초록 ▼

심한 안구표면의 염증으로 상피결손, 혼탁, 신생혈관, 상피화생으로 실명한 환자는 환자 본인의 건강한 안구조직 또는 다른 사람의 조직을 얻어서 이식 수술을 시행하였다. 하지만 자가면역질환이나 화학화상의 경우 양안을 모두 손상 받는 경우가 많아 제한이 많고, 타인의 조직은 이식 후 면역거부반응으로 인하여 결국 실패로 가는 경우가 많다. 그러므로 이식거부반응을 최소화 하며, 적은 생체 재료로 극대화된 치료효과를 얻기 위해서는 지금까지 시도되지 않았던 새로운 방법과 재료가 필요하다. 이를 위해 파괴된 술잔세포를 대치하기 위해 비강점막상피세

심한 안구표면의 염증으로 상피결손, 혼탁, 신생혈관, 상피화생으로 실명한 환자는 환자 본인의 건강한 안구조직 또는 다른 사람의 조직을 얻어서 이식 수술을 시행하였다. 하지만 자가면역질환이나 화학화상의 경우 양안을 모두 손상 받는 경우가 많아 제한이 많고, 타인의 조직은 이식 후 면역거부반응으로 인하여 결국 실패로 가는 경우가 많다. 그러므로 이식거부반응을 최소화 하며, 적은 생체 재료로 극대화된 치료효과를 얻기 위해서는 지금까지 시도되지 않았던 새로운 방법과 재료가 필요하다. 이를 위해 파괴된 술잔세포를 대치하기 위해 비강점막상피세포를 실험실 배양 및 증식하여 중층상피층를 갖는 인공결막을 개발함으로써 획기적인 안구표면 세포 치료제를 개발하고자 한다. 또한 중배엽줄기세포를 항원성을 없앤 매개체에서 세포배양하여 각막간질세포로 분화를 유도하여 획기적인 인공각막의 탄생을 목표로 한다.
비점막상피조직으로부터 비점막상피세포를 분리, 배양하여 7일간의 액침배양과 7일간의 기액계면배양을 통해 3차원적인 비강점막상피세포층으로 재건하였다. 체외 재건된 비강점막 상피세포층에 대해 면역조직염색을 실시하여 그 특성을 규명하였으며 아울러 체내 비강점막세포층과의 특성을 비교 분석하였다. 실제적인 인간적용을 위한 인간화 피더세포를 이용한 중층화 배양을 시행하여 결막 특이적 분화마커의 면역조직염색 및 전기저항도를 측정하여 인간진피섬유모세포가 유용하게 사용될 수 있슴을 밝혀내었다.
이종각막이식을 위해 동결-해동-원심분리를 이용한 무세포돼지 각막을 제작하여 투명성, 조직학적 특성 등을 확인하고, 토끼눈에 이종표층각막이식술을 시행한 결과 수술 2주 째 혼탁, 신생혈관, 염증 등의 소견이 일시적으로 유발되었으나 4주째 투명성이 회복되어 12주 이상 지속적으로 성공적인 이식결과를 보여 주었다.
인간 중배엽 줄기세포를 양막위에서 조건배지 (각막간질세포배양액)와 함께 배양한 후 keratocan, lumican, aldehyde dehydrogenase family, member A1등을 RT PCR, Westernblot, 면역조직화학염색을 통해 검사함으로써 각막간질세포로 분화 유도됨을 확인할 수 있었다.
조직공학적으로 완성된 각막간질을 포함한 조직공학적 인공각막과 이를 성공적으로 유지할 수 있는 비강점막을 이용한 인공결막의 시너지 효과는 기증각막의 부족 및 심한 안구표면으로 고통 받고 있는 많은 장애우들에게 새 희망이 될 것으로 기대한다.

Abstract ▼

Cicatrical ocular surface diseases are chronic conditions that produce excessive inflammation, and induces loss of corneal stem cells and conjunctival goblet cells. And squamous metaplasia develops consequently. In these cases, for the reconstruction of ocular surface, healthy ocular surface tissues

Cicatrical ocular surface diseases are chronic conditions that produce excessive inflammation, and induces loss of corneal stem cells and conjunctival goblet cells. And squamous metaplasia develops consequently. In these cases, for the reconstruction of ocular surface, healthy ocular surface tissues of the fellow eye may be the best sources, however, in the cases of bilateral severe tissue damage, there are some limitations. Also, allograft can lead to rejection and graft failure. Therefore, we are going to improve ocular surface environment of those patients by applying autologous epithelial sheets containing numerous goblet cells derived from nasal mucosa of those patients. Also, we have a need to develop the artificial cornea without antigenicity.
Human nasal epithelial cells (HNE) were isolated by dispase II treatment, and cultured monolayer and and harvested on amnitoic membrane for 7 days of submerged condition and following 7 days of air-liquid interface(ALI) condition. Immunohistochemical staining were compared with
intact human nasal epithelium and conjunctiva. Cultured HNE cells showed pseudostratified nasal epithelial sheet and immunohistochemical staining showed very similar characteristics of those of fresh nasal epithelium. For the application on human eye, we examined the various feeder cells, and among them, human dermal fibroblast was the most effective human feeder cells.
We developed the new decellularization technique of porcine cornea using freezing-thawing-centrifugation(FTC) and examined the characteristics of acellular porcine cornea(APC) for material as xenograft. After the xenograft of porcine cornea to rabbit, there was were temporary graft edema, neovascularization, and inflamation. But, at postoperative 4 weeks, grafted tissues recovered their transparency and showed the successful results.
Human mesenchymal stem cells were cultured on AM containing Keratocyte conditioned medium. The gene expression patterns of specific keratocyte markers, such as keratocan, lumican, and aldehyde dehydrogenase family, member A1 were confirmed by RT-PCR, western blot analysis, and immunocytochemical staining. Mesnechymal stem cells successfully acquired characteristics similar to keratocytes by Ketocyte conditioned medium.
Newly developed tissue engineering technique for artificial cornea and conjuntiva will be a new hope for disabled patients.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 총괄현황 ... 5
• 1. 제출문 ... 9
• 2. 보고서 요약서 ... 10
• 3. 요약문 (한글) ... 11
• 4. 요약문 (영문) ... 12
• 5. 연구 성과 실적 및 향후 계획 ... 13
• 5.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 13
• 5.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 14
• 5.2.1 연구논문 ... 14
• 5.2.2 지적재산권 ... 15
• 5.2.3 인력지원 성과 ... 16
• 5.2.4 장 ․단기 연수지원 성과 ... 16
• 6. 참여연구원 현황표 ... 17
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 19
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 23
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 26
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 59
• 5.1. 총괄연구개발과제의 목표달성도 ... 59
• 5.2. 관련분야 기여도 ... 60
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 61
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 61
• 7.1. 기술적 파급효과 ... 61
• 7.2. 경제·산업적 파급효과 ... 61
• 7.3. 사회적 파급효과 ... 61
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 63
• 8.1. 연구개발결과의 활용계획 및 추가연구의 필요성 ... 63
• 8.2. 사업화(기업화) 목표 달성도 및 계획 ... 63
• 8.3. 사업화 수준(계획 및 완료 포함) ... 63
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 64
• 10. 참고문헌 ... 65
• 최종보고서 평가 면제요청서 (중개연구 논문성과 달성) ... 67
• 최종보고서 비공개 승인요청서 ... 68