초록 ▼

연구의 목적 및 내용
최종 목표: 실용화가 가능한 세포전환 원천기술 확립을 위하여, 신개념 세포전환 유도제의 안전성과 효율성을 최적화, 고도화함. 구체적 연구 목표는,
1) 신규 저분자화합물 기반 세포전환 유도제의 표적 단백질과 작용 기작을 규명함
2) 신규 저분자화합물 기반 세포전환 유도제의 구조 및 조성을 최적화함
3) 최적화된 세포전환법을 통해 다양한 치료용 세포를 생산함
4) 환자유래 체세포로부터 치료용 세포로 전환시킴
5) 전환된 세포의 품질 평가 기술을 확립함
6) 전환된 세포의 품질

연구의 목적 및 내용
최종 목표: 실용화가 가능한 세포전환 원천기술 확립을 위하여, 신개념 세포전환 유도제의 안전성과 효율성을 최적화, 고도화함. 구체적 연구 목표는,
1) 신규 저분자화합물 기반 세포전환 유도제의 표적 단백질과 작용 기작을 규명함
2) 신규 저분자화합물 기반 세포전환 유도제의 구조 및 조성을 최적화함
3) 최적화된 세포전환법을 통해 다양한 치료용 세포를 생산함
4) 환자유래 체세포로부터 치료용 세포로 전환시킴
5) 전환된 세포의 품질 평가 기술을 확립함
6) 전환된 세포의 품질 및 치료 효능을 평가함.
본 연구진은 선행연구를 통해, 세포분화 스크리닝 플랫폼을 구축하고 신규 저분자화합물 LDD1821을 발굴했음. 그리고 예비 연구를 통해 LDD1821은 세포 독성이 매우 낮고, 근모세포나 섬유모세포로부터 조골세포, 비만세포 등으로의 세포전환능이 우수함을 규명했음. 따라서, LDD1821을 기반으로 하며, 안전성과 효율성이 우수한 세포전환 기술 확립을 위해 다음과 같은 연구를 제안함.
1단계: 신규 저분자 화합물을 이용한 신개념 세포전환 기술 개발, 작용기전 규명 및 평가기술 확립
▶ 1차년도 목표: 신규 저분자 화합물인 LDD1821의 표적 단백질 규명
내용: 본 연구진의 선행 및 예비 연구에 의해 LDD1821의 결합 단백질로서 RNA methyltransferase(RNMT)가 분리됨. 이를 검증하여 LDD1821의 표적 단백질을 규명하고자 함. 또한 세포전환용 human tissue 확보 및 primary cell culture 확립을 목표로 하고 있음.
▶ 2차년도 목표 : LDD1821의 target-based optimization과 전환 세포 평가
내용: RNMT 저해 활성 평가 assay 시스템 확립 및 LDD1821 구조의 최적화 및 신규 LDD1821 유도체의 세포전환 활성 평가를 목표로 함.
▶ 3차년도 목표 : Human tissue 유래 체세포를 이용한 세포전환 및 세포 품질 평가
내용: 1, 2차 년도의 연구를 통해 최적화된 구조의 신규 화합물을 이용하여 세포전환을 유도하고, 세포 전환 능의 정량적 평가 및 전환된 세포의 품질 평가 수행 그리고 인간 체세포를 이용한 검증을 목표로 함.
2단계: 신규 저분자 화합물을 이용한 신개념 세포전환 기술의 효율, 품질 증진 및 최적화
<4차년도>목표 : 세포 전환 효율 증진: 저분자 화합물 세포전환 유도제의 최적화
내용: 1단계 연구에 의해 구조가 최적화된 신규화합물에 의한 세포 전환 효율을 최적화함. 화합물 처리 농도와 timing을 최적화하며, 작용 기전이 다른 화합물들과 병용 처리하여 시너지 효과를 높임으로써 세포 전환 효율 및 전환된 세포의 품질을 향상시킴.
<5차년도>목표 : 전환 세포의 안전성 검증 및 생체 내 유효성 평가
내용: 신규 화합물 처리에 의해 획득한 전환 세포의 genetic stability 검증. 또한, 전환 세포를 퇴행성 질환 동물 모델에 투여하여 치료 효능을 평가함.

연구개발성과
1) RNMT 저해 활성 평가 assay 시스템 확립: LDD1821과 타겟 단백질의 결합을 규명하였으며, LDD1821 유도체들을 합성하고 RNMT 저해 활성을 평가하였음.
2) RNMT 분자 설계를 기반으로 한 LDD1821 구조의 최적화: 단백질-리간드 도킹 프로그램인 Discovery Studio3.5 (Accerlys)의 CDOCKER 프로그램을 이용하였음. 최적화된 저분자 저해제 화합물을 도출하였음.
3) 신규 LDD1821 유도체의 세포 전환 활성 평가: 세포 전환 시스템을 이용하여 LDD1821 유도체들의 세포 전환 활성을 정량적으로 평가하였음.
4) 심장세포로의 세포 전환 및 생체 내 효능 평가: LDD1821을 피부 섬유아세포에 처리 후 심근세포 특이 유전자의 발현 증가를 확인하였음. Rat MI 모델에서의 LDD1821의 효능을 확인하였음.
5) LDD1821 및 유도체의 세포 독성 및 생체 독성 평가: 세포-기반 assay와 제브라피쉬 치어를 이용한 in vivo 독성 테스트를 수행하였음. AMES test 결과 유전 독성이 없음을 확인하였음.

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
1) 사회적: ▶다양한 퇴행성 질환을 치료하기 위한 안전한 세포 재료를 제공함.
▶저분자 물질을 이용한 경제적인 방법으로 세포치료용 세포를 얻을 수 있어 의료비 절감.
2) 학문적: ▶세포전환제 개발의 신규 화합물 및 신규 표적 제공: 퇴행성질환치료, 줄기세포학, 화학생물학 분야의 마일스톤 수립
3) 산업적: ▶ 유전자 도입 및 바이러스를 사용하지 않고, 저분자물질만을 이용한 세포치료제 생산기술을 확립: 경제적이며 안전하여 임상적용 가능성이 높아 산업화가 용이함.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2보고서 요약서 ... 3요약문 ... 4목차 ... 51. 연구개발과제의 개요 ... 62. 연구수행내용 및 성과 ... 143. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 34 3-1. 목표 ... 34 3-2. 목표 달성여부 ... 34 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 364. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 365. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 376. 연구개발성과의 보안등급 ... 377. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 378. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 389. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 3910. 기타 사항 ... 39붙임. 참고문헌 ... 39끝페이지 ... 40