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 식품기능유전체연구실 Food Functional Genomics Lab

 

  연구영역. 식의약품 후보소재의 생리활성 평가 및 작용기작 규명; 비만, 대사질환 및 탈모 개선용도의 후보물질 발굴 및 상용화 연구; 비만, 대사질환 발생기작 및 조기 바이오마커 연구

  연구실. 연세대학교 생활과학대학 (삼성관) 503호   
  전화번호. 02-2123-3123    

  지도교수. 박태선 교수

 

 

 

본 식품기능유전체 연구실에서는 비만, 대사질환, 탈모 예방 및 치료를 목표로 한 기초연구와 상용화연구가 진행되고 있다.


  1. 기초연구
    연구과제: 한국연구재단 지원 식품영양유전체연구센터 (2008.09 ~ 2015.02)
    1. 비만, 대사질환 및 탈모 조절 작용기작 연구
      1. 비만에 의해 조절되는 신호전달체계:
        1. Adipogenesis 신호전달체계 연구: Adipogenesis는 지방선구세포 (preadipocyte)가 증식 및 분화되는 과정을 거쳐 성숙한 지방세포 (adipocyte)로 되는 과정을 의미하고, SRBP1c, PPAR와 C/EBPs 등의 전사인자에 의해 조절된다. 본 연구실에서는 비만(adiposity)과 관련되어 있는 adipogenesis 신호전달체계를 연구하고 있으며, 현재까지 BMP, FGF, Wnt10b 및 galanin에 의해 매개되는 신호전달체계가 식이성비만 마우스모델의 지방조직에서 adipogenesis 조절에 관여함을 밝혔다.
        2.  대사성염증반응(metaflammation) 신호전달체게 연구: 고지방식이에 의해 비만이 유도되면 체액에 유리지방산이 증가하게 되고, 후자는 지방세포 또는 간세포의 막에 있는 Toll-like receptor 4 (TLR4)에 리간드로 결합하여 NF-κB를 활성화시키고, pro-inflammatory cytokine??TNF-α, IL-6 등의 분비를 촉진하여 염증반응을 일으킨다. 본 연구실에서는 고지방식이에 의해 비만 및 지방간이 유도된 마우스의 지방조직 및 간조직에서 다양한 TLRs 신호전달체계 분자들의 발현이 증가하고, 하위 pro-inflammatory cytokine류 (TNF-α, IFN-β, IL-1β 등) 발현 역시 현저히 증가됨을 밝혔다.
        3. 열발생(thermogenesis) 조절 메커니즘 연구: 백색지방조직이 β-3 아드레날린시스템 등에 의해 자극을 받게 되면 갈색지방조직과 유사한 성질을 지니게 되고, 미토콘드리아내에서 열발생을 통한 에너지소비를 증가시키게 된다. 반면에 식이성비만이 유도된 마우스모델의 내장지방조직에서는 열발생 관련 신호전달체계(SIRT1, PGC1 및 RXR, UCP1)의 활성이 저하된다. 본 연구실에서는 지방조직에서 열발생을 활성화시키는 경우 기존의 비만체료제(식욕억제제, 췌장 리파제 억제제..)에 비해 더 효율적으로 비만을 치료할 수 있을 것이라는 가정 하에 열발생을 촉진시키는 후보물질을 발굴하는 연구를 진행 중에 있다.
        4. 인슐린저항성 발생기작 연구: 인슐린은 지방세포 및 간세포에서 GLUT4 또는 GLUT2를 세포질로부터 세포막으로 translocation함으로써 포도당수송을 증가시키는데 관여한다. 제2형 당뇨 및 비만환자에서 나타나는 인슐린저항성은 인슐린이 충분히 분비됨에도 불구하고 이러한 당수송이 비정상적으로 저하된 것이다. 현재까지 인슐린에 의해 매개되는 GLUT2/GLUT4 translocation 신호전달체계와 관련하여 1) PI3K/AKT, 2) Cbl/CAP/TC10, 그리고, 3) MAPK 경로 등이 알려져 있다. 본 연구실에서는 고지방식이가 내장지방조직 및 간조직에서 GLUT4 또는 GLUT2 translocation signaling에 미치는 영향을 밝히는 연구를 진행하고 있다. 

      2. 탈모예방 및 발모촉진 신호전달체계
        1. 모낭주기 (Hair follicle cycling)는 크게 3단계, 즉 성장기, 퇴행기와 휴지기로 나뉘며, 탈모증세는 성장기 모낭수가 감소하고 휴지기에 있는 모낭의 수가 증가하면서 나타난다. 발모촉진 효과는 휴지기에 있는 모낭을 빨리 성장기로 돌아오도록 유도함으로서 가능하고, 이러한 모낭주기를 조절하는 신호전달체계에는 Wnt, Shh, TGFβ2, BMP와 FGF signaling pathway들이 알려져 있다. 본 연구실에서는 Wnt signaling처럼 모낭주기를 조절하는 신호전달체계가 adipogenesis 신호전달체계와 동일함을 발견하고 탈?臍?대사성질환의 연장선 상에 있음을 밝히는 연구를 진행 중이다.

    2. 비만 및 대사질환 바이오마커 및 작용점 연구
      1. 비만을 진단하기 위한 조기 바이오마커 (유전자) 발굴
        1. 본 연구실에서는 고지방식이로 유도된 비만마우스의 내장지방조직, 간조직 및 근육조직을 대상으로 oligoDNA microarray 분석을 실시하여 고지방식이에 반응하는 유전자 프로파일을 확보하고 그 유전자들의 기능을 해석하는 연구를 진행 중에 있다. 이를 토대로 신규한 비만 조기바이오마커를 발굴하고 비만으로 인한 대사질환 발생기작에 관한 새로운 가설을 찾는 연구에 집중하고 있다.
      2. 비만 치료를 위한 신규한 약물 작용점 규명
        1. 본 실험실에서는 micraoarray 분석에 의한 유전자 발현 프로파일을 대상으로 약물작용점을 유추할 수 있는 바이오인포매틱스(bioinformatics) 기법인 MNI 기법을 통해 interleukin 7 receptor와 adenylate cyclase 3, 그리고 SIRT1이 신규한 비만치료 약물작용점 (drug target)이 될 가능성이 있음을 밝혔다. 현재 IL7R knockout mouse와 AC3 heterozygous mouse를 실험실에 확보하고 있으며 비만치료 약물작용점으로의 가능성을 검토하고 있다.

    3. Adiponectin plasmid 기반 비만 및 대사질환 치료제 개발
      연구과제: (주)VGX 인터내셔널 (2014.02.03. ~ 2014.12.31.) 용역연구
      1. 본 연구실에서는 (주)VGX 인터내셜 사와 공동으로 유전자치료 비만 및 대사질환을 치료하는 유전자치료제 기법을 개발하는 연구를 진행 중이다. 즉, 아디포넥틴을 포함하는 플라즈미드 유전자를 근육에 주사한 후 전기천공법으로 세로내로 이동시키고 혈중 아디포넥틴 농도를 증가시키므로서 대사질환을 치료할 것으로 예상하고 그 가능성을 타진 중에 있다.

        [보도자료]

    4. 비만 및 대사질환 개선 및 발모촉진 후보물질 도출
      1. 본 연구실에서는 최근 글로벌 제약회사에서 선호하는 'Reverse Pharmacology' 기법을 사용하여 신약후보물질을 도출하는 ?晥ダ?구연하고 있다. 본 연구실에서 발굴한 화합물질들은 비만 및 지방간 예방/치료 또는 발모촉진 등의 신규한 용도로 국내외 특허 등록이 되어있다: 자단향추출물, 쥬니페라놀 화합물, 세스퀘테르펜화합물, 신코닌, 피페로날, 캠포, 켐펜, 올레로페인, 인돌-3-카비놀, 카바크롤, 피페린, 아디픽산, 노네날, 토복령추출물, 여지핵 추출물 등.

        [보도자료]

    5. 앞으로의 연구 방향
      1. 스트레스와 대사의 관계 연구
        1. 마른 비만, 즉 정상 체중인 사람에게도 당뇨병, 이상지방혈증 등의 대사실환이 나타날 수 있는데, 이는 스트레스와 대사질환이 밀접한 상관성을 지니고 있기 때문이다. 본 연구실에서는 유전자변이를 통하여 스트레스호르몬(코티졸)이 과분비 되도록 만들어진 마우스(CRH 과발현)를 대상으로 장기간 고지방식이를 섭취시키면서 나타나는 대사적인 관점에서의 변화를 연구 중에 있다.
      2. 노화 기전 연구
        1. 다양한 노화이론이 존재하는데, 본 연구실에서는 스트레스로 인해 진행되는 노화에 초점을 맞추고, 스트레스성 노화작용의 기작, 동물모델, 신규 바이오마커 등을 발굴하는 연구를 수행하고자 한다. 또한 코티졸에 의한 신체반응을 저감화하는 물질을 발굴함으로서 스트레스성 노화 및 대사기능의 저하를 극복하는 기술을 개발하고자 한다.

  2. 상용화연구
    1. 비만치료제 후보물질 발굴 및 기술이전
      1. KD101-광동제약: 보건복지부 : 신약개발 비임상, 임상시험 지원사업 (2011.05.01 ~ 2013.03.31.); 국제협력연구지원사업 (2013.12.23. ~ 2014.12.23)
        1. 2010년 3월 광동제약으로 항비만 신약후보물질(비만치료제)들을 기술이전하였다.
        2. 2013년 3월 전임상을 완료하였으며 IND 승인을 취득하고 임상1상 연구를 진행 중에 있다.
        3. 보건복지부 국제협력연구지원 사업을 통해 KD101(비만치료제)의 약물작용점을 규명하는 연구 진행 중에 있다.

          [보도자료]

          http://www.dailymedi.com/detail.php?number=713628


          http://www.etoday.co.kr/news/section/newsview.php?idxno=860272

    2. 건강기능식품원료
      1. 그린커피추출물
        1. 개별인정형 건강기능식품 원료의 상용화를 위한 연구를 (주)주영엔에스와 함께 수행하였다. 스베톨 (그린커피빈추출물)의 비만 및 지방간 예방효과를 식이성 비만마우스 모델과 인체에서 평가하여 해외저명학술지에 발표하였다.
      2. 올리브잎추출물: 한국산업기술진흥원, 사업화연계기술개발사업 (2013.10.01 ~ 2014.09.30)
        1. (주)삼정향료에 "세코이리도이드 유도체를 포함하는 건강기능식품 개발을 위한 기술"을 이전하였다.
        2. 개별인정형 건강기능식품 원료의 상용화를 위한 연구를 삼정향료와 함께 산업통사부 지원을 받아 수행하고 있으며, 연구업적의 일환으로 올리브잎추출물의 항비만 효능을 식이성 비만마우스 모델과 인체에서 평가하여 해외저명학술지에 발표하였다.
      3. 여지핵추출물
        1. (주)현대약품에 “여지핵추출물을 이용한 지방간 또는 비만치료제 후보물질 기술”을 이전하였다.
        2. 개별인정형 건강기능식품 원료의 상용화를 위한 연구를 (주)현대약품과 함께 수행하고 있으며, 여지핵추출물의 비만 및 지방간 예방 효과를 식이성 비만마우스 모델에서 평가하였다.

          [보도자료]

          http://medipana.com/news/news_viewer.aspNewsNum=79348&MainKind=A&NewsKind=5&vCount=12&vKind=1
      4. 한인진추출물: 농림수산식품부 사업화연계기술개발사업 (2013.10.01 ~ 2014.09.30)
        1. 개별인정형 건강기능식품 원료의 상용화를 위한 연구를 (주)동아제약과 함께 농림수산식품기술기획평가원 지원을 받아 수행 중이며, 한인진추출물의 비만 및 지방간 예방 효과를 식이성 비만마우스 모델에서 평가하였다.
      5. 기 상용화된 건강기능식품 원료
        1. 본 연구실에서는 기업체와 함께 체중저하 용도의 개별인정형 건강기능식품 원료를 상용화하기 위한 연구(동물실험 및 인체적용시험)를 수행한 바 있으며, 가르시니아캄보지아 껍질추출물 (주 CJ), 팻다운 (주 CJ), 그린마테 (주 롯데) 등의 제폼을 상용화한 경험이 있다.
        2. (주)삼양사와 체중조절용 특수용도 식품 (BD랩 체중조절용식품)을 개발하여 상용화한 경험이 있다.

 

 

졸업생소개
  1. 박성희 박사: 아모레퍼시픽 식품연구소/책임연구원
  2. 최영심 박사: 미국 콜럼비아 의과대학/ 박사후연구원
  3. 신종현 박사: 미국 오하이오 주립대학/박사후연구원
  4. 황규정: 롯데중앙연구소/선임연구원
  5. 장지희: 한독약품 중앙연구소/연구원
  6. 김소희: 종근당 중앙연구소/연구원
  7. 최서윤: 일동제약 중앙연구소/연구원
  8. 금나래: 한림제약 천연물의약품연구소/연구원
  9. 좌혜정: 보령제약 중앙연구소/연구원
  10. 김소영: 유니베라 중앙연구소/연구원
  11. 진유정: 유니베라 중앙연구소/연구원
  12. 조유진; 식약청/연구사
  13. 김소진: 보건복지부/연구사
  14. 김근영: 네추럴 F&B/주임
  15. 조근숙: 뉴트렉스 테크놀러지/주임
  16. 박소영: 에스앤텍/연구원
  17. 이수정: 오리온(주) 중국지사/사원
  18. 윤은하: 미즈메드여성병원/임상영양사
  19. 이여진: 상계백병원/임상영양사
  20. 이현정: 삼성병원/임상영양사
  21. 임현정: 삼성병원/임상영양사
  22. 김아름: 사단법인 위드, 국제사업팀/간사