초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
연구 목적
줄기세포를 원료로 하는 바이오제품 및 의약품 개발에 요구되는 간엽줄기세포 배양조건을 반영하는 1)단백질 및 대사 지표물질 패널을 구축하고, 이를 이용하여 2)안전하고 효율적인 대량 배양 시스템을 개발하고자 함. 더불어 3)간엽줄기세포 배양조건 및 분화능 평가가 가능한 대사 지표물질 모니터링 기술을 개발하여 4)무이종성 배양시스템을 구축하고 5) 줄기세포를 안전하게 이동할 수 있는 세포이동용 보존제를 개발하고자 함.

연구내용
• 대량배양용 배양액 개발
- 조직기원에

□ 연구의 목적 및 내용
연구 목적
줄기세포를 원료로 하는 바이오제품 및 의약품 개발에 요구되는 간엽줄기세포 배양조건을 반영하는 1)단백질 및 대사 지표물질 패널을 구축하고, 이를 이용하여 2)안전하고 효율적인 대량 배양 시스템을 개발하고자 함. 더불어 3)간엽줄기세포 배양조건 및 분화능 평가가 가능한 대사 지표물질 모니터링 기술을 개발하여 4)무이종성 배양시스템을 구축하고 5) 줄기세포를 안전하게 이동할 수 있는 세포이동용 보존제를 개발하고자 함.

연구내용
• 대량배양용 배양액 개발
- 조직기원에 따른 간엽줄기세포의 배지 최적화 및 증식용 배지 개발
• 배지 성능 평가
- 기존배지 혹은 상용화 배지 VS 신규배지 : 증식능과 분화능 중심
• 간엽줄기세포 배양액 대사물질 정량 및 정량비교
- 대사체 프로파일링
- 간엽줄기세포 단백체 및 대사물질 정량비교
- 최적배양조건 반영하는 지표발굴 및 모니터링 기술개발
• 무이종성 배양액 개발
- 혈청 대체물 선정, Suppliment 영양물질 선정과 조합
- 무이종성 배양을 위한 메트릭스 선정
• 무이종성 배양액으로 배양된 간엽줄기세포의 대사물질 정량 비교
- 배양조건에 따른 대사물질 정량비교
- 무이종성 배양조건을 반영하는 지표발굴 및 모니터링 기술개발
• 무이종성 배양액의 성능 평가
- 기존 혈청 배지와 무이종성 배지간의 세포 특성 분석
- 상용화 배지와 개발된 배지 비교 평가
• 상업화 및 임상 적용에 필요한 문제 해결 및 상용화
- 시제품 시험자 선정 및 외부기관 검증 자료 확보
- 대량배양 시스템 및 분화 시스템의 검증 및 상용화
- 임상 적용 가능한 무이종성 배양시스템의 상용화

□ 연구개발성과
• 대량배양용 배양액 개발
- 각 조직 기원에 따른 기본 배지 확립 2종이상, 대량 증식용배지 개발 1종이상 및 상용화, 매출
• 배양액 성능평가
- 증식능/세포노화, 분화능 관련 시험 프로토콜 확립과 관련 배지 1건 개발
- 객관적인 평가 자료 1건 확보
• 간엽줄기세포 배양액 대사물질 정량 및 정량비교
- 100여종 대상의 타겟 대사체 확인
- 간엽줄기세포 단백체 1,000개 이상 정량 비교와 최종 지표물질 선정
• 대량배양에 적합한 배양시스템 및 프로토콜 개발
- 배양용기 선정과 관련 프로토콜 확립 1건
- 재조합 Trypsin최적화 효소액 개발 1건 및 시제품 제작
• 무이종성 배양액 개발
- 혈청 대체물과 저분자 물질 발굴 1개 이상
- 무이종성 배양을 위한 메트릭스 조합 선정
• 세포이동용 보존제
- 특허 등록 1건, 보존제 1건 사용화
• 무이종성 배양액 성능 평가
- 상용화 배지와 비교 평가 문건 1건 이상
- 배양조건 반영하는 지표물질 모니터링기술 개발 1종 이상

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
○ 대량배양용 최적화 배양액 개발과 상용화
- 경쟁력있는 세포치료제 개발을 위한 기본적인 원동력
- 기존배양액보다 우수한 배지의 개발은 세포수 확보에 기여를 할 것임. 실제 당사의 세포치료제 개발에 적용중에 있음.
- 상용화하여 이미 매출로 연결되고 있으며 이는 국내 기술로 개발된 우수한 제품을 국내 연구자 및 사용자에게 제공함으로써 R&D자금의 해외 유출을 막고 국내 자립도를 높이는 효과를 가져올 것이라고 기대함.
- 줄기세포 배양요소 시장 확장에 따라 세포자원의 확보와 배양 시스템의 확립은 우수한 국내기술의 확보 뿐 만아니라 사회· 경제적인 이익을 얻을 수 있을 것임.
○ 무이종성 배양액 개발과 상용화
- 무이종성 배양시스템에 대한 관심이 높아진 상황에서 글로벌 기업을 중심으로 고가의 무이종 배양액을 포함한 배양요소가 속속 출시되고 있음.
- 국내기술로 무이종성 배양시스템을 개발함으로써 외산 제품대비 싸고 우수한 성능의 배양요소를 상용화하게 되었음.
- 현재 시제품을 개발하여 제공중에 있으며 전문기관의 검증을 받은 상황임.
○ 세포이동용 보존제 개발
- 2015년 현재 국내에는 4종의 세포치료제가 판매허가를 받았으며 40여종의 세포치료제가 임상 단계에 진입해 있는 상황에서 세포를 생존상태로 안전하게 이동하는데 필요한 보존제등에 대한 개발은 미흡한 상황임.
- 세포이동용 보존액이 개발될 경우, 국내에서 생산된 세포치료제를 동결보존과정 없이도 생산즉시 해외 이용자에게 전달할 수 있을 것이며, 보관기간이나 이동거리 등의 제한에서 어느 정도 벗어날 수 있을 것임. 이는 세포치료제와 같은 바이오의약품관련 시장과 연구개발 수준을 한 단계 진보시키는 역할을 할 것임.
- 이와 관련하여 국내·외 지적재산권을 확보함.
○ 배양시스템 개발에 오믹스 기술 적용
- 오믹스 기술은 줄기세포 대량 생산 시스템 개발 단계에서 많은 기여를 할것으로 예상되며 모니터링 기술 제공이 가능할 것임.
- 줄기세포 증식능, 분화능을 대표하는 지표를 모니터링하여 세포상태를 확인할 수 있는 단백체/대사체 바로 미터로 활용 가능함.
- 기초연구 측면에서 배양액 유래 배양액 성분에 따른 줄기세포의 특성을 파악할 수 있는 기전 연구 업적을 기대할 수 있음.
- 배양액에 대한 깊이 있는 이해와 기전을 바탕으로 한 최적 배지개발은 세포치료제 개발/활용보다 훨씬 빠른 상업화를 이룰 수 있음.
- 줄기세포 치료제 대량생산에 매우 중요한 QC방안으로서도 활용 가능

(출처 : 국문 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose&Contents
Purpose
1) Building a protein and metabolic indicator panel reflecting the mesenchymal stem cell culture conditions, and also to use this information 2) to develop an efficient mass culture system. In addition, it intended to establish a xeno-free culture system by developin

□ Purpose&Contents
Purpose
1) Building a protein and metabolic indicator panel reflecting the mesenchymal stem cell culture conditions, and also to use this information 2) to develop an efficient mass culture system. In addition, it intended to establish a xeno-free culture system by developing a metabolic indicator monitering techniques to assess the stem cell culture state and the development of the storage solutionfor stem cell delivery.

Content
• Development of culture medium for mass culture :Optimization of mesenchymal stem cell medium according to the tissue origin
• Evaluation of culture medium : proliferation and differentiation capacity
• Quantitative analysis of metabolites in the MSC cultured medium
- Metabolite profiling
- Quantification of protein and metabolites in the mesenchymal stem cells
- Development of monitering techniques that reflect the culture conditions
• Development of xeno-free medium
- Selection of serum replacement and metrics,
- Nutrient selection and combination
• Quantitative analysis of the metabolites of xeno-free cultured MSC
- Compare quantitative metabolites in accordance with culture condition
- Development of monitering techniques that reflect the xeno-free culture conditions and evaluation of xeno-free medium
- Analysis of cell characterization : traditional medium VS xeno-free medium
- Comparison of the commercialization medium and new xeno-free medium
• Commercialization strategy of developmental products
- Prototype and β-test, Obtain objective data
- Validation and commercialization of mass-culture and differentiation systems
- Commercialization of cliniclaly applicable xeno-free culture system

□ Results
• Development of medium for mass culture
- basal medium optimization according to the tissue origin at least two
- mass culture medium for mesenchymal stem cell at least one
• Evaluation of culture medium
- Establishment of proliferation and senescence-related testing protocols
- Development of medium for differentiation at least one
- objective assessment 1 case
• quantitative comparison of cell metabolites using the cultured medium of mesenchymal stem cell : more than 100 metabolites profiling and more than 1000 quantitative proteomics of mesenchymals stem cell
• development of culture system and protocols for mass culture
- selection of culture deviece and development of optimized enzyme one
• Xeno-free medium : Selection of serum replacements and small molecules
• Cell delivery vehicle : patent registration one thing, commercialization
• Evaluation of Xeno-free medium
- Documentation of assessment data
- Development of monitering technique and indicator at least one

□ Expected Contribution
• Optimized medium and commercialization for mass culture
- The basic driving force for development of competitive cell therapy products
- The development of high quality medium will be a contribution to obtain the number of cells and will outflows of R&D funds blocked through the commercialization of MSC culture system.
- Social and economic benefits
• Development of xenofree medium and commercialization
- Establishment of domestic technology
- Localization of the related products and economic effect
• Cell delivery vehicle
- There can be free from restrictions such as movement and storage period of human cell therapy products.
• Application of omics technology to develop culture systems
- The technique is used to verify the cell for stem cell therapy.
- Application of Quality Control

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1-1. 연구개발 목적 ... 9
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 9
• 1-3. 연구개발 범위 ... 13
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 23
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 89
• 4-1. 목표달성도 ... 89
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 90
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 91
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 93
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 94
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 94
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 94
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 95
• 11. 기타사항 ... 95
• 12. 참고문헌 ... 96
• 별첨4. 실적 증빙자료 ... 97
• 끝페이지 ... 103