초록 ▼

• 다양한 조성 및 크기의 자성 나노 클러스터를 개발하였으며 유도만능줄기세포에 대한 무독성을 확인함
• 자성 나노 클러스터와 미세 유체 채널을 이용하여 자성민감도에 따라 heterogenous한 줄기세포 군집을 미분화율에 따라 분리하고 그에 대한 시스템을 정립함.
• 상기의 시스템을 이용하여 유도만능줄기세포의 단세포를 미세유체 채널로 분리한 후 콜로니를 재형성하는 것을 확인함. 따라서 본 세부에서 개발한 분리 시스템이 유도만능 줄기세포의 미분화 성질에 크게 영향을 미치지 않는 것을 확인함. 더불어, 유전체에도 변화가 없음

• 다양한 조성 및 크기의 자성 나노 클러스터를 개발하였으며 유도만능줄기세포에 대한 무독성을 확인함
• 자성 나노 클러스터와 미세 유체 채널을 이용하여 자성민감도에 따라 heterogenous한 줄기세포 군집을 미분화율에 따라 분리하고 그에 대한 시스템을 정립함.
• 상기의 시스템을 이용하여 유도만능줄기세포의 단세포를 미세유체 채널로 분리한 후 콜로니를 재형성하는 것을 확인함. 따라서 본 세부에서 개발한 분리 시스템이 유도만능 줄기세포의 미분화 성질에 크게 영향을 미치지 않는 것을 확인함. 더불어, 유전체에도 변화가 없음을 유전체분석 (karyotype) 으로 확인함.
• 나노복합체를 통해 유전물질을 전달한 세포에서 유도만능줄기세포 특성을 확인함.
• 분화/미분화 세포에서 바이오마커로서 응용 가능한 miRNA를 선정하여 설계한 표적 miRNA 분자표지체를 나노복합체를 통해 전달하였을 때, 분화/미분화 세포의 특성에 따른 신호를 보이는 것을 확인함. 또한, 줄기세포의 분화 과정을 분자 표지체를 담지한 나노복합체를 통해 성공적으로 관찰함.

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
• Reserarch Purpose:
Development of multifunctional nanocomposites delivering miRNAs for induction of nontoxic induced pluripotent stem cells (iPSCs) and establishment of dynamic nanoarray system for high purity/efficiency capture and separation based on the newly found non-

Purpose & Contents
• Reserarch Purpose:
Development of multifunctional nanocomposites delivering miRNAs for induction of nontoxic induced pluripotent stem cells (iPSCs) and establishment of dynamic nanoarray system for high purity/efficiency capture and separation based on the newly found non-toxic surface marker. Using this approach, we aim to increase the purity of iPSCs by removing undifferentiated stem cells and single somatic cell, obtain non-toxic iPSCs via high speed screening, and finally develop fundamental technology for commercialization.

• Research Contents:
Stage 1: Development of multifunctional nanocomposites for miRNA delivery and control of micropatterns and nanoarry for selective, efficient capture and separation of non-toxic iPSCs
I. Delivery of miRNAs for production of iPSCs and development of multifuncional nanocomposites for ultrasensitive imaging of miRNA expression
II. Control of nanopatterns and nanoarrys for efficient capture of iPSCs based on fluidic mobility, cell size and surface markers
Stage 2: Development of the antibody-conjugated multifunctional nanocomposites for miRNA delivery and monitoring of iPSCs using a multifraction system for the promotion of practicalization
I. Imaging of miRNA expression using real time and non-invasive technique and optimization of nanostructures
II. Quantitative analysis of the separated iPSCs and assessment of bioeffectiveness of iPSCs using a multifraction system

Results
• Synthesis of various types of magnetic nanoclusters with diverse magnetization.
• Facilitation of microfluidic channel for multi-separation of heterogenous cell group using antibody tagged magnetic nanoclusters.
• Correlation verifying between pluripotency factors and novel antibody-related with pluripotency.
• Induction of pluripotent stem cell-characterized cells using fabricated non-toxic nanoparticle for gene delivery.
• Development of miRNA molecular beacon for imaging intracellular miRNA and classifying differentiated cells and highly pluripotent iPSCs using molecular beacon loaded non-toxic nanocomposite.
• Monitoring of stem cell differentiation into specific cell lines using molecular beacon loaded non-toxic nanocomposite.
• Research objective achievement through connection of each department.

Expected Contribution
• Expectation of the high efficiency system capable of commercializing as a booster by the improvement of the original magnetophoresis separation process with low efficiency.
• Establishment of pluripotent stem cells-separation system through selectively capture and separation using combination of various andtibody and various magnetic nanoclusters with diverse magnetization.
• Successfully separating objective cells in short time (30 min) without affecting original stem cell-characteristics on separated cells by development of high efficient and high speedy microfluidic channel separation system.
• Greater economic and industrial impact is derived by domestic/international patent application and registration of our novel separation system.
• Correlation verifying between novel antibody and cellular characteristics by cell separation using novel antibody tagged magnetic nanocluster.
• Establishment of real-time monitoring and tracking system for observing stem cell differentiation process and inducing/detecting iPSCs-characterized cells by oligonucleotide-based molecular beacon and miRNA delivery of nanocomposite.
• It has a potential to be applied to not only diagnosis using cellular monitoring but also treatment areas using inducing stem cell-characterized cells through gene delivery of non-toxic nanocomposite.
• Contribute to study and development of human resources through synergies between related disciplines as a interdisciplinary research.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1절. 연구개발 목적 ... 10
• 2절. 연구개발의 필요성 ... 10
• 3절. 연구개발 범위 ... 15
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 16
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 24
• 1절. 이론적, 실험적 접근 방법 ... 24
• 2절. 연구 내용 및 결과 ... 25
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 89
• 1절. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 89
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 92
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 93
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 94
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 95
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 96
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 97
• 제11장. 기타 사항 ... 100
• 제12장. 참고 문헌 ... 101
• 끝페이지 ... 102