초록 ▼

본 연구는 최근 급증하고 있는 심부전의 근본 문제인 심근의 소실을 해결하고자 심근세포로의 분화능이 있는 인간유래 골수 중간엽 줄기세포(hMSC)를 이용하여 심근세포로 증식/분화 (세포이식 치료)시키며, hMSC를 매개로 하는 유전자전달 (유전자 치료)과 조직 공학적 방법을 접목하여, 줄기세포에 의한 심근재생 치료의 기반기술을 확립하고자 하였다. 우선, 백서 줄기세포 (rMSC) 및 hMSC를 순수 분리/유지/확립하였고, 생체외 및 체내에서 심근세포로의 분화(생화학, 유전적 표식인자: Nkx2.5/Csx, TEF-1, GATA4, α

본 연구는 최근 급증하고 있는 심부전의 근본 문제인 심근의 소실을 해결하고자 심근세포로의 분화능이 있는 인간유래 골수 중간엽 줄기세포(hMSC)를 이용하여 심근세포로 증식/분화 (세포이식 치료)시키며, hMSC를 매개로 하는 유전자전달 (유전자 치료)과 조직 공학적 방법을 접목하여, 줄기세포에 의한 심근재생 치료의 기반기술을 확립하고자 하였다. 우선, 백서 줄기세포 (rMSC) 및 hMSC를 순수 분리/유지/확립하였고, 생체외 및 체내에서 심근세포로의 분화(생화학, 유전적 표식인자: Nkx2.5/Csx, TEF-1, GATA4, α-skletal actin, α-cardiac actin)를 유도/확인하였고, 최적조건(5-azacytidine 10μM/L)도 확인하였다. 보다 효율적인 임상적용과 다양한 임상에서의 줄기세포의 연구를 위해 다양한 심혈관질환 동물모델 (3가지 임상형의 급성심근경색, 횡행대동맥 결찰을 통한 압력 과부하에 의한 심부전, 유전적 요인에 의한 심부전(junctin, junctate overexpression mice))을 확립하였고, 과학적인 치료평가 기반기술을 위해 분자생리학적 심기능 평가법(Millar catheter 및 심초음파)을도입하였다. 다음으로, 치료효과를 극대화하기 위해서 hMSC에도 4주 이상 안정적 유전자 발현과 50-60% transfection을 유지하는 고효율, 고역가의 lentivirus를 이용한 유전자 전달시스템을 개발하였고, 조직 공학적 방법을 이용하여 생체흡수능을 가진 biomaterial scaffold(PGCL)에 MSC를 부착한 심근 조직편을 개발
하였다. 상기 연구를 바탕으로 하여 심부전 동물모델에서 rMSC 및 hMSC에 의한 심근재생, 유전자치료 및 심근조직편을 이용하여 손상된 심근의 기능회복 평과 및 줄기세포에 의한 심근재생 여부를 검증하였다. MSC의 면역내성(immune tolerance)과 회귀(homing) 및 장기동화를 확인하였으며, 이의 기전에 대한 완전규명은 미비하였으나, 줄기세포의 주입방법을 최적화하며 분자생리학적 기법을 이용한 평가법으로 줄기세포에 의한 심근재생 전략에 필요한 기초적인 연구를 완수하여 임상응용에의 기반확립에 기여했다고 여겨진다.

Abstract ▼

According to the recent development of treatment modalities of cardiovascular disease, mortality by acute coronary syndrome such as acute myocardial infarction has decreased, but survivor of cardiovascular disease such as heart failure is increasing, partially also due to aging of national populatio

According to the recent development of treatment modalities of cardiovascular disease, mortality by acute coronary syndrome such as acute myocardial infarction has decreased, but survivor of cardiovascular disease such as heart failure is increasing, partially also due to aging of national population. Moreover, heart failure is the only increasing disease among cardiovascular disease and expected to be the most prevailing medical and economical problem in the aging society that is approaching. Current therapeutic modalities - medical treatment, percutaneous revascularization, surgical intervention including heart transplantation - have a quite limitations and there are many patients who cannot be satisfied by current treatment strategy.
So we made a plan to set up basic technological background for cell-based myocardial regeneration therapy, which can overcome the limitation of current therapy by supplying cell and recovering loss of myocardium. Stem cells from human would be expanded ex vivo and may be modified to maximize therapeutic potential. Also the mechanism of differentiation, homing to diseased heart, incorporation into host tissue would be identified. Development of cell-based gene delivery system and augmentation of stem cell function would be developed by highly effective adenovirus and lentivirus vectors. This pre-clinical study will be a basis for clinical application of cell-based myocardial regeneration therapy.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...13
• CONTENTS ...15
• 목차 ...16
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...17
• 1. 연구과제의 개요...17
• 2. 연구과제의 필요성...19
• 3. 연구개발의 목표 및 내용...20
• 4. 연구개발 추진체계...23
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...24
• 1. 줄기세포에 의한 심근재생에 관한 최근 연구 성과...24
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...30
• 1. 연구개발 목표 달성을 위한 이론적, 실험적 접근방법...30
• 2. 연구수행 내용 및 결과...32
• 3. 1단계 연구결과 요약...33
• 4. 1단계 연구결과 성과 실적...59
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...67
• 1. 연구개발 연구목표...67
• 2. 연구목표 달성도...69
• 3. 관련분야 발전 기여도...70
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...73
• 1. 연구개발결과에 대한 활용가능성...73
• 2. 추가 연구의 필요성...74
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...76
• 1. 줄기세포에 의한 심근기능 향상에 관한 최근 연구 성과...76
• 2. 체세포 핵 이전을 통한 배아 줄기 세포주 확립...79
• 제7장 참고문헌 ...80