보고서 정보
주관연구기관 |
세종대학교 Sejone university |
연구책임자 |
오덕재
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참여연구자 |
최용운
,
황현중
,
김수연
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보고서유형 | 1단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2005-05 |
과제시작연도 |
2004 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200500066420 |
과제고유번호 |
1350022357 |
사업명 |
21C 프론티어연구개발사업 |
DB 구축일자 |
2015-01-08
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키워드 |
조혈줄기세포.제대혈.체외 대량배양.hematopoietic stem cell.cord blood.ex vivo expansion.
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초록
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(1차년도 연구결과)
1차년도에는 인간 제대혈로부터 단핵구세포를 분리하고, $CD34^+ $ 세포를 분리하여 다양한 배양 배지 조건 및 배양 시스템에서 세포의 증식 및 배양된 세포의 특성에 대한 내용을 살펴보았음.
배지는 IMDM 및 상용무혈청배지(SFM)에 2그룹의 증식 인자 조성군 (coc-I 및 coc-II)을 사용하였으며, 세포의 증식과 콜로니 형성능의 증가 정도, 배지중의 glucose, lactate 농도 변화, 삼투압 변화를 분석하였음. 배양 장치로는 기체 투과성 막이 바닥에 부착되어 있는
(1차년도 연구결과)
1차년도에는 인간 제대혈로부터 단핵구세포를 분리하고, $CD34^+ $ 세포를 분리하여 다양한 배양 배지 조건 및 배양 시스템에서 세포의 증식 및 배양된 세포의 특성에 대한 내용을 살펴보았음.
배지는 IMDM 및 상용무혈청배지(SFM)에 2그룹의 증식 인자 조성군 (coc-I 및 coc-II)을 사용하였으며, 세포의 증식과 콜로니 형성능의 증가 정도, 배지중의 glucose, lactate 농도 변화, 삼투압 변화를 분석하였음. 배양 장치로는 기체 투과성 막이 바닥에 부착되어 있는 petri dish, Erlenmeyer flask, well plate 등을 사용하였으며, 3차원 배양법으로 methylcellulose가 포함된 점성 배지 및 agarose, alginate를 사용하여 이와같은 3차원배양의 효과를 비교하는 실험을 수행하였음.
IMDM 배지에서 coc-I의 경우 세포 증식 및 콜로니 형성 측면에서 더 효과적이었으며, 우태아혈청 유무에 따른 결과는 큰 차이가 없는 것으로 확인됨. Glucose, lacate 농도 변화는 세포의 증식과 비교해서는 크지 않았으나, 세포의 증식이 왕성할 때에 농도 변화는 크게 나타났으며, 삼투압의 변화는 유의할 정도의 변화는 없었음. 세포의 증식은 3차원 배양에서 크게 나타났으나, 전체적인 콜로니 형성 측면에서는 2차원 배양에서 효과적이었음.
(2차년도 연구결과)
2차년도에는 인간 제대혈 및 골수로부터 채취된 혈액으로부터 단핵구세포를 분리하고, $CD34^+ $세포를 분리하여 다양한 배양 시스템에서 세포의 증식 및 배양된 세포의 특성에 대한 내용을 살펴보았음.
배지는 IMDM, DMEM 및 무혈청배지(SFM)에 1차년도에 최적화하였던 두가지 그룹의 증식 인자 조성군을 사용하였는데, 사이토카인의 농도에 따른 영향과 골수유래 간엽줄기세포와의 혼합배양 영향, 세포의 자연사를 방지하는 것으로 알려진 누에체액, 세포의 대사에 많은 영향을 미치는 인슐린 등에 의한 영향을 살펴보았으며, 이러한 경우에서의 세포의 증식과 콜로니 형성능의 증가 정도, glucose, lactate 변화량, 삼투압 변화, LTC-IC 분석, 유세포 분석기를 이용한 분석을 실시하였음. 배양 장치로는 자체 개발한 기체 투과성 막이 바닥에 부착되어 있는 petri dish, 기체 투과성 막으로 만든 bag, spinner flask, micro carrier 등을 사용하였으며, 3차원 배양법의 하나로 1차년도에서 활용한 methylcellulose가 포함된 점성 배지에서의 배양을 수행하였음.
세포의 증식 및 콜로니 형성 정도는 사이토카인 농도에 의존적이었으며, 간엽줄기세포와의 혼합배양을 통해서 외부적인 사이토카인 공급 없이 줄기세포의 증식이 가능함을 확인하였음. 기체 투과성 막을 사용한 배양 용기에서의 세포 증식 및 콜로니 형성이 용이함을 확인하였으며 누에체액 및 인슐린의 효과는 없었음.
(3차년도 연구결과)
3차년도에는 인간 제대혈로부터 단핵구 및 $CD34^+ $,$CD34^- $ 세포를 분리하여 다양한 배양 배지 조건 및 배양 시스템에서 세포의 증식 및 배양된 세포의 특성에 대한 내용을 살펴보았음.
배지는 IMDM에 4그룹(coc-I~IV)의 증식 인자 조성군을 사용하였으며, 세포의 증식과 콜로니 형성능의 증가 정도, glucose, lactate 변화량, 삼투압 변화, LTC-IC 및 유세포 분석을 실시하였음. 배양 장치로는 자체 제작한 perfusion well plate 및 일반well plate를 사용하였으며, 산소 농도를 조절할 수 있는 incubator를 사용하였음.
Batch, 일부 배지교환 및 perfusion배양 방식에서의 세포의 증식 및 콜로니 형성 정도는 큰 차이가 없었으며, 일반적인 세포 배양 조건에서의 산소 농도보다 낮은 산소 농도에서 배양 초기 세포의 증식 및 콜로니 형성 정도는 크게 나타났음. 증식 인자의 조성을 4가지 조건으로 하였을 때, 배양 시간의 경과에 따른 줄기세포의 감소를 극복하는 조건을 확인할 수 있었음.
Abstract
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To apply expanded hematopoietic stem cells into successful cell therapy applications, large-scale ex vivo cell expansion systems will be developed. The expanded stem cells should retain their stem cell characteristics. The optimized culture system should provide more than 10 fold stem cell expansion
To apply expanded hematopoietic stem cells into successful cell therapy applications, large-scale ex vivo cell expansion systems will be developed. The expanded stem cells should retain their stem cell characteristics. The optimized culture system should provide more than 10 fold stem cell expansion in LTC-IC assay and the ex vivo expanded cells should show at least 70% engraftment efficiency compared to non-cultured hematopoietic stem cells.
Physical/chemical parameters and culture characteristics of hematopoietic stem cells will be investigated. And, thereafter, more than 12 culture systems will be examined as candidates for an optimal culture system for hematopoietic stem cells ex vivo. These culture systems are; Replicell system from Aastrom Biosciences, plastic bag systems from Baxter and Nexcell, suspension culture system using spinner flasks, hollow fiber system, packed bed system using Fibra-cell discs or other immobilization matrices, depth filter perfusion system, perfusion T-flasks, stationary culture system, macroporous microcarrier, and microencapsulation systems. Optimization studies will be followed for a sellected culture system. To analyze the quality of cultured stem cells, LTC-IC assay and in vivo engraftment study will be performed. All the culture environments will be optimized to obtain maximal number of undifferentiated stem cells.
목차 Contents
- 표지 ...1
- 제출문 ...2
- 보고서초록 ...3
- 요약문 ...4
- SUMMARY ...5
- CONTENTS...6
- 목차...7
- 제1장 연구개발과제의 개요 ...8
- 제2장 국내외 기술개발 현황 ...11
- 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...13
- 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...59
- 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...61
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...62
- 제7장 참고문헌 ...64
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