초록 ▼

□ 연구개요
난치성 만성 장염인 염증성 장질환 치료에 고가의 바이오 신약들이 개발되어 임상시험이 수행되고 있지만 임상시험에서 효과가 없거나 치명적인 부작용을 나타내는 경우가 많음. 이는 염증성 장질환 병태생리에 대한 이해가 부족하고, 임상시험 전에 치료 효과 및 부작용을 예측할 전임상 모델이 부족하기 때문임. 본 연구에서는 다양한 생체모델을 통해 염증성 장질환의 병태생리를 파악하고 치료 타겟을 탐색하며, 실시간 빠른 치료 효과 측정을 위한 장세포 융합 나노 FET(Field-Effect Transistor)소자를 정립하여, 나

□ 연구개요
난치성 만성 장염인 염증성 장질환 치료에 고가의 바이오 신약들이 개발되어 임상시험이 수행되고 있지만 임상시험에서 효과가 없거나 치명적인 부작용을 나타내는 경우가 많음. 이는 염증성 장질환 병태생리에 대한 이해가 부족하고, 임상시험 전에 치료 효과 및 부작용을 예측할 전임상 모델이 부족하기 때문임. 본 연구에서는 다양한 생체모델을 통해 염증성 장질환의 병태생리를 파악하고 치료 타겟을 탐색하며, 실시간 빠른 치료 효과 측정을 위한 장세포 융합 나노 FET(Field-Effect Transistor)소자를 정립하여, 나노-바이오 융합기술 기반 염증성 장질환 치료 평가 플랫폼 으로 개발함으로써 치료 기술 개발 비용 및 시간을 최소화하고 치료 효과를 극대화하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제는 1단계(1, 2년차)로 염증성 장질환의 병태생리를 파악하고 새로운 치료 타겟을 탐색하며 장세포융합 나노FET소자를 개발함. 2단계(3년차)에서는 장세포융합 나노FET소자를 염증성 장질환의 생체 모델과 상호보완적으로 활용하여 염증성 장질환 치료 평가 플랫폼을 구축하고 새로운 치료기술 평가에 활용함.
○ 1차년도(염증성 장질환 병태생리 연구 및 나노 소자를 이용한 세포신호전달물질 검지기술 개발): 염증성 장질환의 치료 타겟 물질인 TNF-α 분비를 조절하는 iRhom2 유전자의 발현을 생체 모델에서 조사하고, iRhom2 유전자 결핍 마우스를 확보함. IL-10 유전자 결핍 마우스에서 스트레스 유발 모델과 Clostridium difficile 감염 모델을 구축함. 염증성 장질환 환자의 대장 생검 조직 및 대변을 수집함. 타겟 신호전달물질 항체를 확보하고 나노 소자를 이용한 검지기술을 개발함.
○ 2차년도(염증성 장질환 치료 타겟 탐색 및 장세포융합 나노FET소자 개발): iRhom2/IL-10 이중유전자 결핍 마우스를 생성하여 염증성 장질환에서 iRhom2의 작용기전 및 치료 타겟 가능성을 탐색함. IL-10 유전자 결핍 마우스의 질병 악화 모델에서 serotonin과 interferon-γ의 작용기전 및 치료 타겟 가능성을 파악함. 장세포융합 나노FET소자를 개발하고 특성을 연구함. 환자의 대장조직을 이용하여 iRhom2, serotonin 및 interferon-γ의 발현과 질병 활성도의 연관성을 평가함.
○ 3차년도(나노-바이오 융합기술 기반 염증성 장질환 치료 평가 플랫폼 확립 및 활용): 장세포융합 나노FET소자 어레이 시스템을 구축함. 장세포융합 나노FET소자를 이용하여 기존 치료제의 효능을 평가하고 생체 모델과 상호 검증하여 염증성 장질환 치료 평가 플랫폼을 확립하고, 치료 후보물질인 신약(Lupeol)의 작용기전 및 효능을 규명함.

□ 연구개발결과의 중요성
염증성 장질환의 치료 타겟 물질인 TNF-α 분비를 조절하는 iRhom2 유전자가 결핍된 iRhom2 mouse 모델을 구축하여 염증성 장질환의 병태생리를 파악하고 새로운 치료 타겟을 탐색하는 기반을 마련함. 또한 세계 최초로 iRhom2/IL-10 이중유전자 결핍 마우스를 개발하였음. 나노 소자를 이용하여 배양된 세포로부터 분비되는 신호전달물질을 실시간으로 검출하는 집적화된 세포융합 나노FET소자개발을 위해 항체 및 항원을 확보하고 고정화된 항체-센서를 개발하여 세포신호전달물질의 실시간 검지에 성공함. 장세포융합 나노FET소자는 나노테크놀로지와 메디컬 바이올로지가 융합된 세계 최초의 원천 기술로 자리잡을 것이며 특허출원 가능함. 이를 통합하여 나노-바이오 융합기술 기반 염증성 장질환 치료평가 플랫폼을 구축함으로써 한국형 신약의 효능을 빠르고 정확하게 평가하고 바이오 신약의 개발비용과 기간을 단축시켜 국내 바이오 의료산업이 한 단계 성장하는 원동력이 될 것이며, 염증성 장질환을 극복하고 국민 보건 향상에 기여할 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 가. 1차년도 (2015) - 염증성 장질환 병태생리 연구 및 나노 소자를 이용한 세포신호전달물질 검지기술 개발 ... 3
• 나. 2차년도 (2016)- 염증성 장질환 치료 타겟 탐색 및 장세포융합 나노FET소자 개발 ... 8
• 다. 3차년도 - 나노-바이오 융합기술 기반 염증성 장질환 치료 평가 플랫폼 확립 및 활용 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 35