초록 ▼

연구의 목적 및 내용
악성 뇌종양은 가장 침윤성이 높은 치명적인 암 중 하나로, 주변 조직으로 침윤한 잔여 세포들로 인해 높은 사망률을 나타냄. 현재 개발된 수술 및 항암치료로는 그 예후가 크게 개선이 되지 않아, 새로운 치료 접근법이 절실히 필요함. 따라서, 본 연구진은 개별 환자를 위한 다중표적 항암제 검증 플랫폼을 개발하고자 함. 이를 위해 환자 개개인에 최적화된 약물치료 프로토콜 구축이 가능한 환자 대체용 종양미세환경어레이 (Tumormicroenvironment array)를 개발함. 개인 맞춤형 정밀 암치료를 가능하

연구의 목적 및 내용
악성 뇌종양은 가장 침윤성이 높은 치명적인 암 중 하나로, 주변 조직으로 침윤한 잔여 세포들로 인해 높은 사망률을 나타냄. 현재 개발된 수술 및 항암치료로는 그 예후가 크게 개선이 되지 않아, 새로운 치료 접근법이 절실히 필요함. 따라서, 본 연구진은 개별 환자를 위한 다중표적 항암제 검증 플랫폼을 개발하고자 함. 이를 위해 환자 개개인에 최적화된 약물치료 프로토콜 구축이 가능한 환자 대체용 종양미세환경어레이 (Tumormicroenvironment array)를 개발함. 개인 맞춤형 정밀 암치료를 가능하게 하는 바이오 칩 기반의 원천 기술의 개발 및 임상으로의 적용 가능성을 검증하여, 항암제의 부작용을 최소화하고 치료 효과를 극대화할 수 있는 새로운 의료 현장 프로토콜을 제시하고자 함.

연구결과
■ 1차년도: 환자 채취 종양 샘플 분석을 통한 종양미세환경 라이브러리 구축
1. 탈세포화 기술 확보를 통한 환자 종양 생검 조직 내 내의 세포외기질 채취 및 분석
2. 환자 종양 생검 조직 내 암세포/암줄기세포/기질세포의 정밀분리 기술 확보
3. 환자 종양 생검 조직 내의 세포외기질-종양구성세포의 상관관계성 연구

■ 2차년도: 환자 채취 종양 샘플 조직을 이용한 종양미세환경어레이 플랫폼 개발
1. 환자-채취 다종세포 및 세포외기질을 활용한 organoid 배양 기술
- 종양미세환경 기반의“Organoid array”기술 구축
2. 환자-채취 세포외기질 물질 (ECM)을 활용한 기질세포의 공배양 시스템 구축
3. 환자-채취 종양의 3차원 체외배양 시스템 구축
- 뇌종양 미세환경 내 과발현된 히알루론산 기반의 세포외기질 기반 배양시스템 개발
4. 환자-채취 종양기반의 종양미세환경어레이 플랫폼 vs. 환자 종양 동질성 검증
- 마이크로어레이 기반의 종양미세환경어레이에서 배양된 환자채취 뇌종양세포 및 환자 종양 샘플 비교를 통한 동질성 검증 및 유사성 확인

■ 3차년도: 종양미세환경어레이 플랫폼을 활용한 다중표적항암제 검증 프로토콜 개발
1. 2주내 배양 가능한 맞춤형 다중표적항암제 검증용 “종양미세환경어레이 플랫폼”확립
- 종양미세환경 기반의 동시 배양 기술 구축
2. “종양구성세포 라이브러리” 및 “세포외기질 라이브러리” 구축 완료
3. 환자 대체용 종양미세환경어레이 플랫폼을 활용한 기존의 다중표적 항암제 검증 및 의료 현장 응용 프로토콜 제시

연구결과의 활용계획
■ 환자 개개인의 유전학적 정보와 임상학적 예후의 상관관계에 대한 정보를 이해하고 이를 바탕으로의 암의 진단 및 항암제를 이용한 치료방법의 개발에 기여
■ 진단, 치료 분야에서 혁신적인 바이오 칩 관련 원천기술 획득에 기여
■ 다양한 연구방법을 통한 연구내용의 검증과 새로운 기술도입의 완성으로 세계적 권위의 학술지에 게재가 가능하여 국내 바이오융합연구의 위상을 세계에 알리고 학문적 경쟁력을 통한 관련기술 국제화에 기여
■ 다양한 학제 간 융합 연구수행으로 이행성 연구 개발의 효율적 추진을 위한 모범적 인프라 구축 기여
→ 뇌종양 환자 정밀 암치료를 위한 새로운 접근법으로, 지적재산권 선점 가능
→ 개인 맞춤형 정밀 암치료를 위한 플랫폼을 이용하여 pipeline의 다양한 신약에 대한 임상적용 가능성을 높이고 신약 산업에 새로운 수요 기대 가능. 또한 뇌종양 이외의 다른 난치성 질환 치료에 활용 가능성이 높음.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Malignant brain tumor (glioma) is one of the most incurable cancers and shows high infiltration toward the surrounding normal tissue. Due to the remaining cells, the patients with brain tumor suffer from the high death rates. However, there is little improvement in survival rates

Purpose&contents
Malignant brain tumor (glioma) is one of the most incurable cancers and shows high infiltration toward the surrounding normal tissue. Due to the remaining cells, the patients with brain tumor suffer from the high death rates. However, there is little improvement in survival rates of glioma patients, thus novel therapeutic appraoch is needed. Here, we suggested multi-target anti-cancer drug screening platform for individual patients. For this purpose, we developed “tumor microenvironment array” platform, which enables the establishment of optimized protocol for personalized medication. Our biochip-based platform contribute to enhance the therapeutic efficacy, as well as reduce the side effects of anti-cancer drugs, suggesting a new protocol for clinical application.

Result
■ 1^st year: Establishment of patient-derived tumor microenvironment library
1. Collection and analysis of patient-derived tumor tissues using decellularization
2. Isolation of cancer/stem/stromal cells from patient-derived (pd) tumor tissues
3. Observation of pd tumorspheres & extracellular matrix (ECM) interaction

■ 2^nd year: Development of pd tumor microenvironment array platform
1. Development of organoid culture technique using pd cells and pd ECM
- Biomimetic microenvironment-based organoid array
2. pd ECM based cancer & stromal cell co-culture system
3. Construction of three-dimensional in vitro pd tumor cell culture system
- Hyaluronic acid (HA)-based ECM hydrogel culture system
4. Comparison of tumor-microenvironment array and patient-tumor sample
- Microarray-based analysis for evaluating similarity of tumor features

■ 3^rd year: Development of multi-target anti-cancer drug screening protocol
1. Establishment of high-throughput tumor microenvironment array platform
- High-throughput, fast technique for multi-target screening
2. Collection of pd tumor library & pd ECM library
3. Suggestion of clinical protocols using tumor microenvironment array platform
- Evaluation of multiple anti-cancer drug candidates

Expected Contribution
■ Understanding complexity and heterogeneity in patient-derived cells and their microenvironment, and suggesting the patient’s information-based personalized treatment
■ Contribution to developing biochip-based fundamental technique in cancer diagnosis and therapy
■ Introduction of novel techniques for developing tumor microenvironment array platform and consequent contribution to develop the related-academic fields
■ Contribution to build multidisciplinary, fusion research-based cooperation system and intrastructures
→ Suggestion of intellectual property as a novel, personalized, precise therapy for brain tumor patients, as well as other incurable diseases
→ Expectation of new industrial development for discovering the new anti-cancer drugs

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 15
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 17
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 30
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 31
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 32
• 8. 참고문헌 ... 33
• 9. 연구성과 ... 35
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 36
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 36
• 12. 기타사항 ... 36
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 37
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 47
• 끝페이지 ... 49