초록 ▼

제1형 당뇨병은 인슐린을 분비하는 췌장의 베타세포가 파괴되어 발생하는 질병으로 인슐린 주사요법이 주된 치료방법이나 사람줄기세포를 체외에서 인슐린 분비능이 있는 세포로 분화 시킨 후 환자의 체내에 이식하여 베타세포로서의 기능을 하도록 하는 새로운 당뇨세포치료제의 개발이 현실화되고 있음. 그러나 현재까지 개발된 대부분의 분화배양법 중 많은 경우에서 분화 유도 후 배양액 내에서 측정되는 인슐린이 분화된 세포에서 분비된 것인지 아니면 첨가됐었던 인슐린인지 구별되지 않으며, 분화된 세포에서 분비되는 인슐린의 분비 양상이 포도당 농도에 조절

제1형 당뇨병은 인슐린을 분비하는 췌장의 베타세포가 파괴되어 발생하는 질병으로 인슐린 주사요법이 주된 치료방법이나 사람줄기세포를 체외에서 인슐린 분비능이 있는 세포로 분화 시킨 후 환자의 체내에 이식하여 베타세포로서의 기능을 하도록 하는 새로운 당뇨세포치료제의 개발이 현실화되고 있음. 그러나 현재까지 개발된 대부분의 분화배양법 중 많은 경우에서 분화 유도 후 배양액 내에서 측정되는 인슐린이 분화된 세포에서 분비된 것인지 아니면 첨가됐었던 인슐린인지 구별되지 않으며, 분화된 세포에서 분비되는 인슐린의 분비 양상이 포도당 농도에 조절 받지 않는 등 효율적인 분화가 이루어지지 않고 있음. 따라서 본 연구에서는 사람의 양막유래 줄기세포를 포도당 농도에 의존적으로 다량의 인슐린을 분비할 수 있는 최적의 인슐린분비세포 분화 조건을 확립하고 제1형 당뇨쥐에서의 치료 효과를 검증하여 제1형 당뇨병을 치료할 수 있는 치료제로 개발하고자 함.
본 연구 결과 양막줄기세포는 체외에서 인슐린분비세포로의 분화 배양 후 포도당 농도에 의존적으로 사람인슐린과 C-peptide를 분비하고, 췌장의 베타세포 관련 유전자와 단백질을 발현하였음. 위 분화능은 계대배양 여섯 번째까지 유지되는 것으로 나타났으며, 1회 냉동-해동된 양막줄기세포 또한 인슐린분비세포로의 분화능이 유지되는 것으로 관찰됨. 그러나 분화가 끝난 직후 기본배양액으로 3일 동안 배양하였을 때 인슐린 분비능이 급격히 떨어지는 것으로 나타났음. 이를 통해 추후 인슐린분비세포의 체외 안정성을 위한 배양액 개발이 필요할 것으로 사료됨. 한편 동결보존에 따른 특성을 검증한 결과 지방 및 양막유래 줄기세포는 최대 2년 동안 동결보존 기간 동안 줄기세포의 특성의 변화를 일으키지 않는 것으로 관찰되었음. 이와 함께 분화 유도된 인슐린분비세포를 제1형 당뇨병 모델에 이식하여 세포치료 효과를 검증한 결과, 16마리 중 9마리의 혈당이 정상혈당으로 떨어지고 정상쥐와 유사한 당부하 능력을 보였으며, 생쥐 혈액에서 사람 인슐린과 C-peptide 가 검출되었음. 이와 함께 이식된 세포를 회수하여 분석한 결과 췌장의 베타세포 특유의 유전자 및 단백질을 발현하는 것으로 나타남. 반면 면역화학염색법을 이용하여 생쥐 췌장을 분석한 결과, 인슐린 단백질을 발현하는 베타세포는 거의 발견되지 않았으며, 생쥐 혈액에서 생쥐 인슐린과 C-peptide 가 검출되지 않았음. 위 결과를 통해 당뇨쥐의 치료 효과가 전적으로 이식된 양막줄기세포유래 인슐린분비세포에 의한 것임을 입증함.
본 연구에서는 사람 양막유래 줄기세포는 효과적으로 인슐린분비세포로 분화되며, 분화된 세포는 제1형 당뇨쥐로 이식 시 당뇨치료 효과를 일으킨다는 점을 밝힘. 본 연구 결과는 추후 비임상 및 임상시험을 통해 안전성과 치료 효과가 검증된다면 제1형 당뇨병을 치료하는 세포치료제로 사용될 수 있을 것으로 사료됨. 또한 사람 성체줄기세포를 이용한 당뇨세포치료제 분야에서 세계와 경쟁할 수 있는 기술력을 확보했다고 볼 수 있음.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 11
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 12
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 12
• Ⅲ. 연구성과 ... 14
• 끝페이지 ... 18