RANK/RANK신호전달기작을 억제하는 물질 선별 = Screening of inhibitory molecules of RANK/RANKL Signaling pathway

국문 초록 (Abstract)

Bone remodeling은 osteoblasts (조골세포)와 osteoclasts (파골세포)의 상호작용을 통하여 이루어진다. Osteoblasts 또는osteogenic stromal cell에서 발현되는 RANKL(Receptor-activator of NF-kB ligand)는 osteoclast의 RANK(Receptor-activator of NF-kB)에 binding하여, osteoclasts를 분화, 활성화 시킴으로써 bone resorption을 촉진한다. 이 때 RANKL에 binding하여, osteoclasts의 RANK에 RANKL가 binding하는 것을 억제하는 decoy receptor, OPG(osteoprotegerin)가 존재하여 RANKL가 RANK에 적정한 수준으로 binding하게 함으로써 Bone homeostasis를 유지한다. 결과 이러한 bone homeostasis의 중심에 OPG를 포함한 RANK/RANKL signaling pathway가 있다. Osteoblasts와 osteoclasts 활성의 불균형은 분자적인 수준에서 주요하게 RANK/RANKL signaling pathway의 불균형으로 볼 수 있으며, 다양한 종류의 호르몬의 변화와 염증반응을 일으키는 인자와 성장 인자의 변동에 의해 일어날 수 있는데 이것은 결국 골밀도의 감소 (골다공증, osteoporosis) 또는 증가 (골경화증, osteopetrosis)와 같은 뼈의 이상을 야기할 수 있다. 이러한 pathway를 조절할 수 있는 인자를 찾는 다면 의학적으로 중요한 치료 후보 물질이 될 수 있으며, 그에 앞서 그 인자를 찾는 과정을 통하여 bone homeostasis에 대한 더욱 깊은 이해가 가능하리라 본다.
따라서, 본 실험에서는 native 단백질보다 prolonged half-life, 대량 생산(정제)가 용이한 장점이 예상되는 recombinant fusion protein을 만들고, 실제로 native protein과 같은 기능을 수행하는지를 cell-based assay를 통하여 기능을 확인하고 이를 통하여 RANK/RANKL signaling pathway를 in vitro상에서 구현한다. 이렇게 하여 빠른 시간에 대량의 screening이 가능한 시스템을 갖추고 이를 통하여 수없이 많은 signaling을 조절하는 물질들을 screening 하여 main signaling인 RANK와 RANKL의 Receptor-Ligand반응에 대한 이해를 넓히고, 치료적으로 유용할 것으로 예상되는 후보 물질을 선별한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Introduction 1
• Ⅱ. Materials and method 7
• 1. Preparation of Cell line 7
• 2. Cell culture and protein purification 11
• 3. Identification of purified protein 13
• 4. in vitro RANK/RANKL screening system 15
• 5. Screening of inhibitory molecules of RANK/RANKL signaling pathways with in vitro RANK/RANKL screening system 18
• Ⅲ. Results and Discussions 19
• 1. Purified protein Identification 19
• 2. Testing of in vitro RANK/RANKL screening system 26
• 3. Screening of inhibitory molecules of RANK/RANKL signaling pathways with in vitro RANK/RANKL screening system 28
• Ⅳ. Conclusions 30
• Ⅳ. Reference 32
• ABSTRACT 34