초록 ▼

□ 줄기세포의 후성유전적 조절 연구
○ 줄기세포 노화 관련 후성유전적 조절 기작 규명: 중간엽 줄기세포의 노화를 조절하는 핵심 후성유전적 조절 인자인 DNA methyltransferase, Histone deacetylase, High-mobility group A2, lamin과 이 인자와 관련된 microRNA를 발굴하고 그 기전을 규명.
○ 줄기세포능 관련 핵심인자의 기능 분석: 중간엽 줄기세포에서 c-Myc, SOX2, CD49f, ZNF281 와 같은 핵심전사 인자와 Hedgehog signaling, Musa

□ 줄기세포의 후성유전적 조절 연구
○ 줄기세포 노화 관련 후성유전적 조절 기작 규명: 중간엽 줄기세포의 노화를 조절하는 핵심 후성유전적 조절 인자인 DNA methyltransferase, Histone deacetylase, High-mobility group A2, lamin과 이 인자와 관련된 microRNA를 발굴하고 그 기전을 규명.
○ 줄기세포능 관련 핵심인자의 기능 분석: 중간엽 줄기세포에서 c-Myc, SOX2, CD49f, ZNF281 와 같은 핵심전사 인자와 Hedgehog signaling, Musahil 등의 핵심 신호 전달 체계가 줄기세포능인 증식, 분화에 미치는 영향을 분석하고 그 조절 기전을 검증.
○ 줄기세포의 면역조절 기능 및 여러 가지 조직 유래의 줄기세포 분리, 특성 규명: 중간엽 줄기세포의 면역조절기능을 조절할 수 있는 면역관련 인자를 발굴하기 위해 줄기세포의 증식, 분화에 선천면역수용체가 미치는 영향을 분석하고 개, 말, 사슴의 다른 조직 유래의 중간엽 줄기세포를 분리하고 그 특성을 규명.
○ 질환 동물 모델에서 줄기세포능 규명 및 효과 검증: 신경퇴행성 질환 동물모델, 척수손상 동물모델, 자가면역질환 동물모델에서 줄기세포의 치료 효과 및 관련 기전을 비교분석

□ 줄기세포의 신경세포 분화기능 개발
• VEGF/KDR/FLK1 신호전달체계 조절을 통해 상피아세포(EPCs)의 재프로그래밍 유도 규명
• 3D microfluidic 세포 배양 시스템을 이용하여 지방유래 성체줄기세포의 신경분화 유도기술 개발과 이 시스템에서의 분자생물학적 기전 규명
• 지방유래줄기세포에서 신규 조절 유전자인 MBD6의 발굴과 이를 통한 세포의 재프로그래밍 유도 규명

□ 세포막 제어를 통한 줄기세포 기능 조절 연구
- 세포막 운반체 활성이 줄기 세포 자가재생능에 미치는 영향 및 관련 기전 규명: 세포막 운반체의 활성 및 발현을 조절할 수 있는 아미노산 (L-threonin), 세포외 기질 구성 물질인 (fibronectin), 그리고 세포내 신호 전달 물질 유사 물질 처리 시 NHE-1, GLUT-1 등과 같은 운반체 발현이 증가되었으며 이러한 운반체의 변화가 줄기세포 자가재생능을 증가시켰음.
- 세포 미세환경 변화가 자가재생능에 미치는 영향 및 관련 기전 규명: 줄기세포를 둘러싼 세포 미세 환경 (저산소 상태, 세포의 기질 구성 물질 및 세포막 구성 물질의 변화)의 변화가 줄기세포의 부착단백질 (integrin, Cx) 및 골격 단백질의 발현 (F-actin, cofilin, Arp2/3)을 조절하여 줄기세포의 자가재생능에 영향을 미치는 중요한 인자임을 밝혀냄. 또한 장시간 저산소 상태 노출 시 발생하는 줄기세포자멸에 대한 보호 인자 (midkine)를 발굴하였음.
- 세포막 수용체 클러스터 형성과 세포내 유입이 자가재생능에 미치는 영향 및 그 작용기전 규명: 세포막 수용체의 클러스터 및 발현을 증가시킬 수 있는 pge₂ 처리 시 줄기세포의 이동 및 증식이 유발됨을 밝혀냄. 또한 줄기세포막 수용체에 작용하는 인자들이 세포내 유입 조절 단백질 및 세포외 기질 물질을 조절 및 분비시킴으로써 줄기세포의 이동성에 중요한 인자임을 밝혀냄. 이와 더불어 세포의 특이 수용체에 작용하는 fibronectin이 세포내 유입 단백질의 발현을 조절을 통해 줄기세포의 자가재생을 유지하는 중요 인자임을 밝힘.

(출처 : 보고서 요약서 3, 112, 159p)

Abstract ▼

□ Epigenetic regulation of stem cells
II. Purpose
To investigate the epigenetic regulations governing the function of stem cells, this research proposal will focus on chromatin modification related with the sternness, aging and immune modulation of stem cells to develop technologies for the de

□ Epigenetic regulation of stem cells
II. Purpose
To investigate the epigenetic regulations governing the function of stem cells, this research proposal will focus on chromatin modification related with the sternness, aging and immune modulation of stem cells to develop technologies for the development of highly efficient cell therapeutics in the degenerative and autoimmune disease fields.

III. Contents
○ Determination of the functions of sternness-realted crucial factors: Investigation of the regulatory mechanisms of transcription factors and signaling such as c-Myc，SOX2, CD49f, ZNF281, Hedgehog signaling and Musashil on self-renewal and differentiation ability of mesenchymal stem cells.
○ Determination of epigenetic regulation of stem cell aging and its mechanism： Identification of the crucial epigenetic regulation factors such as DNA methyltransferase, Histone deacetylase, High-mobility group A2, lamin and related microRNAs in the stem cell aging and verification of their underlying mechanisms.
○ Identification of immune-related factors and isolation & characterization of stem cells derived from animals: Investigation of the function of innate immune receptors such as toll-like receptors and nod-like receptors on stem cell function and isolation & characterization of stem cells derived form dog, horse and deer.
○ Analysis of stem cell efficiency in the therapeutic application on disease model animal： Investigation of therapeutic effect and its mechanism of stem cell transplantation in degenerative model animal, spinal cord injury model animal and autoimmune disease model animal.

IV. Expected contribution
These technologies via epigenetic regulations to govern stem cell function have high privileges in the establishment of academic database. Furthermore, this study will provide better understandings to cope with degenerative or autoimmune disease as cell therapeutics and alleviate immune response in stem cell transplantaion, eventually contribute to economical and bio-technical development.

□ Technical development of stem cells for neurogenic priority
IV. Results
From human adult stem cells, we have suggested the genetic and molecular mechanisms that are involved in reprogramming. Based on these results, we have transfected the putative genes to induce the up-regulation of sternness factors to achieve pluripotency overall.
We then transplanted those reprogrammed cells into the damaged brain and spinal cord, and confirmed their differentiation potential in vivo. At the same time, we have confirmed the regeneration of neural cells in damaged tissue region, the inhibition of apoptosis signaling pathways and the activation of growth related signaling pathways. Thus, we have suggested the novel ways to treat neurological diseases.
Furthermore, we have Identified miRNAs that induce apoptosis of neural progenitor cells and have found that treating the antisense strand can inhibit the apoptosis. Based on these observations, we have suggested that the treatment of the antisense miRNA into the damaged tissue can prevent the secondary inflammation in the damaged tissue and can possibly induce regeneration of surrounding neural cells.

□ Regulation of stem cell function through membrane control
II. Purpose
- The objective of this research is to develop the disease-based cell therapy technology through regulation of stem cell membrane conducting control of membrane proteins-related functions such as membrane transporters/ion channels, cytoskeletal dynamics, receptor diffusion/conduction, and endocytosis/exocytosis.

III. Contents
- Analysis of the effect of plasma membrane transporter on stem cell self-renewal and its related mechanism. Examination of the self-renewal regulatory mechanisms of stem cells using control of GLUTs, NHEs and ion channel activity and its related intracellular signal network.
- Analysis of the effect of microenvironments on stem cell self-renewal and its related mechanism. Examination of the self-renewal regulatory mechanisms of stem cells using control of cytoskeletal protein, cell-microenvironment interaction/adhesion and its related intracellular signal network.
- Analysis of the effect of receptor cluster and endocytosis on stem cell self-renewal and its related mechanism. Examination of the self-renewal regulatory mechanisms of stem cells using control of receptor movement, receptor clustering, trafficking (endocytosis/exocytosis etc) and its related intracellular signal network.
- Analysis of stem cell functions using cell-based disease model. Examination of the effect of ischemia, hyperlipidemia, and diabetes on stem cells functions.
- Analysis of the stem cell functions using animal-based disease model. Examination of the effect of cardiovascular, neural, and complex disease on stem cell functions.

IV. Expected contribution
- Regulation of stem cell function using manipulation of cell membrane is easier and safer compare to gene regulation. Therefore this study will provide advance of stem cell research and progression of stem cell therapy. In addition, this study will help to secure the global up-to-date stem cell functional regulation techniques to stem cell researchers and to lead the global basic bio-medical science industry.

(출처 : SUMMARY 6, 116, 162p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 줄기세포의 기능조절 연구 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제1절 연구개발의 목적 ... 10
• 제2절 연구개발 목표 및 연구범위 ... 10
• 제3절 연구개발의 필요성 ... 11
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제1절 국외 현황 ... 14
• 제2절 국내 현황 ... 16
• 제3절 본 연구진의 연구 현황 및 결과 ... 25
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 제1절 연구개발수행 결과 - 발간 논문 ... 27
• 제2절 연구수행에 따른 특허출원 및 기술이전 결과 ... 97
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 99
• 제1절 연도별 연구목표 ... 99
• 제2절 평가착안점에 입각한 연구개발목표의 달성도 ... 99
• 제3절 관련분야 기술 발전에의 기여도 ... 103
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 104
• 제1절 연구개발결과의 활용방안 및 기대성과 ... 104
• 제2절 추가연구의 필요성 ... 105
• 제3절 다른 연구에의 응용 및 기업화 추진 방향 ... 106
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 107
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 107
• 제8장 참고문헌 ... 108
• 줄기세포의 신경세포 분화기능 개발 ... 110
• 제 출 문 ... 111
• 보고서 요약서 ... 112
• 요 약 문 ... 113
• SUMMARY ... 115
• CONTENTS ... 117
• 목차 ... 118
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 119
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 119
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 122
• 1. 국내 연구동향 ... 122
• 2. 국외 연구동향 ... 123
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 126
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 151
• 1. 연도별 연구목표 ... 151
• 2. 년도별 평가의 착안점에 따른 목표달성도 ... 151
• 3. 관련분야 기술 발전에의 기여도 ... 153
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 154
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 155
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 155
• 제8장 참고문헌 ... 156
• 세포막 제어를 통한 줄기세포 기능 조절 연구 ... 157
• 제 출 문 ... 158
• 보고서 요약서 ... 159
• 요 약 문 ... 160
• SUMMARY ... 162
• CONTENTS ... 163
• 목차 ... 164
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 165
• 1-1. 연구개발 목적 ... 165
• 1-2. 연구개발 목표 및 연구범위 ... 165
• 1-3. 연구개발의 필요성 ... 167
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 168
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 171
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 223
• 4-1. 연도별 연구목표 및 내용 ... 223
• 4-2. 평가착안점에 입각한 연구개발목표의 달성도 ... 224
• 4-3. 관련 분야 기술 발전에의 기여도 ... 226
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 228
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 228
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 228
• 제8장 참고문헌 ... 229
• 끝페이지 ... 229