초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
• 다양한 난소기능부전 동물 모델을 제작 및 검증
• 태반유래 중간엽줄기세포 배양법에 따른 2D naive 세포와 3D spheroid 형태로의 난소기능부전 동물모델로의 이식
• 국소투여 및 전신투여 등과 같은 이식 경로로의 이식
• 줄기세포 이식에 따른 난소조직으로의 정착율 비교
• 줄기세포 이식에 따른 난소기능 개선 효과 및 치료 기전을 규명함으로써 태반유래 중간엽줄기세포의 이식에 난소의 기능 회복과 이식한 줄기세포가 난소에 미치는 영향 분석함으로써 난소질환 특이적 줄기세포치료

□ 연구의 목적 및 내용
• 다양한 난소기능부전 동물 모델을 제작 및 검증
• 태반유래 중간엽줄기세포 배양법에 따른 2D naive 세포와 3D spheroid 형태로의 난소기능부전 동물모델로의 이식
• 국소투여 및 전신투여 등과 같은 이식 경로로의 이식
• 줄기세포 이식에 따른 난소조직으로의 정착율 비교
• 줄기세포 이식에 따른 난소기능 개선 효과 및 치료 기전을 규명함으로써 태반유래 중간엽줄기세포의 이식에 난소의 기능 회복과 이식한 줄기세포가 난소에 미치는 영향 분석함으로써 난소질환 특이적 줄기세포치료제 개발관련 초석을 구축하고 새로운 난소기능 개선 치료기술을 개발하고자 함
• 이를 통해 난소기능 개선 치료기술 관련 원천 기술을 확보하고 나아가 줄기세포 치료제 개발 및 조직 재생 분야의 세계적인 선도 기술 구축을 목표로 함
• 여성의 난소 기능은 나이가 증가함에 따라 자연스럽게 저하되어 임신 능력이 감소하는데, 사회적으로 여성의 초혼과 초산 연령의 증가로 난임이 증가되고 있음
• 현재 난소기능부전 치료는 주로 호르몬 치료법을 사용하나 일시적인 방법으로 이를 장기 투여할 경우 암이나 혈관 질환 같은 합병증을 유발할 수 있음
• 본 연구는 이런 문제점을 해결하기 위해 최근에 재생의학 및 세포치료제 분야에 사용되는 줄기세포를 이용하여 난소기능 부전을 치료하는 방법을 연구하고자함
• 노화에 의해 난소 기능이 저하된 늙은 쥐에 태반유래 중간엽줄기세포를 이식한 후 효능 검증
• 노화 동물의 난소 기능 회복과 난포 발달 관련 중요 인자 발굴

□ 연구개발성과
본 과제는 다음과 같은 세부 목표를 설정하고 각 기술의 연계를 통하여 최종 목표를 달성하였음
• 다양한 난소조직 절제술에 의한 나소기능부전 동물모델 제작 후 혈액내 E2 농도 및 AMH, FSH 등과 같은 호르몬 분석과 조직 내 난포성숙 및 발달관련 유전자 발현 분석, 그리고 난소조직에서의 성숙난포 수 분석을 통하여 제작된 난소기능부전 동물 모델 검증 완료함.
• 태반유래 중간엽줄기세포의 2D, 3D 배양법에 따른 stemness 마커 분석을 통하여 최적의 배양조건을 구축하였음
• 태반유래 중간엽줄기세포를 검증된 난소기능부전 동물모델로의 이식 후 치료효능을 혈액학적, 분자생물학적, 조직학적 분석을 통하여 치료 효능을 분석하였고, 이식형태, 이식경로별 효능의 차이를 이식한 줄기세포의 정착율 및 human specific Alu seq. 유전자 발현을 분석하여 최적의 이식법을 검증하였음.
• 줄기세포 이식 후 난포형성 및 난소기능관련 유전자 발현을 및 조절 기전을 분석함으로써, 난소기능 개선 기전을 분석 완료하였음
• 태반유래 중간엽줄기세포의 세포치료제 활용의 최적화 검증을 위한 single therapy와 multiple therapy의 효능 비교 분석
• 난소 내 난포발달과 난자성숙 기능 관련 마커 발굴과 조절 기전을 규명함으로써, 난소기능부전의 진단, 치료, 그리고 예측 활용 가능한 난소 특이적 바이오마커를 발굴함
1) 태반유래 중간엽줄기세포 기반 노화 난소의 난포발달과 난소기능부전 개선에 영향을 주는 주요 유전자 선별 및 기능 검증
2) 태반유래 중간엽줄기세포 이식 후 노화 동물 혈청 내 존재하는 circulating miRNAs중 난소기능부전개선 및 노화 억제 관련 miRNA를 바이오마커로 발굴
• 태반유래 중간엽줄기세포 이식 후 노화 억제에 미치는 영향 분석
• 노화동물의 대사체 변화에 미치는 줄기세포의 영향 분석
• 자연적인 노화에 의한 생식력 감소 된 늙은 쥐를 사용하여 실험을 진행하여 결과를 도출함으로써 난소 기능 부전 및 폐경여성을 위한 줄기세포 연구의 동물모델 제시
• 태반유래 중간엽줄기세포 이식에 따른 난소의 기능 회복 및 이식한 줄기세포가 난소에 미치는 영향을 조직 공학적 기술들을 이용하여 관찰
• 2D에서 CD-1과 늙은 생쥐의 난소에서 분리된 난포들로부터 체외에서 배양하여 성숙난자와 체외수정(in vitro fertilization)을 통하여 배아를 생성할 수 있는 시스템 확립
• 미세유체칩을 기반으로 하는 인공난소를 개발하기 위해 미세유체칩 디자인 및 제작의 원천 기술을 확립
• 실험동물의 난소를 이용하여 줄기세포에 의한 난포발달 및 난자성숙에 미치는 기전에 관련된 여러 후보물질의 기능 및 기전을 분석
• 본 연구 내용을 해외학회에 발표 및 특허출원하였고 이에 대한 내용은 해외학회지 논문 개제를 위해 준비 중임

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
• 현재 우리나라에서 매우 빠른 속도로 일어나고 있는 저출산과 고령화, 이 사회적 문제는 여성의 초혼과 초산 연령이 증가함과 맞물려 난임율의 급격한 증가로 이어지는데, 이러한 난임 여성에게 보다 안정적인 세포치료제로써 줄기세포를 이식하여 난소의 기능을 회복하고 노화의 속도를 지연시킨다면, 본 연구의 결과는 난소기능부전을 치료하고 나아가 중장년 여성 갱년기 문제점의 해결책으로서 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대함
• 생식의학, 줄기세포 생물학, 조직 공학과의 다학제적인 융합연구는 기존의 생식의학이 안고 있는 문제점들을 다른 각도로 바라보고 해결하려는 시도로써 앞으로 난소기능부전 및 폐경여성 연구에 활발하게 응용될 것임
• 난소기능을 향상시킬 수 있는 유용한 세포치료제의 발굴과 기능연구를 통한 난소 기능부전의 병인학적 기전을 규명함으로써, 현재까지 적절한 치료방법이 없는 조기난소부전 및 암치료 등에 의한 난임, 갱년기 폐경여성의 보건의료에까지 매우 다양한 연령대의 수많은 여성에게 새로운 패러다임의 치료법으로 활용을 기대함
• 줄기세포의 치료 효능 극대화를 위한 이식경로 및 이식 최적화 기술 분석은 난소 기능부전 뿐 아니라 기타 퇴행성 혹은 난치성 질환에 범상용화 가능한 세포치료제 계발로도 연계될 수 있음
• 현재, 기능강화 태반유래 중간엽줄기세포 기반 난치성 갑상샘안질환 세포치료제 개발을 위해 한림제약 (주)으로의 naive 태반유래 중간엽줄기세포에 대한 기술 이전을 진행하고 있는 상황으로, 본 연구개발의 성과는 다른 퇴행성 질환 세포치료제 개발로 시너지한 효과를 창출할 수 있다고 사료 됨.


(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 가. 줄기세포·재생의료는 미래 핵심 유망기술 ... 7
• 나. 성체줄기세포를 이용한 치료제 개발 가능성 증대 ... 7
• 다. 새로운 줄기세포 자원으로써의 태반 줄기세포의 장점 ... 8
• 라. 난소기능부전 치료를 위한 세포치료제 개발의 중요성 ... 8
• 마. 원시난포의 난포발달 재개를 위한 세포치료제 개발의 필요성 ... 12
• 바. 조직공학, 생체재료와 미세유체칩을 이용한 생체 모방형 인공난소 개발의 필요성 ... 13
• 사. 체외 난소기능부전 모델로써 생체 모방형 인공 난소의 도입 필요성 ... 14
• 아. 세포치료 모니터링을 위한 치료효능 예측용 마커 발굴의 중요성 ... 14
• 자. 국내, 외 연구 /기술 수준 및 시장 동향 ... 15
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 16
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 32
• 가. 목표 ... 32
• 나. 목표 달성여부 ... 32
• 다. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 36
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 37
• 가. 활용계획 ... 37
• 나. 기술적 활용방안 ... 37
• 다. 경제 산업적 활용방안 ... 38
• 붙임. 참고문헌 ... 39
• 끝페이지 ... 40