초록 ▼

□ 연구개요
인간 유도 만능 줄기세포 유래 조혈모 줄기세포의 안정적 분화기술법을 개발하고 면역결핍 생쥐를 이용하여 분화된 조혈모 줄기세포의 골수 내 생착, 면역체계 재건, 혈액세포의 기능 분석 등을 체내에서 검증하여 유도 만능 줄기세포 유래 조혈모 줄기세포의 기능성 확립을 검증하고 이를 이용하여 확립된 인간화 생쥐모델이 향후 재생의료에서의 세포치료제, 암 치료를 위한 약제개발, 세포치료연구, 암 미세 환경 연구를 위한 생체 내 플랫폼으로 실용화 되어질 수 있는지 조사하는 것이 목적임. 본 연구목적을 완성하기 위해 혈액세포의 분

□ 연구개요
인간 유도 만능 줄기세포 유래 조혈모 줄기세포의 안정적 분화기술법을 개발하고 면역결핍 생쥐를 이용하여 분화된 조혈모 줄기세포의 골수 내 생착, 면역체계 재건, 혈액세포의 기능 분석 등을 체내에서 검증하여 유도 만능 줄기세포 유래 조혈모 줄기세포의 기능성 확립을 검증하고 이를 이용하여 확립된 인간화 생쥐모델이 향후 재생의료에서의 세포치료제, 암 치료를 위한 약제개발, 세포치료연구, 암 미세 환경 연구를 위한 생체 내 플랫폼으로 실용화 되어질 수 있는지 조사하는 것이 목적임. 본 연구목적을 완성하기 위해 혈액세포의 분화개발법의 확립과 인간화 생쥐모델의 안정적 확립이 주요 연구내용의 목적임. 이를 위해 2017. 06. 01. ～ 2020. 5. 31.(32개월) 동안 연구비를 지원받아 연구한 내용의 결과는 다음과 같음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1년차 계획 - 유도 만능 줄기세포 이용 조혈모 줄기세포의 분화 기술법 확립, 분화 효율, 재현 검증
유도 만능 줄기세포 세포 주의 xeno-feeder-virus free media 안정된 조건 확립
FlK-1+Brachyuiry+ 중배엽 세포의 배양과 중배엽 세포 특성 규명. CD34, CD38, CD90, CD45RA, FlK-1, FlT-1, Brachyury 등의 발현을 조사와 hemangioblast assay, 마커 단백질 발현 (CD34, CD38, CD34, CD38, CD90, CD45)등을 포함 단백질 발현 조사와 골수 구계세포의 분화능 조사. 10,000 개세포로 CFU- assay 시행,
: Xenofree 상태에서의 안정적 혈액내로의 분화는 일단계 성공적으로 수행함. 또한, 골수구계 세포의 높은 빈도 등을 FACS 분석을 통해 확인함. 세포의 초기단계의 숫자대비 체외배양의 조건확립과 혈액리니지 세포의 생산 검증함. 생산된 세포의 CFU assay를 통해 중배엽확립, HE 확립, 혈액리니지세포의 분화검증함. 2018 Mol Cells. IF=3.077, 제 1 저자, 2020 Int J Stem Cells. 제 1저자 등에 일차년도 내용 논문게재함.

2년차 계획 - 분화된 조혈 줄기세포의 체내 기능 분석을 위한 인간화 생쥐모델의 확립 I. - 6-7주령 생쥐이용 조혈모 줄기세포의 골수로의 귀소능과 생착 추적조사. 18시간 내 골수에서 얻어진 세포로 인간의 혈액세포 귀소능 조사. 생쥐 골수 유래 인간 조혈모 줄기 세포이용 CFU-assay. 말초혈액이용 CBC 계수, 두 가지 인간화 생쥐모델에서의 단계 농축된 조혈모 줄기세포와 함께 P-selectin, E-selectin 재조합 단백질과 VLA-4 (integrin alpha 4)을 같이 주사하여 귀소능과 생착능의 증강정도를 비교 분석. 인간화 생쥐모델에서의 면역학적 재구성 조사. (CD45,CD3,CD56,CD16,CD8,CD4,CD19 etc), 골수 조직학적 비교 분석 - 굴맥관의 규칙성, 세포의 밀집도, 인간세포의 생착과 골수 내 위치 등 조사
: 2차 년도의 연구내용은 주로 인간화 생쥐모델의 확립이 주내용이며 인간화 생쥐모델의 안정된 확립과 이 모델을 통한 인간세포의 면역재건도 림프구계세포의 재건을 올리는 기술법까지 논문 (2020 Dev Rep. 제1 저자, 2020 Adv Exp Med Biol. IF=1.98. 교신저자) 과 특허출원 완료함.

3년차 계획 - 조혈 줄기세포 이용 인간화 생쥐모델의 실용성 조사. 생쥐 이용 암 유도 생체 내 면역세포의 활성도 조사 - K562 세포이용 혈액 암 유도 시 생쥐 체내 자연 살해 세포, T 세포 등의 면역세포의 활성도 조사. IFN-gamma, perforin, granzyme B 발현을 조사함. 체내 유래 후천성 면역세포 자극을 위한 co stimulatory 인자들, CD28/CD80, CD86, CD40L, CD40 등의 발현을 올리는지 혈청을 얻어 분석. 재생의료분야 활용성 검토 위한 생쥐 허혈 모델 이용 골수내 줄기세포, 대식세포의 augmentation 조사와 세포분비 사이토카인에 의한 치료효과 조사
: 3차 년도의 연구내용은 생성된 조혈모줄기세포를 인간화 생쥐모델에 주입하여 인간화 생쥐모델 이용 혈액원세포의 기능을 체내 검증하는 플랫폼으로의 모델의 효율을 조사하는 것이 주 내용이며, 이를 이용한 체외에서의 생산된 조혈모세포의 기능을 검증하였으나, 체내에서의 면역재건에는 실패함 (조혈모 줄기세포의 생성은 국내외를 막론하고 성공한 사례가 없음). 그러나, 대조군으로 사용된 cord blood 내 CD34 세포이용 면역의 재건이 완전히 안정적으로 확립되었기 때문에 향후 혈액세포의 성숙도를 고취하여 본 연구과제로 인한 인간화 생쥐모델을 바탕으로 시도할 가능성을 확보함. (2018, Adv Exp Med Biol. 제 1저자. IF=1.881) 논문에 이를 바탕으로 조사된 질환내 거핵구 세포 및 미세환경변화관련 내용 게재함.

□ 연구개발결과의 중요성
전분화능 줄기세포 유래 조혈모 줄기세포의 직접적인 세포 치료제로의 활용뿐 아니라, 이를 이용한 인간화 생쥐모델의 세포 원료로 사용 가능하게 하기 때문에 큰 의의가 있음. 조혈모세포의 생산이 중요한 이슈이나 인간화생쥐의 확립역시 이 못지않게 재생의학 내 drug screening 개발에 있어서도 중요한 이슈임. 본 연구는 모델을 통해 암 유도를 통한 질환모델이 가능하며 면역세포와 암세포의 상호작용을 실시간 조사할 수 있는 도구로 활용할 수 있다는데 큰 장점이 있음.
또한 현재 가장 연구 분야에서 각광받고 있는 전 분화능 줄기세포 유래 HLA KO를 시도하는 유전자 변형후 만들어진 분화세포들의 전 임상에서의 효과를 스크리닝할수 있는 유일한 수단이라 생각하기 때문에 인간화 생쥐 모델은 매우 중요함.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1. 1년차 계획 - 유도 만능 줄기세포 유래 중배엽 (hemangioblast) 의 확립과 분화효율, 재현성 검증 ... 5
• 2. 2년차 계획 - 분화된 조혈 줄기세포의 체내 기능 분석 ... 6
• 3. 3년차 계획 - 조혈 줄기세포 이용 인간화 생쥐모델의 실용성 조사 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10