초록 ▼

연구의목적 및 내용
(1) 연구의 목적
· 분화인자를 이용한 골수유래줄기세포(BMSC)의 각막내피세포(CEnC)분화 원천기술개발을 통한 각막내피세포분화 세포활성도 증강연구.

· 역분화줄기세포(iPS)로부터 각막줄기세포의 분화기전을 규명하고 이를 기반으로 교차분화 유도기술기반(iCS)을 확립하여 각막상피세포(CEpC)재생을 위한 효율적 각막줄기세포주 구축에 필요한 원천기술을 확보하고 실용화를 위한 기술을 개발.

· 바이오-나노(BN) 융합기술을 이용하여 나노패터닝 및 나노전기방사를 통해 실 크기재

연구의목적 및 내용
(1) 연구의 목적
· 분화인자를 이용한 골수유래줄기세포(BMSC)의 각막내피세포(CEnC)분화 원천기술개발을 통한 각막내피세포분화 세포활성도 증강연구.

· 역분화줄기세포(iPS)로부터 각막줄기세포의 분화기전을 규명하고 이를 기반으로 교차분화 유도기술기반(iCS)을 확립하여 각막상피세포(CEpC)재생을 위한 효율적 각막줄기세포주 구축에 필요한 원천기술을 확보하고 실용화를 위한 기술을 개발.

· 바이오-나노(BN) 융합기술을 이용하여 나노패터닝 및 나노전기방사를 통해 실 크기재 스마트나노지지체를 제조하고 분화유도에 대한 메커니즘확인을 위하여 NIR을 이용한 바이오이미징을 수행.

· 궁극적으로 BN융합기술을 이용하여 줄기세포기반 세포치료제 및 바이오각막개발의 원천기술을 제공.

(2) 연구의 내용
▶ 1단계 (1~3년차):
· CEnC의 순수분리․정제법 확립, BMSC를 이용한 세포분화․재생 연구, 세포자극조건에 따른 줄기세포분화 최적화 및 생존률 향상.
· 신개념 바이오이미징의 도입에 의한 줄기세포의 fate추적, 전기방사를 통한 실크기재 스마트나노지지체 제조, 각막손상 모델의 프로토콜 확립.
· iPS 유래 각막줄기세포주 구축을 통한 분화기전 규명.

▶ 2단계 (4, 5년차):
· BN융합기술을 이용한 CEnC 분화유도인자가 포접된 각막유사대체물질 개발 및 응용.
· 교차분화(iCS) 유도 및 BN융합스마트 지지체를 이용한 각막줄기세포주 구축 및 임상적용을 위한 기반기술 확보.
· 줄기세포를 기반으로 개발된 각막상피 및 각막내피조직을 이용한 인공각막 기술개발.

연구개발성과
· 본 연구기간 동안 국내외 SCI(E)급 논문을 30편, 비SCI급 논문 29편 총 59편을 발표하였으며, 국내·외 특허등록은 5건, 특허출원 8건, 초청강연 실적 71건, 국내·외 학술대회 145건, 학위배출 21명(박사 3명, 석사 18명), 과학자교류 1건, 학술회의 개최 4건, 기술이전 1건 등의 성과를 창출함.

· 유도만능줄기세포의 분화를 유도하여, 각막상피세포, 각막줄기세포 유사세포주를 배양하는 방법과 줄기세포로부터 각막윤부줄기세포를 분화시키는 방법 등으로 특허를 출원하였으며, ㈜엔비알테크에 실크 필름에 관한 기술이전을 실시하였음.
또한 세계 유수 학술지에 논문을 게재하였음.

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
· 각막재생을 위한 인공각막인 실크 필름은 엔비알테크와 기술이전을 하였으며, 시제품을 제작하고, 이의 생물학적 안정성연구를 한국화학융합연구원에 의뢰하여 그 안정성을 확인한바,시제품 가능성을 타진하였음. 따라서, 과제 종료이후에 제품화 가능성을 확인하고자함.

(1) BN융합기술을 이용한 줄기세포분화에 대한 기초 및 병인기전 규명연구 모델제공.

(2) 도출된 교차분화 기전은 후성유전체학연구의 기초자료로 제공.

(3) 줄기세포를 기반으로 분화된 각막조직을 효과적으로 적용할 수 있는 각막재생용 재생의학제제 제조기술을 개발하면, 절대적으로 부족한 기증각막을 대체하여 해당 질환에 대한 치료의 혁신적인 개선효과 및 사회경제적 파급효과가 상당할 것으로 예상됨.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
(1) Purpose of Research
Study on the enhancement of corneal endothelial cell, differentiation cell activity through the development of original technology for differentiation of corneal endothelial cells (CEnC) using bone marrow derived stem cell (BMSC) and differentiation f

Purpose & Contents
(1) Purpose of Research
Study on the enhancement of corneal endothelial cell, differentiation cell activity through the development of original technology for differentiation of corneal endothelial cells (CEnC) using bone marrow derived stem cell (BMSC) and differentiation factor.
· Identification of the differentiation mechanism of corneal stem cells from degenerative stem cells (iPS) and establishment of cross-differentiation induction technology (iCS) based on them, and securing the necessary original technology for constructing efficient corneal stem cell line for corneal epithelial cell (CEpC) regeneration and development of technology for practical use.
· Fabrication of silk smart nano-scaffolds through the Nano patterning and nano electrospinning using bio-nano (BN) fusion technology, and bioimaging using NIR was conducted to confirm mechanism about induction of differentiation.
· Ultimately, by using BN fusion technology, provide stem cell-based cell therapy agent and original technology of bio-cornea development.

(2) Contents of the study
▶ Step 1 (1st ~ 3rd year):
· Establishment of pure separation and purification method of CEnC, cell differentiation and regeneration study using BMSC, optimization of stem cell differentiation according to cell stimulation conditions, and improvement of survival rate.

· Fate tracking of stem cells by introduction of new concept bioimaging, fabrication of silk smart nano scaffolds by using electro-spinning, establishment of protocol of corneal damaged model.

· Identification of the mechanism of differentiation by constructing iPS derived corneal stem cell line.

▶ Step 2 (4th and 5th year):
· Development and Application of Corneal Substitutive Substance Containing CEnC

Induction Factor Using BN Fusion Technique.
Establishment of basic technology for constructing corneal stem cell line and clinical application using crossed differentiation (iCS) induction and BN fusion smart scaffolds.
· Development of artificial corneal technology using corneal epithelium and corneal endothelial tissue based on stem cells.

Results
· During this research period, Total 59, domestic and international SCI (E)-grade 30, non-SCI-grade papers 29 were published, and 5 domestic and international patent applications, 8 patent applications, 58 invited lectures, 145 academic conferences, 21 diplomas (3 doctors and 18 masters), 1 exchange scientists, 4 academic conferences, and 1 technology transfer.
· We patented methods of inducing the differentiation of induced pluripotent stem cells, culturing corneal epithelial cells, corneal stem cell-like cell lines, and differentiating corneal limbal stem cells from stem cells. We did technological transfer of silk film to NBR TECH. and also published articles in leading international journals.

Expected Contribution
· Silk film, which is an artificial cornea for cornea regeneration, was transferred to NBR TECH, and prototype products were manufactured. Researching of biological stability was confirmed by the Korea Chemical Fusion Research Institute.
Therefore, we want to confirm the possibility of commercialization after the end of the project.
(1) Providing a study model for the basis and pathogenesis of stem cell differentiation using BN fusion technology.

(2) The derived cross-differentiation mechanism is provided as a basic data of the phylogenetic study.

(3) Development of regenerative medicine manufacturing technology for corneal regeneration, which can effectively apply differentiated corneal tissue based on stem cells, can be used to replace the donor cornea, which is absolutely insufficient; the ripple effect is expected to be significant.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1. 연구개발 목적 ... 8
• 2. 연구개발의 필요성 ... 8
• 3. 연구개발 범위 ... 13
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 14
• 1. 세계적 수준 ... 14
• 2. 국내수준 ... 14
• 3. 국내외 연구현황 ... 15
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 16
• 1. 1 단계 연구 수행 내용 및 성과 ... 16
• 2. 2 단계 연구 수행 내용 및 성과 ... 30
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 58
• 1. 목표 달성도 ... 58
• 2. 관련 분야 기여도 ... 58
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 60
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 62
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 64
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비현황 ... 64
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 64
• 1. 안전점검 및 정밀안전진단 ... 64
• 2. ‘16 (진단) 결과에 따른 개선 ... 64
• 3. 연구활동종사자 보험가입 ... 65
• 4. 건강검진 ... 65
• 5. 안전교육 ... 65
• 6. 사전유해인자분석 실시 ... 66
• 7. 주무 부서 ... 66
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 67
• 제11장. 기타 사항 ... 68
• 제12장. 참고 문헌 ... 69
• 끝페이지 ... 70