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연구개요
단일 줄기세포의 2차원, 3차원 정밀 분석 시스템을 개발하고, 이를 최근 활발히 연구되고 있는 3차원 스페로이드 제작 및 스페로이드 내 단일 세포수준의 세포 기능성 및 분화도 정밀 분석 기술을 최종 개발하고자 함. 세부 연구 목표는 아래와 같음.
1) 인간 지방유래 간엽줄기세포의 2차원적 분석 기술 개발
2) 라만 매핑 기술 기반 인간 지방유래 간엽줄기세포의 3차원 분석 기술 개발
3) 3차원 라만 매핑 기술을 이용한 줄기세포 스페로이드 분화 모니터링 기술 개발

연구 목표대비 연구결과

연구개요
단일 줄기세포의 2차원, 3차원 정밀 분석 시스템을 개발하고, 이를 최근 활발히 연구되고 있는 3차원 스페로이드 제작 및 스페로이드 내 단일 세포수준의 세포 기능성 및 분화도 정밀 분석 기술을 최종 개발하고자 함. 세부 연구 목표는 아래와 같음.
1) 인간 지방유래 간엽줄기세포의 2차원적 분석 기술 개발
2) 라만 매핑 기술 기반 인간 지방유래 간엽줄기세포의 3차원 분석 기술 개발
3) 3차원 라만 매핑 기술을 이용한 줄기세포 스페로이드 분화 모니터링 기술 개발

연구 목표대비 연구결과
1. 인간 지방유래 간엽줄기세포의 2차원적 분석 기술 개발 (100%)
· 슬라이드 글라스, 보로실리케이트 글라스, 쿼츠 기판 대상으로 배양 및 라만 분광 테스트 수행 하였으며, 쿼츠 기판에서 신호 간섭 최소화 성공
· 신호 간섭이 최소화 된 쿼츠 기판에서 지방 및 뼈세포로 줄기세포 분화 성공
· 뼈세포, 지방세포, 줄기세포의 라만분광 및 이미지 기반 구분 성공
2. 라만 매핑 기술 기반 인간 지방유래 간엽줄기세포의 3차원 분석 기술 개발 (100%)
· 3차원 상에서의 비표지 세포 형상 취득 성공
· 단일 분화 세포 산출물 (뼈세포 산출물 (HA) 및 지방세포 산출물) 라만 맵 작성 및 분화도 정량 분석 성공
3. 3차원 라만 매핑 기술을 이용한 줄기세포 스페로이드 분화 모니터링 기술 개발 (100%)
· 2가지 다른 방법 (hanging drop 및 parafilm method)를 이용하여 3차원 스페로이드 형성하고, 형성된 스페로이드의 성장기간에 따른 크기 및 커버리지를 분석
· 면역 염색법을 이용한 스페로이드 내 줄기세포의 분화도 분석
· 줄기세포 스페로이드의 3차원 라만 매핑 이미지 확보
· 분화 후, 선정된 비표지 라만 마커를 이용한 스페로이드 내 단일 세포 분화 양상 분석에 성공하여 단일 세포 3차원 라만 매핑 기술 기반 간엽줄기세포 스페로이드 분화 분석 기술 최종 개발함

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
· 본 연구에서 개발된 줄기세포의 분화 제어 및 모니터링 기술은, 고품질, 고균일 줄기세포 스페로이드 배양을 가능하게 하고, 줄기세포 스페로이드 기반 약물 스크리닝 기법을 혁신할 수 있는 가능성을 지니고 있음
· 특히 2차원 세포 배양 분석 시스템의 생체 대응성이 떨어지는 문제를 해결하고자 3차원 세포배양 분석 시스템에 대한 많은 연구가 진행됨
· 본 연구에서 개발된 3차원 라만 매칭 기술을 이용한 줄기세포 스페로이드 분화 모니터링 기술은 비파괴적으로 스페로이드의 분화 정도를 분석할 수 있을 뿐 아니라, 3차원 세포 배양 및 광학 분석 기술을 결합한 고균일 3차원 세포 배양시스템 개발에 활용이 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 최종 목표 ... 4
• 1-2. 연구내용 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-1. 인간 지방유래 간엽줄기세포의 2차원적 분석 기술 개발 ... 6
• 2-2. 라만 매핑 기술 기반 인간 지방유래 간엽줄기세포의 3차원 분석 기술 개발 ... 7
• 2-3. 3차원 라만 매핑 기술을 이용한 줄기세포 스페로이드 분화 모니터링 기술 개발 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 1) 3차원 라만 매핑 기술을 이용한 줄기세포 스페로이드 분화 모니터링 기술 ... 15
• 2) 2차원 물질 정밀 분석 기술 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 1) 추가 연구의 필요성 ... 16
• 2) 후속 연구 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 16
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 30