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요약문
SUMMARY
CONTENTS(영문목차)
목차
제1장 연구개발과제의 개요 14
제2장 국내외 기술개발 현황 18
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 22
제1절. 질환 특이적 세포 영상을 위한 광학분자영상용 smart sensor 제조 22
1. 단백질 키나아제 (prtoein kinase) 광학 영상화를 위한 smart sensor 설계 및 개발 22
2. 나노입자를 이용한 protein kinase A 감응형 smart sensor 의 제조 24
3. PEI-kemp-Cy 5.5/PAA 나노입자의 세포 내 PKA 분자영상화 28
4. PEI-kemp-Cy 5.5/PAA-BHQ3 나노입자의 설계 및 제조 31
5. PEI-kemp-Cy 5.5/PAA-BHQ3 나노입자 제조 33
6. Pluronic F127 마이셀(micelle)과 Heparin 상호작용을 이용한 protein kinase A 감응형 smart sensor 의 제조 35
7. 단백질 kinase 질환 동물 모델 구축 40
제2절. 질환 특이적 생체 내 영상을 위한 광학분자영상용 smart sensor 제조 41
1. 단백질 분해효소 광학 영상화를 위한 smart sensor 설계 및 개발 41
2. 고분자 기반 MMPs 광학 영상화를 위한 smart sensor 설계 및 개발 42
3. 금 나노입자 기반 MMPs 광학 영상화를 위한 smart sensor 설계 및 개발 48
4. 펩타이드 기반 MMPs 광학 영상화를 위한 smart sensor 설계 및 개발 54
5. 고분자 기반 암 및 염증성 질환의 신규혈관 광학 영상화를 위한 smart sensor 설계 및 개발 61
제3절. 타겟 생체분자의 신호전달 고해상화 및 실시간 영상 최적화 67
1. 타겟 생체분자들의 신호전달 영상 조건 탐색 67
2. 막수용체와 리간드들의 상호작용 실시간 영상 최적화 68
3. 막수용체의 고해상도 영상화 기초실험 72
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 80
(1) 연구개발의 최종목표 80
(2) 연차별 연구개발 목표 및 내용 81
(3) 계획대비 달성도 82
(4) 위 연구목표(총연구기간)에서 중요도 순으로 4-5개 목표 추출 및 가중치 부여 83
제5장 연구개발결과의 활용계획 84
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 86
제7장 참고문헌 88
〈그림 1. 세포내의 DNA, RNA 및 단백질의 영상화〉 18
〈그림 2. 근적외선 형광체 표지된 고분자 리포솜을 이용한 생체 내 종양 영상〉 19
〈그림 3. enzyme-activatable probe를 이용한 lung tumor의 영상화〉 20
〈그림 4. 단백질 키나아제 감응형 smart sensor 의 모식도〉 23
〈그림 5. 단백질 키나아제 감응형 나노입자의 화학적 구조식 및 반응 모식도〉 24
〈그림 6. PEI-kemp-Cy 5.5/PAA 나노입자의 특성....〉 25
〈그림 7. Dynamic light scaterring 을 이용하여 측정한 나노입자의 크기 분포도....〉 26
〈그림 8. PEI-kemp-Cy 5.5/PAA 나노입자의 PKA 특이성....〉 27
〈그림 9. 세포 내 PEI-kemp-Cy 5.5/PAA 나노입자의 시간에 따른 흡수 분포도〉 28
〈그림 10. PKA 과발현 확인 western blot 실험결과〉 29
〈그림 11. 시간에 따른 PEI-kemp-Cy 5.5/PAA 나노입자의 PKA 발현 세포에서의 형광 영상....〉 30
〈그림 12. CHO-K1 세포에 대한 PEI-kemp-Cy 5.5/PAA 나노입자의 농도별 세포 독성 시험....〉 30
〈그림 13. Super quenching PIC 나노입자의 개략도〉 31
〈그림 14. Super quenching PIC 나노입자의 형광 특성....〉 31
〈그림 15. PKA에 의한 super quenching PIC와 self quenching PIC의 형광 복원〉 32
〈그림. 단백질 키나아제 감응형 나노입자의 화학적 구조식 및 반응 모식도〉 33
〈그림. PEI-kemp-Cy 5.5/PAA-BHQ3 나노입자의 특성....〉 34
〈그림. 단백질 키나아제 감응형 PF127-Heparin micelle 화학적 구조식 및 반응 모식도〉 35
〈그림. PF127-Kemptide 마이셀의 물리적 특성....〉 36
〈그림. PF127-Kemptide 마이셀과 Heparin의 상호 물리적 결합 특성....〉 37
〈그림. Heparin-Cy5.5의 PBS상에서의 농도별 근적외선 형광의 변화〉 38
〈그림. PF127-Kemptide 와 Heparin-Cy5.5의 온도에 따른 소광현상 특성...〉 38
〈그림. PF127-Kemptide 와 Heparin-Cy5.5의 온도에 따른 소광현상 특성...〉 39
〈그림 14. PF127-Kempade/Heparin-Cy5.5 마이셀의 PKA 특이성....〉 40
〈그림 16. 단백질 분해효소 특이적 형광 증폭 기술 기반의 activatable probe 개념.〉 41
〈그림 17. 고분자 기반 MMPs 감응형 나노입자의 모식도.〉 42
〈그림 18. Cy5.5-peptide substrate-BHQ-3의 전구체 라이브러리의 예.〉 43
〈그림 19. 다양한 단백질 분해효소 특이적 나노입자의 형광 영상의 예.〉 44
〈그림 20. MMP-2 감응형 나노입자를 이용한 동물 질환 모델에서 분자영상을 통한 암 진단의 예.〉 44
〈그림 21. MMP-2 감응형 나노입자를 이용한 동물 질환 모델에서 암 부위의 근적외선 total photon count 값〉 45
〈그림 22. 암 부위를 절개 후 Kodak image box를 사용하여 획득한 영상.〉 45
〈그림 23. 형광 현미경과 MMP-2 immunocytochemistry를 이용하여 관찰한 암 조직 영상.〉 46
〈그림 24. 골 관절염 동물 모델에 단백질 분해효소 특이적 activatable 나노입자 probe를 이용한 단백질 분해효소 발현정도 영상화 및 단백질 분해효소 억제제의 단백질 분해효소 활성 억제 평가.〉 47
〈그림 25. 골 관절염 동물 모델 기반 protease 나노입자 probe에 의한 MMP-13 발현정도 영상화 및 단백질 분해효소 억제제의 단백질 분해효소 활성 억제 평가.〉 47
〈그림 28. MMPs 감응형 금 나노입자 기반의 나노프로브 모식도.〉 48
〈그림 29. MMPs 특이적 peptide substrate-Cy5.5 화학적 모식도.〉 49
〈그림 30. MMP 특이적 peptide substrate-Cy5.5-금 나노입자의 좌. TEM을 이용한 크기 분포도 및 우. 형광 소강 상태의 근적외선 영상.〉 50
〈그림 31. 금 나노입자, Cy5.5 형광 전구체, 및 peptide subsrate-Cy5.5-금 나노입자의 UV 흡수 분포도.〉 50
〈그림 32. peptide substrate-Cy5.5-금 나노입자의 MMPs 선택적 형광 증폭 및 시간에 따른 각 MMPs 에 대한 근적외선 형광 증가도〉 51
〈그림 33. peptide substrate-Cy5.5-금 나노입자의 MMP-2 농도에 따른 선택적 형광 증폭 MMP-2 농도에 대한 정량적 standard curve.〉 51
〈그림 34. peptide substrate-Cy5.5-금 나노입자의 다양한 MMPs 분해효소 특이적 및 MMP-2 농도에 대한 나노입자의 형광 영상의 예.〉 52
〈그림 35. MMP-2 감응형 금 나노입자를 MMP-2 과다발현 암 질환 모델에 투여 후 시간에 따른 형광 방출을 영상화 함〉 53
〈그림 36. MMP-2 감응형 금 나노입자를 이용한 동물 질환 모델에서 암 부위의 근적외선 total photon count 값〉 53
〈그림 37. 암 부위를 절개 후 Kodak image box를 사용하여 획득한 영상.〉 54
〈그림 38. Peptide-bound MMP-13 modeling 을 통한 structure-based probe design의 예〉 55
〈그림 39. MMP-13에 선택적인 소강상태의 Cy5.5-GPLGMRGLGK(BHQ-3)의 합성 모식도.〉 56
〈그림 40. Cy5.5-GPLGMRGLGK(BHQ-3)의 HPLC spectra 및 Maldi-샐 spectra 를 이용한 분자량 분석.〉 57
〈그림 41. MMP-13에 선택적인 소강상태의 Cy5.5-GPLCMRCLCK(BHQ-3)의 합성 모식도.〉 57
〈그림 42. MMP-13와 선택적으로 반응하여 강한 형광이 반응되는 Cy5.5-CPLCMRCLCK(BHQ-3)의 반응 모식도.〉 58
〈그림 43. 펩타이드 sensor의 농도와 MMP-13 첨가 및 미첨가에 따른 근적외선 영상 변화의 예.〉 58
〈그림 44. Cy5.5-GPLCMRCLCK(BHQ-3)의 MMP-13 선택적 형광 증폭에 따른 각 MMPs 에 대한 근적외선 형광 증가도 및 이의 근적외선 영상.〉 59
〈그림 44. Cy5.5-GPLCMRCLCK(BHQ-3)의 MMP-13 선택적 형광 증폭 및 시간에 따른 각 MMPs 에 대한 근적외선 형광 증가도.〉 59
〈그림 45. Cy5.5-GPLCMRCLCK(BHQ-3)의 MMP-13 농도에 따른 선택적 형광 증폭 및 MMP-13 농도에 대한 정량적 standard curve.〉 60
〈그림 46. 정상, 6주 및 8주 골관절염 모델에 Cy5.5-GPLCMRCLCK(BHQ-3)을 투여하여 MMP-13 발현 정도에 기인한 골관절염 진단 및 질환 진행상태의 분자영상화의 예.〉 61
〈그림 47. HGC-Cy5.5 나노입자형 조영제의 합성 모식도.〉 63
〈그림 48. HGC-Cy5.5를 이용한 뇌종양 영상...〉 63
〈그림 49. Type II collagen으로 유도된 류마티스 관절염 모델....〉 64
〈그림 50. 류마티스 관절염 모델에 HGC-Cy5.5를 투여한 후, 각 그룹 정상마우스 (normal mouse), 류마티스 관절염이 심한 동물 (RA mouse), 퇴행성 관절염 (Late RA)의 염증 증상을 Kodak Imaging station 기계를 통하여 영상화 함.〉 65
〈그림 51. 류마티스 관절염 모델에 HGC-Cy5.5를 투여한 후, 각 그룹 정상마우스 (normal mouse), 류마티스 관절염이 심한 동물 PA mouse), 퇴행성 관절염 (Late RA)의 염증 증상을 Optix Explore 기계를 통하여 영상화 함.〉 65
〈그림 52. 류마티스 관절염 영상....〉 66
〈그림 53. Endosome, lysosome으로 향하는 sorting pathways.〉 67
〈그림 54. STAM과 AMSH의 1차원 단백질 도메인 구조 (N-AMSH: N-terminal AMSH)〉 67
〈그림 55. COS7 cell에서 co-trsndfection된 AMSH와 STAM의 세포내 발현 및 위치〉 68
〈그림 56. COS7 cell에서 co-trsndfection된 N-AMSH와 STAM의 세포내 발현 및 위치.〉 68
〈그림 57. COS7 cell에서 co-trsndfection된 LRP와 APP의 시간별 영상.〉 69
〈그림 58. COS7 tell에서 단독 발현된 Fe65와 co-trsndfection된 Fe65와 APP의 이미지〉 69
〈그림 59. COS7 cell에서 단독 발현된 LRP의 이미지.〉 70
〈그림 60. Scheme of FlAsH & ReAsH labeling method.〉 70
〈그림 61. wild type LRP와 TC-label된 LRP의 FACS data〉 71
〈그림 62. LRP의 정제 도표와 각 단계에서의 발현 확인 dot blot data.〉 72
〈그림 63. 부분 정제되어 negative stained 된 LRP의 TEM image.〉 72
〈그림 64. TC-LDLR의 FlAsH labeled 된 이미지들...〉 73
〈그림 65. LRP1과 co-transfection 되었을 때와 안 되었을 때의 co-transfected Fe65와 APP695 또는 770의 세포내 분포 영상.〉 73
〈그림 66. cotranfect된 Fe65와 APP 695의 실시간 영상화 시도...〉 74
〈그림 67. co-transfect된 Fe65와 APP 770의 실시간 영상화 시도...〉 74
〈그림 68. co-transfect된 LRP1과 Fe65, APP 695의 실시간 영상화 시도...〉 75
〈그림 69. co-transfect된 LRP1과 Fe65, APP 770의 실시간 영상화 시도...〉 75
〈그림 70. LRP1과 co-transfection 되었을 때와 안 되었을 때의 co-transfected Dab1와 APP 695의 세포내 분포 영상.〉 76
〈그림 71. LRP1과 co-transfection 되었을 때와 안 되었을 때의 co-transfected Dab1와 APP 770의 세포내 분포 영상〉 76
〈그림 72. co-transfect된 Dab1과 APP 695의 실시간 영상화 시도...〉 77
〈그림 73. co-transfect된 LRP1과 Dab1, APP 695의 실시간 영상화 시도...〉 77
〈그림 74. LRP1과 co-transfection 되었을 때와 안 되었을 때의 co-transfected Fe65와 Dab1의 세포내 분포 영상.〉 78
〈그림 75. Fe65와 Dab1을 상대적 Transfection DNA양을 변화시켜 APP와 동시에 발현시킨 후의 이미지들.〉 79
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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