의 후보 유전자군 발굴
- Gene fishing 기술을 이용한 novel gene 발굴
3. 허혈손상 심근배양세포 시스템을 이용하여 허혈손상의 생체지표 발굴
- RT-PCR을 이용한 유전자 발현 확인
- Immunocytochemistry 또는 western blot등을 이용한 단백질 발현 확인
...[중략] 원문참조