초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 줄기세포 기반 신약개발 및 독성평가 모델의 개발을 위해 CRISPR/Cas9 시스템을 적용한 조직-특이적 후성유전인자 조절 기술을 활용하여 인간 전분화능 줄기세포 유래 간세포의 특성 및 기능성을 증진시키는 것을 최종 목표로 함
보다 구체적으로는 1) 후성유전조절에 의해 발현이 억제된 약물대사 관련 표적유전자를 선별하고, 2) 인간 전분화능 줄기세포를 이용하여 선별된 유전자를 형광으로 표지한 리포터 시스템을 구축하고자함. 다음으로 3) CRISPR/Cas9 시스템 기반의 후성유전체 편집기술을 확립하고

□ 연구개요
본 연구는 줄기세포 기반 신약개발 및 독성평가 모델의 개발을 위해 CRISPR/Cas9 시스템을 적용한 조직-특이적 후성유전인자 조절 기술을 활용하여 인간 전분화능 줄기세포 유래 간세포의 특성 및 기능성을 증진시키는 것을 최종 목표로 함
보다 구체적으로는 1) 후성유전조절에 의해 발현이 억제된 약물대사 관련 표적유전자를 선별하고, 2) 인간 전분화능 줄기세포를 이용하여 선별된 유전자를 형광으로 표지한 리포터 시스템을 구축하고자함. 다음으로 3) CRISPR/Cas9 시스템 기반의 후성유전체 편집기술을 확립하고, 4) 리포터 시스템을 이용한 후성유전체 편집기술의 유용성을 검증하여 최종적으로는 인간 전분화능 줄기세포주 유래 간세포의 특성 및 기능성을 증진시키고자 함

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 인간 전분화능 줄기세포주를 이용한 표적유전자에 형광표지된 리포터 시스템 개발
- 약물대사효소 유전자의 낮은 발현과 DNA 메틸화 및 히스톤 아세틸화 양상산 비교분석
- PXR 형광표지를 위한 knock-in vector 구축, 리포터 줄기세포주 확립 및 간세포 분화
- CRISPR/dCas9 TET1시스템을 통한 PXR 유전자 영역의 DNA 탈메틸화 검증
○ CRISPR/Cas9 시스템 기반 후성유전체 편집기술 확립
- 후성유전체 편집기술 확립을 위한 표적유전자 및 후성유전체 선별
- 후성유전체 편집 시스템이 도입된 인간 전분화능 줄기세포주 2종 확보
○ 후성유전체 편집을 통한 표적유전자 발현증진 시스템 확립 및 기능성 검증
- CRISPR/dCas9 시스템 적용을 위한 간 오가노이드 배양시스템 확보
- 간 오가노이드의 약물대사 유전자 발현 및 DNA 메틸화 비교분석
- 약물대사능이 증진된 인간 전분화능 줄기세포 유래 간 오가노이드 생산 및 확보
- 임상약물을 이용한 간 오가노이드 약물대사 검증 및 독성평가 유효성 검증

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
○ CRISPR/Cas9 시스템의 변형된 응용기술로 후성유전인자 조절효소를 이용한 후성 유전체 편집은 in vivo와 in vitro 수준에서 조직-특이적 분화세포의 기능성 강화,교차분화 유도 및 imprinting 유전자 작동 기전 연구 등에 활용 가능하므로 기술선점 및 연구경쟁력 확보에 있어 중요함
○ 후성유전체 편집을 통한 약물대사 유전자의 발현증진 기술은 표적 약물대사 유전자를 특이적으로 조절하는 기술로 약물대사 기전을 연구하는데 중요한 도구가 되어 관련 연구 분야에 큰 파급효과를 가져올 것으로 예상됨
○ 후성유전체 편집기술은 후성유전학적 조절을 통한 개인 간 약물반응성 및 민감도 차이를 in vitro 상에서 재현할 수 있는 세포모델 개발에도 적용할 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 필요성 ... 4
• 나. 연구개발의 최종목표 ... 4
• 다. 추진전략 및 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 인간 전분화능 줄기세포주를 이용한 표적유전자에 형광표지된 리포터 시스템 개발 ... 5
• 나. CRISPR/Cas9 시스템 기반 후성유전체 편집기술 확립 ... 9
• 다. 후성유전체 편집을 통한 표적유전자 발현증진 시스템 확립 및 기능성 검증 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 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
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 참고문헌 ... 16
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 끝페이지 ... 17