간독성 단계별 인체시료와 통합유전체기법을 이용한 간독성 및 질환 예측 지표 연구 = Identification of human liver toxipathic molecular signature by expression genomics and miRNA profiling stud

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Predicting the potential human health risk, especially liver injury posed by chemical stressors has long been a major challenge for toxicologists, and the use of microarrays to measure responses to liver injury relevant genes, and to identify selective, sensitive biomarkers of liver injury is a major application of predictive and discovery liver toxicology. To investigate this possibility, we investigated whether tissues from liver injury display characteristic sets of genes in human. RNAs from chronic hepatitis, cirrhosis, dysplasia, liver cancer (HCC) and normal live tissues were subjected to whole genome expression microarray and miRNA microarray. We collected at least 8 cases of each multi step liver disease and applied these multi-step hepatocellular carcinoma models and analysed characteristic molecular signature for each chronic hepatitis with low grade fibrosis (FL), chronic hepatitis with high grade fibrosis (FH), liver cirrhosis (CS), low grade dysplasia (DL), high grade dysplasia (DH), and tumor grade 1 (TG1), 2 (TG2), and 3 (TG3) using whole genome expression microarrays and miRNA microarray. Through whole genome expression microarray analysis, we applied these multi-step hepatocellular carcinogenesis model and analysed characteristic molecular signature for each liver disease step. Combined analysis of pathway mining and database analysis revealed that large-scale molecular signature exists in multistep liver injury.olat over, each liver disease specific miRNA signatures were exhibited using PhenomiR database. In conclusion, the identification of large-scale molecular changes in multistep liver carcinogenesis revealed that characteristic molecular signatures are associated with different epigenetic changes and molecular pathways and that these large-scale characteristic molecular changes could be used as predictable liver injury.

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 최종 목표는 만성 간염 및 간경화를 포함하는 병기별 간독성 다단계 모델 (간섬유화를 수반하는 만성간염, 간경화, 이형성간조직, 초기, 중기 및 진행성 감암조직)의 인체 시료를 확보하여 동일 시료로부터 각 각 유전체발현분석과 miRNA 발현분석을 통한 통합유전체 기법을 적용하여 각 병기별 특이 대단위 유전체 지표를 확보하고 이를 활용하여 간독성 및 간질환 예측 및 판단 생체지표를 도출하고 검증하고자 하였다. 연구목표를 달성하기위해 조직병리검사로 진단 된 간 질환 관련 시료로서 정상간조직, 간섬유화를 포함한 단계별 간질환 시료 (정상, 만성간염, 간섬유화가 진행된 만성간염, 간경화, 이형성간조직, 초기감암(G1), 중기간암(G2), 진행성간암(G3)등) 최소 각 8례 이상의 생체시료를 확보하고 연구윤리를 위해 유관기관의 IRB의 심의 승인을 받았고, 확보된 생검조직으로부터 순수생검시료를 확보하고 순수 RNA를 추출하여 동일 시료로부터 expression genomics 및 miRNA profiling를 적용하여 통합유전체 분석을 시행하였다. 이로써 인간 간독성 질환 단계별 생검조직으로부터 대단위 유전자 발현 분석을 시행하여 각 병기 특이적 molecular signature 및 miRNA signature를 도출할？椀刀一었다. 마지막으로 각 병기별 예측표지 자간 상관성 분석을 통한 단계별 특이 생체지표군 확보하고 간독성 및 간질환 예측 및 판단 생체지표를 도출하고 검증하였다. 본 연구는 간 질환 관련 인간 생체 조직으로부터 병기별 변화되는 특이적 mRNA와 miRNA의 sinature를 도출하였고, 특히 국내 최초 전체 miRNA chip을 제작함에 있어 간독성 통합 발현 유전체 연구에 큰 기여를 할 것으로 사료되며, 이로써 본 연구를 통해 간독성 또는 간질환의 단계별 대단위 유전자 도출 기법을 확립하여 간독성 분자생물학적 기전에 대한 이해의 증가로 위해성평가의 질과 신뢰성 제고에 기여와 통합 발현 유전체 기법을 활용한 만성간독성 및 간암 예측 및 판단 평가 시스템 확보에 기여할 것이라 사료된다.