초록 ▼

연구목표
인간의 질병은 출생 후부터 시작하여 오랫동안 살다가 발병한 후 사망할 때까지 수 년 또는 수십 년에 걸쳐 지속적으로 진행 되지만, 아직까지 어떠한 치료제나 치료법도 알려져 있지 않은 많은 질환이 있음. 첫 번째 목표는 생쥐 및 인간의 체세포로부터 생체분해 nanoparticles 과 역분화 인자 (Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4) 를 magneto-nanofection 방법을 사용하여 바이러스 및 도입된 외부 DNA가 없는 안전한 유도만능 줄기세포주를 구축함으로써 줄기세포 리프로그램의 원천기술을 개발하고자

연구목표
인간의 질병은 출생 후부터 시작하여 오랫동안 살다가 발병한 후 사망할 때까지 수 년 또는 수십 년에 걸쳐 지속적으로 진행 되지만, 아직까지 어떠한 치료제나 치료법도 알려져 있지 않은 많은 질환이 있음. 첫 번째 목표는 생쥐 및 인간의 체세포로부터 생체분해 nanoparticles 과 역분화 인자 (Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4) 를 magneto-nanofection 방법을 사용하여 바이러스 및 도입된 외부 DNA가 없는 안전한 유도만능 줄기세포주를 구축함으로써 줄기세포 리프로그램의 원천기술을 개발하고자 함. 두번째 목표는 안전성이 확립된 유도만능 줄기세포를 다양한 조직-특이 세포로 분화하여 질병치료의 세포치료제를 개발하고자 함. 최종적으로는 줄기세포를 이용한 다양한 질환의 세포치료의 원천기술을 개발하고자함.
연구내용
1. 정상의 체세포부터 안전한 유도만능 줄기세포주 구축
○ 생쥐 및 인간의 체세포에 4개의 역분화 인자와 nanoparticles을 혼합하고, magneto-nanofction 방법으로 주입한 후, 3-4주 동안 배양을 통하여 형성되는 유도만능줄기세포들의 후보군을 선발 함.
○ 이들 후보군은 계대배양하고, 다양한 배아 줄기세포 markers (SSEA1,3,4, Tra-1-60, Tra-1-81, Oct4, Nanog 등)을 이용하여 유도만능줄기세포를 선발 함.
○ 선발된 후보 역분화 세포의 genomic DNA에 도입된 외부 DNA의 integration 유무를 PCR 및 Southern blotting법으로 확인 함.
○ Genomic DNA PCR 법을 통해 안전한 DNA-free 유도만능줄기세포 확인
○ Epigenetic 분석(Oct4와 Nanog 유전자의 DNA methylation 검사등)으로 선발된 유도만능줄기세포와 체세포 및 배아 줄기세포을 비교 분석 함.
○ 누드 생쥐모델에서 후보 만능 줄기세포의 teratoma 형성을 조사.
2. 안전성이 확립된 유도만능 줄기세포의 조직-특이 세포로의 분화 및 치료법 개발
○ In vitro 분화: 다양한 싸이카인을 이용하여 다양한 신경세포로의 배양 조건을 확립하고, 이들 신경세포는 전기생리학 실험으로 기능성을 확인 함.
○ In vivo 분화 및 기능 확인: in vitro에서 유도된 신경세포는 파킨슨병 척수손상 동물 모델의 뇌에 직접 이식 함. 다양한 신경세포 마크을 이용하여 이식된 세포의 생존율, 이동(migration) 및 기능성을 확인 함.
○ Behaviror 및 종양 형성 유무 조사 : 1개월, 3개월 또는 6개월 뒤에 behavior 조사. 이식된 뇌에서 종양형성 유무를 조사.

Abstract ▼

Purpose
Most disatrous neurodegenerative diseases attact someone who have been lived for a long life since their birth, and who get progressively worsen for a decade of year more and finally die. First goal is to develop the original stem cell reprogramming technology through establishment of saf

Purpose
Most disatrous neurodegenerative diseases attact someone who have been lived for a long life since their birth, and who get progressively worsen for a decade of year more and finally die. First goal is to develop the original stem cell reprogramming technology through establishment of safe induced pluripotent stem (iPS) cell lines without virus and DNA from fibroblast of the normal mouse using magneto-nanofection with combination of reprogramming factors (Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4) and biodegradable nanoparticles. Second one is to develop cell sources for cell therapy through differentiation of tissue type-specific cells from the safe iPS cells. Final one is to develop the original technologies of cell-based therapies to cure the various diseases using stem cells.
Contents
1. Establishment of safe induced pluripotent stem (iPS) cells from normal fibroblasts
○ Selection of potential iPS cells, 3 weeks after infection of reprogramming factors into fibroblasts.
○ The potential iPS cells are passaged and stained with various markers (SSEA-1,-3,-4, Tra-1-60, Tra-1-81, Oct4, Nanog etc) of embryonic stem cells.
○ Examination fo safe iPS cells through genomic DNA PCR and Southern blotting.
○ Comparison of selected iPS cells, ES cells and fibroblast by epigenetic analysis (methylation test of Oct4 and Nanog genes).
○ Examination of teratoma formation of the iPS cells in nude mice.
2. Development of cell-based therapy technologies through differentiation of tissue type-specific cells of the safe iPS cells.
○ In vitro differentiation : establishment of culture methods for neuronal cell differentation using various cytokines, and examination of functional neurons using electrophysiology experiments.
○ In vivo examination : Transplantation of the neuronal cells into the model animals of Parkonson's and Spinal Cord Injury, and examination of the survivals, the migration and the function of the grafted cells.
○ Examination of behavior and teratomas after 1, 3 or 6 months transplantation.

목차 Contents

• 보고서 작성 및 제출 안내 ... 1
• 표지 ... 2
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 8
• 제1절 1차년도 연구개발수행 내용 및 결과 ... 8
• 제2절 2차년도 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 제3절 3차년도 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 33
• 제1절 1차년도 연구개발목표의 달성도 ... 33
• 제2절 2차년도 연구개발목표의 달성도 ... 33
• 제3절 3차년도 연구개발목표의 달성도 ... 33
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 36
• 제1절 추가연구의 필요성 ... 36
• 제2절 다른연구에의 응용 및 기업화 추진방안 ... 37
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 38
• 제7장 연구시설.장비 현황 ... 38
• 제8장 참고문헌 ... 39