초록 ▼

SOX-trio plasmid DNA 탑재 다공성 고분자 지지체/간엽줄기세포를 이용한 연골의 재생 및 이를 이용한 연골결손의 효율적인 치유기술 개발을 위해 본 연구진은 비 바이럴 벡터에 삽입된plasmid DNA를 고안하였고, 다공성 고분자에 SOX-trio plasmid DNA를 단독으로 혹은 조합하여 탑재하였음. SOX-trio plasmid DNA탑재 다공성 고분자 지지체에 간엽줄기 세포를 이입하여 연골 분화능을 확인한 결과 SOX-trio plasmid DNA를 단독으로 탑재하였을 때보다 조합하여 탑재하였을 때의 효과가 뛰어

SOX-trio plasmid DNA 탑재 다공성 고분자 지지체/간엽줄기세포를 이용한 연골의 재생 및 이를 이용한 연골결손의 효율적인 치유기술 개발을 위해 본 연구진은 비 바이럴 벡터에 삽입된plasmid DNA를 고안하였고, 다공성 고분자에 SOX-trio plasmid DNA를 단독으로 혹은 조합하여 탑재하였음. SOX-trio plasmid DNA탑재 다공성 고분자 지지체에 간엽줄기 세포를 이입하여 연골 분화능을 확인한 결과 SOX-trio plasmid DNA를 단독으로 탑재하였을 때보다 조합하여 탑재하였을 때의 효과가 뛰어남을 확인하였고, 현재 기내배양으로 확인된 연골분화능을 토끼를 이용한 전임상실험을 통해 확인중에 있음. 본 연구진의 달성한 연구결과는 SOX-trio plasmid DNA를 고분자 matrix 내에 안정하게 도입시킨 후, 세포 배양동안 지지체로부터 서서히 방출되는 유전자의 세포내로의 이입효율을 강화시켜, 간엽줄기세포의 연골 분화능을 향상시키는 결과를 얻음. 본 연구 결과는 기존 연구들과는 달리 지지체 내로의 DNA탑재 효율이 높고, 세포 독성에 대해서도 안정하며, 탑재된 DNA가 간엽줄기세포내로 이입되어 분화에 지속적인 영향을 미치는데 성공적임을 설명하였음.

Abstract ▼

Results
1) Production of SOX-trio plasmids plasmids-loaded porous polymeric scaffold and functional analysis of the scaffold
To conjugate SOX-5, 6, and 9 plasmids within the porous macromolecule scaffolds, the non-viral SOX-5, 6 and 9 genes were subcloned into the non-viral expression plasmids

Results
1) Production of SOX-trio plasmids plasmids-loaded porous polymeric scaffold and functional analysis of the scaffold
To conjugate SOX-5, 6, and 9 plasmids within the porous macromolecule scaffolds, the non-viral SOX-5, 6 and 9 genes were subcloned into the non-viral expression plasmids, respectively. The SOX-trio plasmids and PLGA (85/15) known as biodegradable macromolecules were eluted in tetraglycol solution. Finally, the SOX-trio plasmids-loaded porous polymeric scaffolds were synthesized by mixing with NaCl. And then, the production efficiency of scaffolds with uniform pores was evaluated by measurement of the pore size, shape, distribution and degree of pore (90-93%). As a result, we identified that the scaffolds showed the efficiency of 90% plasmid conjugation.
2) Chondrogenic induction of MSCs transformed with SOX-trio plasmids
The condrogenic potentials of MSCs were increased by SOX-trio gene transfers. However, the overexpression of this gene did not affect chondrocyte hypertrophy and proceeding into osteogenic differentiation in the cultivated cells. Therefore, we confirmed that SOX-5, 6, and 9 genes might be candidates for conjugation with scaffolds.
3) 3D cultures of MSCs seeded in the SOX-trio plasmids-loaded porous polymeric scaffolds
MSCs were inoculated into the SOX-trio plasmids conjugated-porous macromolecule scaffolds and cultivated in the 3 dimensional conditions. The porous polymeric scaffold simultaneously conjugated with SOX-trio plasmids increased the potential of chondrogenic induction as well as also decreased chondrocyte hypertropic differentiation. We also identified SOX-5, 6, and 9 gene expressions to confirm the introduction of the released plasmids from scaffolds into MSCs. As a result, the expression of SOX genes in MSCs cultivated in the SOX-trio plasmids-loaded scaffolds was higher than that of single SOX plasmid-loaded scaffold.
4) Pre-clinical experiment of SOX trio plasmids-loaded porous polymeric scaffold/MSCs
To investigate the probability into clinical trials of the plasmid conjugated scaffolds, MSCs from rabbit adipose tissue were isolated and inoculated into the scaffolds. And then, this scaffold was applied to rabbit cartilage defect models. Transformation efficiency of MSCs was confirmed by fluorescence microscope. This study is currently proceeding for 3 weeks.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문(한글) ... 5
• 요 약 문(영문) ... 6
• 6. 연구 성과 실적 및 향후 계획 ... 7
• 7. 참여연구원 현황표 ... 10
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 11
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 12
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 14
• 4. 추진전략 및 일정 ... 15
• 5. 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 18
• 6. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 24
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 25
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 25
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 26
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 26
• III.제1세부연구과제연구결과 ... 27
• 1. 연구개발과제의 목표 ... 28
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 31
• 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 4. 참고문헌 ... 47
• IV.제2세부연구과제연구결과 ... 48
• 1. 연구개발과제의 목표 ... 49
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 55
• 3.연구개발 수행 내용 및 결과 ... 56
• 4. 참고문헌 ... 79
• IV. 첨 부 서 류 ... 80
• 끝페이지 ... 80