초록 ▼

연구의 목적 및 내용
다양한 기원의 줄기세포 (예: 편도/골수/지방유래 줄기세포)에 NO, 원적외선, 저산소 (hypoxia), 저에너지상태 등의 다양한 물리화학적 요인과 후생유전학적 변화 조건 (DNA 및 histone의 메틸화 및 아세틸화 등을 통한)을 단독 혹은 복합적으로 적용하 여 줄기세포의 증식 및 타깃조직으로의 분화 관련된 최적의 조건 동정. 또한 제 1, 3세부과제에서 줄기세포 미세환경 조절인자로서 개발되는 펩타이드와 활성산소종을 증식 및 분화 조건에 적용하고 향후 질환 모델을 확보하여 체내의 기능성 규명. 궁극적

연구의 목적 및 내용
다양한 기원의 줄기세포 (예: 편도/골수/지방유래 줄기세포)에 NO, 원적외선, 저산소 (hypoxia), 저에너지상태 등의 다양한 물리화학적 요인과 후생유전학적 변화 조건 (DNA 및 histone의 메틸화 및 아세틸화 등을 통한)을 단독 혹은 복합적으로 적용하 여 줄기세포의 증식 및 타깃조직으로의 분화 관련된 최적의 조건 동정. 또한 제 1, 3세부과제에서 줄기세포 미세환경 조절인자로서 개발되는 펩타이드와 활성산소종을 증식 및 분화 조건에 적용하고 향후 질환 모델을 확보하여 체내의 기능성 규명. 궁극적으로 도출되는 최적의 조건들이 줄기세포 전반에 활용될 수 있는 표준 프로토콜을 원천기술화 하여, 실용화 및 산업화 추진.

연구개발성과
◦ 모델줄기세포 분리 및 증식 최적화 조건을 확립함
◦ 광감응제를 붙인 고분자필름을 사용하여 모델 줄기세포 성장 촉진 확인
◦ 원적외선에 의한 모델줄기세포의 골분화 증가 확인
◦ 정수압에 의한 모델줄기세포의 지방조직으로의 분화 감소와 연골분화로의 증가 관찰
◦ 후생유전학적 조절을 통한 골, 혈관세포로의 분화 촉진
◦ 편도줄기세포의 배양액으로 분비된 부갑상선 호르몬 수집 및 농축
◦ 저농도 칼슘에 의한 편도줄기세포로부터의 부갑상선 호르몬 대량 분비 및 분비된 부갑상선호르몬의 기능 확인
◦ 부갑상선기능저하증 동물모델을 이용한 편도줄기세포의 부갑상선호르몬치료제 개발 효용성 관찰
◦ 편도줄기세포의 골다공증 동물모델 적용 및 단기간 추적연구 실시

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
◦ 줄기세포 원천기술확보
◦ 새로운 성체줄기세포 공급원 확보
◦ 타 인공장기 재생 연구 분야로 확대
◦ 부갑상선 기능저하 질환특이 동물 모델의 확보
◦ 의인성 부갑상선 기능저하 환자의 약물 대체 효과
◦ PTH의 대량생산을 통한 PTH 치료제 개발: 부갑상선기능저하증 및 골다공증에 적용 가능
◦ 환자의 삶의 질 향상

(출처 : 국문 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
The purpose of this study is to develop the optimal factors (conditions) increasing the proliferation and differentiation of model stem cells (derived from bone marrow, adipose tissue and tonsil) into target tissues such as bone, parathyroid tissues and endothelial cells. Such

Purpose & Contents
The purpose of this study is to develop the optimal factors (conditions) increasing the proliferation and differentiation of model stem cells (derived from bone marrow, adipose tissue and tonsil) into target tissues such as bone, parathyroid tissues and endothelial cells. Such factors include nitric oxide (NO), far infrared radiation (fIR), hypoxia, hypoglycemia, and epigenetic modifications. Furthermore, peptides by peptidomics technology and well-regulated reactive oxygen species (ROS) obtained from other studies are also considered. Lastly, obtained optimal protocols are used to develop the new cell therapeutic technology, and finally are applied to preclinical studies to treating dysfunctions of bone and parathyroid gland.

Results
◦ Establishment of model stem cells with the best conditions
◦ Increased growth in stem cells in response to ROS
◦ Increased osteogenesis by far-infrared irradiation, valproic acid (VPA) treatment
◦ Increased chondrogenesis and decreased adipogenesis by perisattic pressure
◦ Isolation and concentration of parathyroid hormone (PTH) from differentiated tonsil-derived mesenchymal stem cells (TMSC)
◦ Increased PTH release by differentiated TMSC in response to low calcium
◦ Restoration of in vivo parathyroid function by differentiated TMSC only when those are embedded in scaffolds
◦ A short-term application of TMSC to osteoporosis model

Expected Contribution
◦ To academic field
- Contribution to our understanding of multidisciplinary fields including stem cell biology, developmental biology, embryology and blood vessel biology, and information sciences, nano-materials.

◦ To Industrial field
- Securing of novel high technology from the optimal protocols increasing the proliferation and differentiation of model stem cells to the target tissues and thus growth of governmental profits and employments.

◦ To health/medical fields
- Development of a new therapeutic strategy for treatment of hypoparathyroidism and vessel dysfunction and other critical rare diseases
- Improvement of the quality of patient’s life and reduction of medical expenses by developing new cell therapeutics that replace organ transplantation

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 1절. 연구개발 목적 ... 8
• 제 2절. 연구개발의 필요성 ... 11
• 제 3절. 연구개발 범위 ... 17
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 32
• 제 1절. 모델줄기세포의 최적 분리 배양조건 확립 및 특성조사 ... 32
• 제 2절. 모델줄기세포의 최적의 증식 및 분화 프로토콜 확립 ... 34
• 제 3절. 모델줄기세포 기능평가 및 동물모델 확보 ... 36
• 제 3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 39
• 제 1절. 모델줄기세포의 최적 분리 배양조건 확립 및 특성조사 ... 39
• 제 2절. 모델줄기세포의 최적의 증식 및 분화 프로토콜 확립 ... 45
• 제 3절. 모델줄기세포 기능평가 및 동물모델 확보 ... 63
• 제 4절. 향후 세포치료제의 임상적용과 상품화를 위해 단일 동종 (singlehomogeneous population)의 편도줄기세포를 분리 및 특성 확인 ... 90
• 제 6절. 골다공증으로의 줄기세포 치료제 효능조사 ... 100
• 제 7절. 다양한 줄기세포를 대상으로 활성산소종의 양과 종류를 시/공간적 제어하여 증식/분화 배양조건 확립 ... 115
• 제 8절. 모델 줄기세포치료제 시제품 제작 ... 116
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 119
• 1. 목표 달성도 ... 119
• 2. 관련분야 기여도 ... 120
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 124
• 제 1절. 모델줄기세포 치료제의 개발 가능성 ... 124
• 제 2절. 다른 연구에의 응용 및 기업화 추진방향 ... 127
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 129
• 제 1절. 부갑상선기능저하증 치료제 관련 과학기술 동향 ... 129
• 제 2절. 골다공증 치료제 관련 과학기술 동향 ... 129
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 130
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비현황 ... 130
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 131
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 132
• 제11장. 기타 사항 ... 133
• 제12장. 참고 문헌 ... 133
• 끝페이지 ... 136