초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
뇌척수 손상으로 인하여 소실된 신경기능을 회복시킬 수 있는 치료기술은 개발되어 있지 않음. 줄기세포를 이용한 뇌척수 재생의 가능성이 제시된바 있으나, 이식된 줄기세포의 미흡한 생존/분화/축삭성장으로 인하여 새로운 기능적 신경회로 형성이 이루어지지 않음. 또한 손상 후 뇌척수 신경조직의 결손은 줄기세포 생존 및 신경세포 축삭성장을 억제하는 중요한 요인임. 본 연구에서는 척수손상 동물 모델에서 다기능 온도감응성 하이드로젤 기반의 줄기세포/유전자 복합전달 기술을 이용하여, 손상된 조직 재생의 지지체로 기능하

□ 연구의 목적 및 내용
뇌척수 손상으로 인하여 소실된 신경기능을 회복시킬 수 있는 치료기술은 개발되어 있지 않음. 줄기세포를 이용한 뇌척수 재생의 가능성이 제시된바 있으나, 이식된 줄기세포의 미흡한 생존/분화/축삭성장으로 인하여 새로운 기능적 신경회로 형성이 이루어지지 않음. 또한 손상 후 뇌척수 신경조직의 결손은 줄기세포 생존 및 신경세포 축삭성장을 억제하는 중요한 요인임. 본 연구에서는 척수손상 동물 모델에서 다기능 온도감응성 하이드로젤 기반의 줄기세포/유전자 복합전달 기술을 이용하여, 손상된 조직 재생의 지지체로 기능하고, 줄기세포 전달 및 유전자 전달 치료의 플랫폼으로서의 유효성을 검증하고자 하였음.

□ 연구개발성과
○ 하이드로젤의 손상된 척수조직 재생 및 세포외 기질 리모델링 확인
- 하이드로젤에 의한 낭포성 공동 억제 및 섬유성 세포외기질 형성 입증
- 하이드로젤에 의한 세포외기질 리모델링 기전 규명
- Imidazole기 탑재 하이드로젤에 의한 행동학적 기능회복 호전 및 축삭재생 유효성 검증
○ 유전자 조절을 통한 신경줄기세포 치료 효율 촉진 생체내 Proof of Concept(PoC) 확보
- 신경줄기세포 PTEN 억제를 통한 줄기세포 유래 축삭성장 촉진효과 규명
- IGF-1을 통한 이식 신경줄기세포 생존율 향상 및 전이(migration) 촉진 입증
○ 생체내 척수손상 모델에서 하이드로젤 유효성 평가 시스템 확립
- 생체내 척수손상 모델에서 하이드로젤에 의한 공동 억제효과평가를 위한 이미징 기법 확립
- 생체내 헉수손상 모델에서 하이드로젤에 의한 줄기세포 생존 및 축삭재생 유효성 평가 기법 확립
○ 다기능 하이드로젤에 의한 줄기세포 전달 효울 및 조직재생 효과 검증
- 유전자 전달 및 세포부착 기능이 탑재된 하이드로젤에 의한 줄기세포 전달 효율 평가
- 염증조절 기능기 탑재 하이드로젤에 의한 손상된 척수 조직재생 효과 검증
○ 대동물 척수손상 모델에서 하이드로젤에 의한 척수조직재생 유효성 확인

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 개발하는 기술은 원하는 줄기세포와 유전자의 다양한 조합을 가능하게 하여, 질환특이적, 환자특이적 맞춤형 줄기세포 치료기술 개발을 가능하게 함
○ 척수손상 이외에도 낭포성공동 혹은 조직결손을 동반하는 중추신경 손상에 적용이 가능하고, 뼈, 관절 등의 질환에도 널리 활용될 수 있음.
○ 아직 시장이 형성되어 있지 않은 줄기세포 전달 시스템 제품 개발을 선도할 수 있으며, 유전자 이외에 siRNA, 펩타이드, 항체, 약물 등의 다양한 치료물질과의 결합을 통한 확장성 있는 제품군 개발이 가능할 것임.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구 수행 내용 및 성과 ... 14
• 1. I-5 (Imidazole-poly(organophosphazene)) 하이드로젤에 의한 척수손상 후 낭포성 공동의 억제 ... 14
• 2. 하이드로젤에 의한 척수내 공동 억제에 관여하는 분자적 기전 조사 ... 14
• 3. 하이드로젤 I-5에 의하여 형성된 세포외기질 조사 ... 15
• 4. 하이드로젤에 의하여 전달된 신경줄기세포 생존/분화/축삭성장 평가기술 ... 17
• 5. 하이드로젤에 유효성 신속 평가를 새로운 이미징 기법 개발 ... 18
• 6. 줄기세포/유전자 복합치료기술 - PTEN 유전자 억제를 통한 이식된 줄기세포 생존 향상 및 줄기세포 유래 신경세포 축삭 성장 촉진 ... 19
• 7. 줄기세포/유전자 복합치료기술 - IGF-1R 유전자 조절을 통한 이식신경줄기세포의 생존, 전이, 기능적 회복 능력 조절 ... 21
• 8. 다기능 하이드로젤에 의한 이식 신경줄기세포 생존 및 전이 증진: 하이드로젤과 IGF-1 혼합주사 ... 25
• 9. 줄기세포 전달 효율 기능 향상을 위한 다기능 하이드로젤 유효성 검증 ... 26
• 10. 줄기세포 생착 및 유전자전달 다기능 하이드로젤의 유효성 평가 ... 28
• 11. 하이드로젤에 의한 손상 후 행동학적 기능 및 백질수초화 영향 조사 ... 29
• 12. 하이드로젤에 의한 척수조직 재생 유효성 검증 ... 30
• 13. 하이드로젤에 의하여 형성된 fibrotic matrix내로의 축삭재생 촉진 ... 31
• 14. 하이드로젤에 의한 섬유성 매트릭스 형성의 기전 연구 ... 34
• 15. 염증조절 기능기 부착 다기능 하이드로젤 유효성 검증 ... 36
• 16. 하이드로젤의 줄기세포/유전자 전달 최적화: 하이드로젤 농도에 따른 신경줄기세포 생존율 ... 37
• 17. 다양한 줄기세포 이식기술 확립 및 하이드로젤 치료기술 최적화 ... 38
• 18. 대동물 전임상 실험: 미니돼지 척수손상 모델에서 하이드로젤의 효과 검증 ... 43
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 56
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 57
• 붙임. 참고문헌 ... 58
• 끝페이지 ... 60