Hypoxia에 의해 조절되는 유전자 발굴을 통한 genetic network 구축과 이를 이용한 질병의 발생기전에 관한 연구

초록

목적 : 여러 종류의 세포들에서 단시간의 hypoxia에 의해 조절되는 유전자 발현의 변화를 cDNA microarray 기술을 이용하여 발굴하고 hypoxia에 의해 조절되어지는 유전자변화의 정보를 생물정보학적 방법으로 분석하여 hypoxia-reperfusion에 반응하여 일어나는 세포 손상과 관련된 유전자 조절경로(genetic network)를 밝히고자 한다. 방법 : HUVEC과 SH-SY5Y룰 hypoxia 조건(2% O₂)에서 일정시간(1, 2, 3, 6) 동안 배양하여 각 시간별로 나타나는 유전자의 변화를 RT-PCR 방법을 통하여 확인하고, 7,500여개의 유전자를 이용하여 제작된 cDNA chip을 이용하여 유전자 변화양상을 관찰하였다. 또한 hypoxia 처리 후, 다시 reoxygenation 조건을 유도한 후, 나타나는 유전자의 변화도 RT-PCR 및 cDNA chip을 이용하여 확인하였다. 결과 : HUVEC과 SH-SY5Y를 대상으로 hypoxia를 유도한 결과, 각 시간별로 약 200개의 유전자들이 두 배 이상의 발현 변화를 나타내었다. Hypoxia 초기에는 두 세포 모두 egrl, junB oncogene, NFkB2, stratafin 등의 유전자가 과발현되었으며, hypoxia 시간이 경과됨에 따라 adrenomedullin, cadherin, janus kinase 1, VEGF 등의 유전자도 과발현되는 것으로 확인되었다. Hypoxia 처리 후 reoxygenation 유도 시에는 hypoxia 조건에서 과발현되었던 대부분의 유전자들이 저발현되는 것으로 나타났다. 이에 대조적으로 interleukin 23, alpha-fetoprotein, DOK 1 등의 유전자는 hypoxia 유도 시 저발현되었으며 reoxygenation 후에도 지속적으로 저발현 되는 것으로 확인되었다. 또한 본 연구에서 hypoxia에 의하여 발현이 유도된 유전자들 중 많은 경우에서 혈관 생성 과정에 관여하고 있는 것이 확인되었다. 결론 : 종합하면, hypoxia에 의해서 유도되는 여러 유전자들의 발현 변화를 탐색하고, 생물정보학을 이용한 다양한 분석기법을 사용하여 각 유전자간의 연관관계를 규명하기 위하여 세포 내에서 hypoxia에 의해 일어나는 일련의 반응을 이해하는 실험을 시행하였고, hypoxia와 관련된 유전자 발현 변화를 분석하였다. 이러한 결과는 관련 질환의 예방과 치료제 개발에 중요한 기초자료를 제공하게 될 것으로 예상된다.

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