연구
연구분야
연구주제
대장암 세포의 증식 및 전이 관련 유전자 발굴 및 기능 연구
Apc, Kras, Smad, p53 유전자는 대장암의 발생, 증식, 전이 과정에서 중요한 역할을 수행하는데, 이들을 제어하는 것은 현재 기술적으로 한계가 있다. 이들 유전자와 상호작용을 통해 이들의 기능을 제어하는 유전자를 발굴하고 대장암 세포주, knockout 마우스 제작 및 대장암 마우스 모델을 이용하여 이들 유전자의 기능을 in vitro 및 in vivo에서 규명하여 대장암을 제어할 수 있는 새로운 표적 유전자를 제시하고자한다.
CRISPR/Cas9 system을 이용한 mouse model 제작
박테리아 및 고세균의 genome에 존재하는 CRISPR locus는 phage 또는 plasmids에서 유래된 특정 DNA sequence를 포함하는 부위로 외부의 nucleic acids 침입을 막는 defense mechanism으로 알려져 있다. Cas는 외부 유래의 nucleic acids를 CRISPR locus에 저장하거나 분해시키는 단백질로 Cas9는 화농성연쇄상구균에서 발견되는 RNA-guided DNA endonuclease의 일종이다. CRISPR/Cas9 system은 single guide RNA (sgRNA)를 이용하여 특정 target DNA sequence의 double-strand breakage를 일으킬 수 있기 때문에, DNA repair과정에서 일어나는 Indel (insertion or deletion) mutation에 의한 knockout mouse 또는 homology directed repair (HDR)에 의한 knockin mouse를 제작할 수 있다. 이는 배아줄기세포를 이용한 gene targeting 방법보다 비용과 시간 면에서 효율성이 월등히 개선되어 기존의 gene targeting 방법을 빠르게 대체하고 있다. 본 실험실에서는 CRISPR/Cas9를 이용한 knockout, knockin mutant mouse를 제작하는 기술을 확립하였고 이를 이용하여 mouse model을 제작, 분석하고 있다. 또한 이 기술을 계속 발전시켜 정교한 유전자 분석에 필요한 mouse model를 개발하고자 한다.
EGFR family 항암제에 의한 세포사멸, 증식 억제 메커니즘 규명
Epidermal growth factor receptor (EGFR)는 receptor tyrosine kinase로 세포 증식, 생존, 분화, 이동 등에 관련한 신호전달 수용체 역할을 수행하는 ErbB family member의 하나이다. ErbB family는 EGFR (ERBB1), ERBB2, ERBB3, ERBB4 등 4개의 유전자로 구성되어 있으며, 이들 수용체에 결합하는 growth factors로는 EGF, TGFα 등 10여개 정도 알려져 있다. Growth factor와 receptor의 결합은 EGFR family 간의 homodimer 또는 heterodimer를 유도하고 이어 kinase가 활성화되면, cytoplasmic domain의 tyrosine 인산화가 일어나고 세포질에 존재하는 다양한 adaptor들이 결합하면서 세포 내로 신호 전달을 수행하게 된다. 상피세포 유래의 다양한 종양에서 EGFR family의 과발현 및 돌연변이 등이 발견되기 때문에 EGFR 또는 ERBB2 (HER2)를 표적으로 kinase 억제제 및 항체 신약 들이 개발되어 항암 표적 치료제로 임상에 이용되고 있다. ERBB3의 경우 kinase 활성도가 저하되어 있지만, PI3K/AKT pathway의 중요 매개자로 작용하며 EGFR, ERBB2 표적 치료 과정에서 나타나는 암세포 사멸 저항성 및 재발에 중요한 인자로 알려지면서 다양한 항체가 개발되어 임상시험 중에 있다. 본 연구실에서는 genetically engineered mouse (GEM) 모델을 개발하여 대장암 발생 과정에 미치는 EGFR family member의 기능을 분석해 오고 있으며, 표적 치료 과정에서 나타나는 세포사멸 및 증식억제 기전을 분자생물학적 수준에서 규명하고 있다.