초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 개요는 선택형 펩타이드를 활용하여 배양안정성이 확보된 고기능성, 고순도 줄기세포를 확립하고, 이의 생체이용률을 극대화하고자 연구를 수행하는 것이며, 세부목표는 다음과 같음.
○ 장기간 배양기간을 거친 배양적응 미분화 모델 줄기세포 (골수, 편도선 줄기세포)를 확립하고, 다중오믹스 분석을 통해 잠재적 변이원성 가능성이 높은 배양적응 특이적인 바이오마커를 선발함.
○ 세포투과성 펩타이드를 선발된 바이오마커와 융합하여 융합펩타이드를 제조, 활용함으로써 배양안정성이 높은 고기능성 줄기세포 확보함.

□ 연구개요
본 연구의 개요는 선택형 펩타이드를 활용하여 배양안정성이 확보된 고기능성, 고순도 줄기세포를 확립하고, 이의 생체이용률을 극대화하고자 연구를 수행하는 것이며, 세부목표는 다음과 같음.
○ 장기간 배양기간을 거친 배양적응 미분화 모델 줄기세포 (골수, 편도선 줄기세포)를 확립하고, 다중오믹스 분석을 통해 잠재적 변이원성 가능성이 높은 배양적응 특이적인 바이오마커를 선발함.
○ 세포투과성 펩타이드를 선발된 바이오마커와 융합하여 융합펩타이드를 제조, 활용함으로써 배양안정성이 높은 고기능성 줄기세포 확보함.
○ 융합펩타이드로 선별된 고기능성 줄기세포의 생체이식 안정성 및 효능을 조사함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 장기 배양적응 미분화 모델 줄기세포의 배양조건 확보 및 특성조사
• 배양적응 단계별 (계대기간별)로 모델줄기세포를 배양 확보함: 배양초기 계대와 다양한 배양 기간별로 미분화 줄기세포를 확보하였음 (골수 및 편도선 줄기세포).
• 배양기간별 배양적응 미분화 줄기세포능 확인: Stemness 표지자 확인 및 FACS 기법을 이용한 미분화 줄기세포 표지자 발현 변화를 조사하였음 (CD19, CD34, CD45, CD117, CD130 등).
○ 다중오믹스 (MultiOmics) 기반 고기능성 줄기세포 선별용 바이오마커 선정
• 바이오마커 선별 및 분류: MultiOmics기법을 활용하여 동일한 조건에서 다양한 분자 수준의 정보를 통합, 배양적응 미분화 줄기세포의 배양기간별 유전자/단백질 변화를 조사, 바이오마커를 선별하였음.
• 이들 중, 특히, GRP78 및 관련 조절인자의 변화조사를 포함하였음.
○ 바이오마커-펩타이드 융합체의 제조 및 특성 조사
• 선택형 펩타이드로는 세포투과성 펩타이드 (저분자량 프로타민 low molecular weight protamine, LMWP)를 사용하였음.
• 바이오마커-펩타이드의 화학적 융합체를 제조하고, 이들의 in vitro 안정성 및 효능을 조사함.
• 제조한 융합체를 줄기세포에 처리하여 세포에서의 분포변화 즉, 세포 표면, 세포질, 핵부위 등의 cellular distribution을 조사하였음.
○ 바이오마커-펩타이드 융합체에 의한 줄기세포 선별능 조사 및 고기능성 줄기세포의 확보
• 배양기간별로 확보한 줄기세포에서 융합체에 의해 선별된 세포수 및 선별효율을 조사하였음.
• 융합체로 선별된 줄기세포의 유전적 안정성을 조사하였음.
○ 바이오마커-펩타이드 융합체의 분화에 미치는 효능 조사
• 고기능성 줄기세포 선별군과 혼합군에서의 분화효능 비교: 융합체를 사용하여 선별되어 고순도, 고기능성인 줄기세포를 이용하여 분화시킨 경우와 (선별군), 선별되지 않고 혼재된 상태의 줄기세포를 이용하여 분화시킨 경우 (혼합군)의 분화 효율의 차이를 조사/비교함. 분화유도는 다분화능줄기세포 특징인 osteogenesis, adipogenesis, chondrogenesis의 효율을 조사하였음.
○ 바이오마커-펩타이드 융합체의 생체내로의 이식 안정성 조사: 선별군과 혼합군 줄기세포를 마우스에 피하투여로 주입한 뒤, 장기간 추적조사 (6개월)를 통해 종양원성 및 염증반응, 장기독성 (간, 신장), 조직병리학적 검사를 조사하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 수행함으로써 산출된 결과물은 다음과 같은 학문적, 기술적, 정책적인 중요성을 가짐.
○ 학문적 중요성
￭ 펩타이드 기반 기술을 토대로 장기간 배양적응된 줄기세포 특이적인 표적물질 융합체를 제조, 활용함으로써 고순도, 고기능성 미분화 줄기세포를 선별하는 최초의 연구이므로, 융합기술을 통해 고기능성 모델줄기세포의 확보 및 기능성과 안정성 증진을 위한 기반연구로써, 이로부터 획득한 결과는 줄기세포 생물학, 발달학, 발생학, 내분비학, 혈관생물학, 정보학, 나노물질학 등의 학제간 융합연구발전에 기여할 수 있을 것임.
○ 기술적 기대효과
￭ 융합펩타이드를 활용하여 변이원성 미분화 줄기세포의 혼재비율을 최소화할 수 있으며, 미분화줄기세포 유래 세포치료과정에서의 유전체 변이로 인한 종양형성 위험성을 검증하는 안전관리 기준 및 품질평가법 수립에 기초 자료를 제시할 수 있을 것임.
○ 정책적 기대효과
￭ 줄기세포치료제 인허가 관련 규제: 줄기세포 치료제의 관리, 평가, 인허가 등과 관련된 분야에서 역시 본 과제 수행으로 개발된 펩타이드 소재를 인허가 지표물질로 적극 활용할 수 있을 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)