초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
나노기술 기반 세포전환 기술을 통해 유도되는 유도만능줄기세포(iPSC; induced pluripotent stem cell)의 성립 안전성을 검증하고, 세포전환기술을 통해 분화된 기능세포들의 유효성을 입증할 수 있는 오믹스 분석방법을 개발함. 더불어 기능세포들의 분화기작에 대한 메커니즘을 밝힘.
ㅇ 세포전환기술을 활용한 유도만능줄기세포 유도 단계의 후성유전학(Epigenetic)연구를 통한 유효성 검증 및 검증 방법 최적화.
• 유도된 유도만능줄기세포들의 줄기세포화 과정에서, 유도 중인

□ 연구의 목적 및 내용
나노기술 기반 세포전환 기술을 통해 유도되는 유도만능줄기세포(iPSC; induced pluripotent stem cell)의 성립 안전성을 검증하고, 세포전환기술을 통해 분화된 기능세포들의 유효성을 입증할 수 있는 오믹스 분석방법을 개발함. 더불어 기능세포들의 분화기작에 대한 메커니즘을 밝힘.
ㅇ 세포전환기술을 활용한 유도만능줄기세포 유도 단계의 후성유전학(Epigenetic)연구를 통한 유효성 검증 및 검증 방법 최적화.
• 유도된 유도만능줄기세포들의 줄기세포화 과정에서, 유도 중인 유도만능줄기세포들의 표준 methylation 마커들을 단계별로 관찰하여 유도된 유도만능줄기세포들의 유효성을 검증.
• 기타 지역의 methylation 변화 관찰을 통한 해당 유도방법의 특이적인 methylation 마커를 발굴하여 해당 유도방법의 세포전환기술 유효성을 평가할 수 있는 독자적 유효성 검증 방법 발굴.
ㅇ 세포전환기술을 활용한 유도만능줄기세포 유도 단계의 염색체이상 연구를 통한 안전성 검증 및 검증 방법 최적화.
• 유도된 유도만능줄기세포에서 단일세포의 염색체 구조 및 수적 이상 관찰을 통해 유도만능줄기세포의 안정성 관찰.
• 세포전환기술들의 안정성 비교 및 최적의 안정성을 제공하는 세포전환기술을 평가.
ㅇ 세포전환 유도만능줄기세포로부터 분화된 기능세포들의 유효성 검증 방법 연구 및 검증 방법 최적화.
• 분화된 기능세포들의 RNA 발현 패턴 비교를 통한 기능적 동등성 관찰 및 검증
• 동등성 검증 방법의 최적화 및 실용화를 위한 비교 유전자군 선별가능성 평가
ㅇ 세포전환 유도만능줄기세포로부터 분화된 기능세포들의 분화 기작에 대한 메커니즘 연구.
• 분화된 기능세포들의 유전자발현 패턴을 분석하여 관련된 분화기작 메커니즘 발견.

□ 연구개발성과
ㅇ 세포전환기술을 통해 유도된 유도만능줄기세포들의 안정성을 확보할 수 있는 분석 방법 검증 및 최적화
ㅇ 유도만능줄기세포로부터 분화된 기능세포들의 기능적 동등성을 분석할 수 있는 분석 방법 검증 및 최적화
ㅇ 안정성 및 동등성 검증법 활용을 통한 최적 세포전환기술의 평가 시스템 확립

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
ㅇ 세포전환기술을 통해 유도된 유도만능줄기세포들의 안정성 및 유도줄기세포로부터 분화된 기능세포들의 동등성을 평가할 수 있는 실용적인 오믹스 시스템 (omics system)을 통해 줄기세포 연구분야에 유용한 검증 시스템을 제공 할 수 있으며, 세포의 안정성 및 유용성을 검증하는 유사 연구분야에서 검증 시스템 개발 및 실용화에 충분히 활용 가능할 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 7
• 가. 유전체 구조 분석을 통한 인간 유도만능줄기세포(iPSC)의 안정성 평가 ... 7
• (1)염색체 이상(Chromosomal abnormality) 관찰을 통한 유도만능줄기세포의 안정성 평가 ... 7
• (2)인간 유도만능줄기세포의 안정성 평가를 위한 각 단계의 검증 ... 7
• (3) 말초혈액 유래 PBMC의 인간 유도만능줄기세포 안정성 평가 ... 8
• (4) 소변유래 Urine cell의 인간 유도만능줄기세포 안정성 평가 ... 9
• (5) 성과 ... 10
• 나. 인간 유도만능줄기세포의 기능성 평가를 위한 발현 유전자 집단 선별 ... 11
• (1)성공적인 iPSC로의 전환 확인 ... 11
• (2) 인간 유도만능줄기세포의 유전자 발현 특징 ... 11
• (3) 성과 ... 15
• 다. 유도만능줄기세포(iPSC)의 기능성 평가를 위한 methylation 마커 선별. ... 15
• (1)Public methylation chip 데이터 분석을 통한 Stem cell core methylation 선별 ... 15
• (2)DMR(differentially methylation region)을 통한 iPS의 core methylation 지역 선별 ... 20
• (3)성과 ... 24
• 라. 유전체 분석을 통한 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell) 질(quality) 평가 마커발굴 ... 25
• (1)노화(senescence)와 관련된 중간엽줄기세포(MSC)의 세포치료제로서의 질을 평가하기 위한 마커 발굴 ... 25
• (2)차세대염기서열 (NGS) 분석을 통한 WJ-MSCs의 노화 상태에 따른 유전자 발현 변화 ... 25
• (3) WJ-MSCs의 노화(passage stage)와 correlation을 보이는 유전자 cluster들의 분석과 이를 통한 기능 마커 선별 ... 29
• (4) 성과 ... 33
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 35
• 3-1. 목표 ... 35
• 3-2. 목표 달성여부 ... 35
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 36
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 36
• 붙임. 참고문헌 ... 37
• 끝페이지 ... 39