초록 ▼

연구개요
본 연구는 광중합 기법을 이용한 3차원 면역세포 배양용 하이드로젤 기반 배양기질을 제조하고 이를 활용한 3차원 배양모델을 개발하는 것을 핵심 목표로 한다. 현재 면역세포의 3차원 배양 연구는 거의 시도되지 않고 있는데 이는 면역세포에 특화된 배양 기질에 대한 연구가 선행되지 않은 것이 주요한 이유인 것으로 사료된다. 따라서 본 연구는 기질 분해성 및 탄성 조절, 생리활성물질의 고정화, 복합구조화 등의 제조 기법을 티올-엔(thiol-ene) 광-클릭 반응(photo-click reaction)과 결합하여 면역세포 3차

연구개요
본 연구는 광중합 기법을 이용한 3차원 면역세포 배양용 하이드로젤 기반 배양기질을 제조하고 이를 활용한 3차원 배양모델을 개발하는 것을 핵심 목표로 한다. 현재 면역세포의 3차원 배양 연구는 거의 시도되지 않고 있는데 이는 면역세포에 특화된 배양 기질에 대한 연구가 선행되지 않은 것이 주요한 이유인 것으로 사료된다. 따라서 본 연구는 기질 분해성 및 탄성 조절, 생리활성물질의 고정화, 복합구조화 등의 제조 기법을 티올-엔(thiol-ene) 광-클릭 반응(photo-click reaction)과 결합하여 면역세포 3차원 배양용 하이드로젤을 제조하며 여러 생리학적 인자에 대한 면역세포의 반응을 관찰한다. 이를 통해 기존 2차원 배양 기법 대비 3차원 배양 환경에서 발견되는 면역세포의 특성을 규명한다. 최종적으로는 면역세포에 최적화된 3차원 배양 기법과 규명된 세포 특성을 활용하여 하이드로젤에 기반한 면역세포와 암세포의 3차원 공생배양 모델을 개발하는 것을 목표로 한다.

연구 목표대비 연구결과
당초 계획했던 연차 목표 및 세부 목표를 대부분 달성하였다. 1차년도에는 배양 기질의 분해성 및 탄성 조절에 따른 대식세포의 생리학적 거동을 분석하여 2차원 배양 세포와는 다른 세포 특성들을 발견함으로써 면역세포 3차원 배양의 유효성을 확인하였다. 2차년도에는 세 가지 생리활성 물질(콜라겐, 세포 부착유도 펩타이드, 베타-글루칸)을 배양 기질 내에 고정화하고 3차원 배양된 대식세포에 미치는 영향을 검증하였다. 3차년도에는 인간유래 단핵구의 3차원 배양 및 분화 연구를 통해 대식세포와 암세포주의 3차원 공생배양을 수행하였으며 공생배양된 대식세포의 암세포 증식 억제 효과를 검증하였다. 그 결과로 1차년도에 국외논문 1건, 2차년도에 국외논문 1건을 게재하였으며 특허 1건을 출원하였다. 추가로 2건의 논문이 국외학술지에 제출되어 검토 중이며 1건의 논문이 작성 중에 있어 1년 내에 당초 계획했던 정량적 목표를 모두 달성할 것으로 보인다.

연구개발결과의 중요성
면역세포는 체내에서 끊임없이 움직이며 역동적인 환경 변화를 겪음에도 불구하고 기존의 면역세포 배양 연구는 대부분 고정된 2차원 배양 환경에서 이루어져왔다. 이에 반해 본 연구는 하이드로젤 기질 내부에 대식세포를 3차원적으로 배양하고, 기질의 물성 조절 및 생리활성 물질 첨가에 따른 대식세포의 생리학적 거동과 분화 거동을 체계적으로 관찰한 첫 번째 사례이다. 대식세포 3차원 배양연구를 진행하는 과정에서 2차원 배양 세포에 비해 3차원 배양 세포에서 기질분해효소의 발현 및 염증매개물질의 발현이 증가하는 결과를 얻음으로써 3차원 배양 환경을 제공하는 것이 대식세포의 조직 내 이동과 면역기능의 활성화를 촉진할 수 있음을 확인하였다. 또한 세포외기질의 주요 성분인 콜라겐과 세포 부착유도 펩타이드, 그리고 대식세포를 표적으로 하여 생리 활성능을 보이는 것으로 알려진 베타-글루칸의 영향을 3차원 배양 기질 내에서 관찰한 것은 유사 사례가 보고되지 않은 새로운 시도라고 할 수 있으며, 도출된 실험 결과는 기존에 TCP를 이용한 체외 배양 연구에서는 알려지지 않았던 대식세포의 새로운 특성들로 여겨진다. 본 연구 결과들은 면역세포가 부착의존성이 낮은 세포임에도 불구하고 주변의 구조․생리학적 환경에 따라 다른 특성을 나타낼 수 있음을 밝히고 있으며 대식세포외의 다른 면역세포에게도 3차원 배양 기법이 적용될 필요가 있음을 시사한다. 또한 연구 결과는 실제 3차원 구조의 체내에서 조직의 물리적 특성 및 생리활성 물질이 면역세포에 미치는 영향을 연구하기에 기초 자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다. 뿐만 아니라 대식세포 3차원 배양 기법을 암세포와의 공생배양에 적용함으로써 최근 주목받고 있는 종양연관대식세포 연구 분야 또는 면역세포를 이용한 질병치료요법의 개발 분야 등에서도 면역세포의 3차원 배양 기법이 활용될 수 있는 무궁무진한 응용가능성을 확인할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-1. 기질 분해성 및 탄성에 따른 3차원 환경에서의 면역세포 거동 분석 ... 4
• 2-2. 생리활성 물질을 이용한 하이드로젤 제조 및 3차원에서의 면역세포 거동 분석 ... 6
• 2-3. 인간유래 면역세포주와 암세포주의 3차원 공생배양 모델 확립 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• [붙임1] 대 표 연 구 실 적 ... 17
• 끝페이지 ... 20