초록 ▼

투명성을 유지해야 할 각막에 신생혈관 및 혼탁이 발생할 경우 실명에 이르게 되며, 이러한 난치성 각막 질환의 대부분은 성체줄기세포의 결핍으로 초래되므로 이에 대한 세포이식치료가 필수적이다. 따라서 본 연구자는 각막 실질과 상피줄기세포에 손상을 받았을 때 골수유래 줄기세포가 혈액을 통해 손상 부위로 이주하며 인근 상피세포에서 분비되는 cytokine 및 성장인자에 의해 활성화된 줄기세포가 안구 표면의 복구에 관여한다는 가설을 설정하고 난치성 각막질환에 대하여 성체줄기세포를 이용한 세포이식치료의 개발을 최종목표로 하여 본 연구를 진행

투명성을 유지해야 할 각막에 신생혈관 및 혼탁이 발생할 경우 실명에 이르게 되며, 이러한 난치성 각막 질환의 대부분은 성체줄기세포의 결핍으로 초래되므로 이에 대한 세포이식치료가 필수적이다. 따라서 본 연구자는 각막 실질과 상피줄기세포에 손상을 받았을 때 골수유래 줄기세포가 혈액을 통해 손상 부위로 이주하며 인근 상피세포에서 분비되는 cytokine 및 성장인자에 의해 활성화된 줄기세포가 안구 표면의 복구에 관여한다는 가설을 설정하고 난치성 각막질환에 대하여 성체줄기세포를 이용한 세포이식치료의 개발을 최종목표로 하여 본 연구를 진행하였다.1차년도에는 다양한 각막질환 및 각막손상 동물모델에서 성체줄기세포의 관여 여부 및 기능 장애 규명을 목표로 하여 성체줄기세포가 병인에 관여하고, 정상 및 각막손상 동물모델에서 줄기세포가 창상 회복과 각막 재생에 영향을 미침을 확인하였으며, 이 과정에 관여하는 안구 및 혈액 내의 중요 cytokine들을 검출하였다.2차년도에는 줄기세포 과잉 질환인 군날개에서 조혈모세포, 중배엽줄기세포, 내피전구세포가 모두 병인에 관여함을 입증하여ST고, 줄기세포의 이주 및 분화에영향을 미치는 가장 유력한 인자로 substance-P를 색출하였으며, 줄기세포의 각막 혈관신생 관여 및 억제에 대한 동물실험을 진행하였다.3차년도에는 각막의 $90\%$를 차지하는 실질에 주안점을 두어 중배엽줄기세포의 최적 분화조건을 확립하였다. 색출된 인자를 동물모델 및 환제에게 투여하여 줄기세포의 이주 및 분화 촉진이 손상 각막의 회복에 미치는 영향을 확인함으로써 세포 치료제 개발의 기반을 마련하였다. 또한 양막을 이용한 줄기세포 이식방법을 개발, 이를 임상적으로 평가하였다.

Abstract ▼

Previously, we found that exogenous (intravenous injection, cultivated on amniotic membrane, or direct injection into limbal damage) mesenchymal stem cells (MSCs) positively affect the corneal wound healing in alkali-burned animal model. Therefore, this study was conducted to develop the cell therap

Previously, we found that exogenous (intravenous injection, cultivated on amniotic membrane, or direct injection into limbal damage) mesenchymal stem cells (MSCs) positively affect the corneal wound healing in alkali-burned animal model. Therefore, this study was conducted to develop the cell therapy useful for patient who had severly damaged in corneal epithelium or stroma using adult stem cells (mesenchymal or hematopoietic stem cells). Moreover, we finally attempted to develop the commercial product for recalcitrant corneal diseases by cultivating the corneal fibroblasts derived from MSCs on human amniotic membrane, polymers, or other carrier systems.Immunohistochemical staining of vanous stem cell markers in pterygium and Mooren''s ulcer revealed that these corneal diseases were caused by abnormal population of adult stem cells (excessive infiltration of stem cells in pterygium and lack of stem cells in Mooren''s ulcer). When Di-l-Iabeled exogenous adult stem cells were injected in bone marrow-deficient animal model, these cells were settled down in bone marrow, migrated to corneal wound, and differentiated into corneal epithelial cells and fibroblasts. The expressions of several cytokines including HIF-l, VEGF, and substance-P were upregulated in corneal wound healing and pterygium. Furthermore, substance-P upregulated not only expressions of ~-catenin (proliferation factor of MSCs) , VEGF, and fibronectin but also activation of p42/44 MAPK and MMP-2/ -9. Therefore, it was elucidated that several cytokines such as a substance-P were act as a chemokines of MSCs for corneal wound healing. When previous findings were clinically applied, progress of patients were improved. Under the favor of investigations that a corneal neovascularization accompanied by excessive infiltration of bone marrow-derived cells (BDMCs) was repressed by rapamycin treatment, a newly derived immunosuppressive reagent, a possibility of rapamycin was also identified in regulating factor of MSCs and vascular endothelial progenitor cells.MSCs and BDMCs in various corneal diseases were involved with the lack (poor) or excessive contribution. We found out that important regulators (substance-P, VEGF, or the factor of preexisting epithelial cells) were also involved with migration and differentiation of MSCs. Therefore, these regulators might be therapeutically useful for corneal stem cell-dificiency.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 보고서 초록 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...5
• CONTENTS ...6
• 목차 ...7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ...8
• 제1절. 1차년도 ...9
• 제2절. 2차년도 ...9
• 제3절. 3차년도 ...9
• 제2장. 국내외 기술개발 현황 ...10
• 제1절. 국외 기술개발 현황 ...10
• 제2절. 국내 기술개발 현황 ...10
• 제3절. 국내외 기술수준 ...10
• 제4절. 조사연구개발 사례에 대한 평가 ...10
• 제3장. 연구개발수행 내용 및 결과 ...11
• 제1절. 1차년도 ...11
• 제2절. 2차년도 ...12
• 제3절. 3차년도 ...18
• 제4장. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...27
• 제5장. 연구개발결과의 활용계획 ...30
• 제6장. 참고문헌 ...31