□ 연구개요 1. 최종목표 파킨슨 질환의 주요 원인으로 지목되는 신경염증을 개선하기 위하여, 항염증효능이 있다고 알려진 저선량 방사선 치료를 통해 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략을 구축하고자 함 2. 연구의 필요성 현재 지속적으로 증가하고 있는 파킨슨 질환의 근원적인 치료는 없어 치료법 개발이 필요한 상황으로,병의 진행은 막지 못하고 일시적인 기존치료의 한계점을 극복하기 위해 저선량 방사선 치료를 이용하여 치매의 근본적인 원인인 신경염증 환경을 개선함으로써 치매질환의 악화를 막고, 신경증상의 개선을 기대할 수 있는 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략을 구축하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 1. MPTP 신경독소에 의해 유도된 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 치료 효능 평가 - 신경독성 물질 MPTP를 이용하여 파킨슨 질환 동물 모델을 확립하고, 파킨슨 질환의 특징을 확인함 · Control 대비 MPTP 투여군에서 뇌의 선조체 부위에서 dopamine transporter인 [18F]FP-CIT의 SUV 값이 감소되었고, 선조체와 흑질 부위에서 dopamine neuron cell의 marker인 Tyrosine hydroxylase (TH) 발현이 감소되었음1 · Control 대비 MPTP 투여군에서 로타로드 운동 능력이 40% 이상 감소되었음 - 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 치료 효능을 확인함 · 선조체 영역의 도파민 운반체 [18F]FP-CIT의 SUr값을 비교해보면, control과 IR 단독조사군은 baseline 대비 변화가 없었고, MPTP군은 IR 전과 IR 후 14일째까지 baseline 대비 감소된 채로 유지되어 MPTP에 의한 파킨슨 질환 모델 구축에 지속되고 있었으며, MPTP+IR군은 IR 전에 baseline대비 73%까지 감소되었다가 IR 후 14일째 33% 회복되었음을 확인하였음 2. 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 행동장애 개선 여부 평가 - MPTP 처치 후 7일째에는 MPTP 군과 MPTP+LDIR 군 모두 baseline 에 비해 로타로드 운동 능력이 40% 이상 통계적으로 유의미하게 감소됨을 확인함 - 저선량 방사선 처치 후인 18일째에는 MPTP 군은 여전히 baseline 에 비해 로타로드 운동 능력이 통계적으로 유의미하게 감소되었지만, MPTP+LDIR 군은 저선량 방사선 처치 후 로타로드 수행 시간이 약간 증가하여 MPTP 처치 후 7일째와 유의미한 차이는 없었음을 확인함 3. 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 항염증 기전 연구 - Immunohistochemistry 염색 결과: Control 군 대비 MPTP 군에서 염증인자인 GFAP가 유의미하게 증가하였고, MPTP 군과 비교하여 MPTP+LDIR 군에서는 GFAP가 통계적으로 유의하게 감소됨을 확인함 - Cytokine assay 결과: Control 군에 비해 MPTP 군에서 8개 사이토카인 인자 (CD54, lL-3, IL-4, IL-7, IL-10, IL-23, CCL5, TREM-1)가 상향 조절되었고, 이 중 2개 인자 (IL-3, CCL5)만 저선량 방사선에 의해 유의미하게 하향 조절된 것을 발견함 - ICAM-1(CD54) ELISA 분석 결과: ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule-1) 파킨슨 질환에서 염증 지속성과 관련이 있고, 면역세포가 염증작용이 일어나는 곳으로 옮겨갈 때 중요한 역할을 한다고 알려져 있음. 본 연구진은 저선량 방사선이 ICAM-1 발현에 미치는 영향을 조사하기 위해 마우스 뇌 적출후 선조체영역에서 단백질을 추출하여 ELISA 분석을 통해 ICAM-1 정량 분석을 시행함. MPTP 군에서 ICAM-1 단백질 양이 유의미하게 증가되었고, 증가된 ICAM-1 단백질은 저선량 방사선에 의해 유의미 하게 감소됨을 확인함 - Microarray 분석 결과: 저선량 방사선의 항염증 효능을 조사하기 위해 마우스 뇌를 적출하여 흑질 영역에서 염증 관련 유전자 발현 패턴을 비교 분석함. Control 군과 MPTP 군의 비교에서 T cell, NF-Kb, Immune system, cytokine activity, Inflammatory response 관련 유전자 발현 패턴이 유의미하게 변화되었고, MPTP 군 비교 MPTP+LDIR 군에서는 cytokine activity, Inflammatory response, NF-Kb, Immune system 관련 유전자 발현 패턴이 유의미하게 변화된 것을 확인함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1. 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략 구축 - 파킨슨 질환에 대한 근본적인 치료방법이 없는 현실에서 중요한 치료방법으로 제시될 수 있음 2. 임상 적용을 위한 기초자료 활용 - 본 연구 결과를 바탕으로 파킨슨 질환의 저선량 방사선 치료 가능성을 기대할 수 있음 - 최대의 치료 효능을 위해 최적의 방사선량, 치료 시기 등을 탐색할 수 있음 - 파킨슨 질환에서 저선량 방사선 치료의 기전을 연구하는 기초자료로 활용할 수 있음 3. 저선량 방사선 치료의 적응증 확대 - 파킨슨 질환 외 신경염증질환인 multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, schizophrenia 등에도 저선량 방사선 치료의 효능을 기대할 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
- 연구책임자 : 정연경
- 주관연구기관 : 한국원자력의학원
- 발행년도 : 20230300
- Keyword : 1. 파킨슨 질환;신경염증;저선량 방사선조사;MPTP로 유도된 파킨슨 질환 동물모델; 2. Parkinson’s disease;Neuroinflammation;Low dose ionizing radiation;MPTP-induced animal models of Parkinson‘s disease;
