초록 ▼

□ 연구개요
- 항암제 개발 초기단계의 유효성 평가에 주로 사용되는 in vitro 2D 세포배양 모델은 고형암의 조직병리학적 특성을 반영하지 못하여, 임상적 유효성이 반영된 결과를 얻기 어려움.
- 종양의 구조와 이질적 세포상호작용 등의 종양미세환경적 특징이 재현되는 3D 암조직 모델과 이에 기초한 유효성 평가기법을 이용하는 것이 최선의 전략임.
- 본 연구는 종양세포와 종양미세환경의 주요 인자인 세포외기질, 종양섬유아세포 및 종양면역세포를 3D로 동시 공배양하여 in vitro 암조직 모델을 수립하고 항암효능 평

□ 연구개요
- 항암제 개발 초기단계의 유효성 평가에 주로 사용되는 in vitro 2D 세포배양 모델은 고형암의 조직병리학적 특성을 반영하지 못하여, 임상적 유효성이 반영된 결과를 얻기 어려움.
- 종양의 구조와 이질적 세포상호작용 등의 종양미세환경적 특징이 재현되는 3D 암조직 모델과 이에 기초한 유효성 평가기법을 이용하는 것이 최선의 전략임.
- 본 연구는 종양세포와 종양미세환경의 주요 인자인 세포외기질, 종양섬유아세포 및 종양면역세포를 3D로 동시 공배양하여 in vitro 암조직 모델을 수립하고 항암효능 평가기법을 수립하였음. 본 모델은 효율적인 선도물질 도출을 위한 스크리닝계로서 활용 가치가 매우 큼.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 암세포구상체-기질세포의 삼차원 공배양계 수립 및 이미징 방법 수립
- 3가지의 플랫폼 (ULA 플레이트, 미세유체칩, 미니필라 어레이)을 사용하여 암세포구상체-기질세포 삼차원 공배양계를 수립하였으며, 각 플랫폼에 따라 배양조건을 최적화함.
- 기질세포로서 암섬유아세포와 암대식세포를 암세포 구상체와 동시 공배양함.
- 암섬유아세포와의 공배양계: 인체 췌장암 세포와 췌장성상세포 혹은 간암 세포와 간성상세포를 공배양하여 암구상체-암섬유아세포의 공배양계를 형성함.
- 종양대식세포와의 공배양계: 인체 췌장암세포와 M2 대식세포를 기질에 포매하여 공배양모델을 수립함.
- 암섬유아세포-종양대식세포와의 삼중 공배양계: 췌장암 세포-췌장성상세포-대식세포의 동시배양 조건을 최적화하여 췌장암에 대한 3D 삼중배양 모델을 수립함.
- 암구상체의 이미징을 위한 조직투명화 기법 수립: 배양된 조직 샘플에 조직투명화 기법을 적용하여, 면역염색용 항체의 투과 범위를 증가시키고 3D 이미징 범위를 최대로 확대함.
표현형과 분자생물학적 표지자들의 정량적 다중 분석을 가능하게 함.
2. 생체 암조직 특성 재현 수준 검증 (암세포와 기질세포의 상호작용 및 기질 리모델링)
- 수립한 3D 공배양계에서 세포의 형태학적 특징과 세포내 단백질 및 세포외기질 단백질의 발현양상을 분석하였고, 암세포-기질세포 상호작용이 가능한 조건하에서 생체 암조직의 특성이 모사됨을 확임함.
- 기질세포(암섬유아세포 또는 대식세포)와 공배양된 암세포는 세포증식, 구상체 형성능, 상피간엽이행(EMT) 및 기질 리모델링 양상에서 생체 암조직에 유사한 특성변화를 보였음. 간암과 췌장암 조직배양모델에서 확인함.
- 암섬유아세포-종양대식세포-암구상체의 삼중 공배양 모델도 생체 암조직에 유사한 특성변화를 보였음. 이중 공배양계에 비교하여 상피간엽이행(EMT) 관련인자 발현이 추가적으로 상승이 확인되어, 삼중배양에 의해 생체 모사도가 개선됨을 확인함.
3. 암세포구상체-기질세포 공배양계에서의 약효 평가법 수립 및 적용
- 공배양 모델에서 젬시타빈 및 파클리탁셀에 노출된 암세포구상체 및 췌장성상세포의 생존활성, 침윤 및 이동능 변화에 대한 평가 방법과, 기질의 농도 및 형태구조학적 변화에 대한 평가 방법을 수립함.
- 약물 처리에 따라, 상피간엽이행 인자발현과 분비 단백질의 수준 변화가 동반됨을 확인함.
- 췌장성상세포 또는 종양면역세포와 공배양된 암세포에서, 약물에 대한 내성이 추가적으로 상승함을 확인 함.

□ 연구개발결과의 중요성
- 다세포구상체를 기반으로 하여 수립된 3D 공배양 암조직 모델은 현재까지 개발된 모델 중생체암조직의 특성을 가장 근사하게 구현하는 생체모사형 모델이므로 선도물질 도출 또는 최적화에 활용하여, 비임상연구 데이터의 임상적 관련성을 높임으로써, 항암신약개발 및 항암타겟 발굴 과정의 효율성과 성공률을 제고 할 수 있을 것으로 기대 됨.
- 항암효능을 좌우할 수 있는 암조직 투과/전달을 동시에 평가할 수 있으므로, 선도물질의 약동학과 약력학적 특성에 대한 데이터를 개발 초기단계에서부터 동시에 수집하고 개발에 활용할 수 있음.
- 상당한 기간과 비용이 들어가는 동물모델을 대체할수 있는 실험모델로서, 전임상개발단계에서 상당한 비용 및 기간 절감을 이룰 수 있을 것이라 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 연구의 최종목표 ... 5
• 1-2. 연구의 필요성 ... 5
• 1-3. 국내외 연구동향 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 1. 공배양 플랫폼의 선정 및 개발 ... 8
• 2. 공배양계의 특성 조사 및 약효평가법 수립 ... 9
• 3. 종양구상체의 3D 고효율 이미지 분석을 위한 조직투명화 기법의 개발 및 적용 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 22
• 대표적 연구실적 ... 27
• 끝페이지 ... 41