초록 ▼

□ 연구개요
▷ 세포 외 소낭(extracellular vesicles, EVs)은 세포에서 분비되는 수십에서 수천 나노미터 크기의 소포체이며 크게 엑소좀, 미소낭포, 자멸소체 등으로 구분됨.
▷ EVs는 표면이 세포막과 같은 인지질막으로 구성된데다가 다양한 단백질과 RNA들을 포함하여 다른 세포에 각종 신호를 전달할 수 있는데, 최근에는 줄기세포 유래 EVs를 질병의 치료에 적용한 사례들이 보고되었음.
▷ 본 연구에서는 그동안 많이 연구되지 않았던 인간 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem

□ 연구개요
▷ 세포 외 소낭(extracellular vesicles, EVs)은 세포에서 분비되는 수십에서 수천 나노미터 크기의 소포체이며 크게 엑소좀, 미소낭포, 자멸소체 등으로 구분됨.
▷ EVs는 표면이 세포막과 같은 인지질막으로 구성된데다가 다양한 단백질과 RNA들을 포함하여 다른 세포에 각종 신호를 전달할 수 있는데, 최근에는 줄기세포 유래 EVs를 질병의 치료에 적용한 사례들이 보고되었음.
▷ 본 연구에서는 그동안 많이 연구되지 않았던 인간 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC) 유래 EVs의 피부세포의 재생 및 노화 억제, 혹은 항염증 효과를 확인하였음.
▷ 또한 인간 다양한 물리·화학적 방법을 통해 인간 iPSCs로부터 인공 EVs(cell-engineered nanovesicle, CENV)를 대량 생산하는 한편, 이것의 기능을 자연적으로 분비된 EVs와 비교하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
<연구목표 1: 인간 iPSC 유래 엑소좀의 피부 재생 효과 확인>
▷ 인간 iPSCs의 배양액으로부터 분리한 엑소좀(iPSC-Exo)이 인간 진피 섬유아세포(human dermal fibroblast, HDF)의 증식과 이동을 촉진하는 것을 관찰하였음.
▷ 자외선 노출, 혹은 반복된 계대 배양을 통해 노화가 유도된 HDFs에 iPSC-Exo를 처리한 결과, 노화에 따른 세포의 유전자 발현의 변화가 개선되었음.
<연구목표 2: 인간 iPSC 유래 CENVs의 대량 생산 및 엑소좀과의 비교>
▷ 공극의 크기가 점점 작아지는 막 필터에 iPSC를 연속적으로 압출함으로써(미세여과법) 세포막 잔해의 자가조립에 따른 인공 EVs인 CENV를 생성·분리하였음.
▷ iPSC-CENV는 iPSC-Exo와 유사한 형태, 크기 및 성분을 가지지만 수십 배 이상의 생산 수율을 높은 순도와 함께 나타낸다는 것을 규명하였음.
<연구목표 3: 인간 iPSC 유래 CENVs의 항염증 효과 확인>
▷ iPSC-CENV는 일반적인 HDF와 노화 HDFs에서 증식, 이동 촉진 효과를 보였음.
▷ iPSC-CENV는 노화 HDFs에서 나타나는 표지 인자인 SA-β-Gal 및 세포 증식을 억제하는 세포 주기 억제 유전자들(p53, p21)의 발현 증대를 억제하였음.
▷ 인간 대식세포주(THP-1)을 이용한 염증 반응 모델에서 iPSC-CENV의 처리는 염증 관련 사이토카인 유전자의 발현을 억제하였음.
<연구목표 4: 인간 iPSC 유래 CENVs의 생산성 향상 및 동물모델에의 적용>
▷ 동물실험 및 향후 임상 적용을 위해 CENV의 생산성을 향상하고자 iPSCs를 3차원 환경에서 배양하였으나 기존 2차원 배양과 비교하여 증식률에 향상이 없었음.
▷ 본 연구를 통해 생쥐를 이용한 동물실험 모델을 확립한 만큼, 향후 iPSC-CENV의 피부 재생 및 노화 개선, 항염증 효과를 in vivo 실험을 통해 확인하고자 함.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
▷ 배양이 반복됨에 따라 생리학적 특성이 변하는 성체줄기세포와 달리, iPSCs는 만능성을 일정하게 유지하며 무한정 증식할 수 있으므로 여기서 유래한 EVs를 표준화하여 대량 생산하는 데에 장점이 있다고 판단됨.
▷ 본 연구의 결과는 iPSC-Exo 및 CENV가 창상, 궤양 등 피부 상처, 혹은 아토피와 같은 피부염과 같은 다양한 피부 질환 치료에 적용됨은 물론, 노화에 따른 피부 주름 개선을 위한 기능성 화장품의 소재로도 활용될 가능성을 보여줌.
▷ 피부 재생 및 노화 개선용 조성물로 iPSC-Exo를 활용하는 것에 대해 등록한 국내 특허권을 바탕으로 관련 기업들과의 공동 연구 혹은 기술이전을 통해 iPSC-Exo를 기능성 화장품 첨가제로 제품화할 수 있을 것으로 기대됨.
▷ iPSC-CENV의 경우, 구성 성분들을 명확히 규명하고 구체적인 피부 질환 모델에 대한 in vitro 및 in vivo 데이터를 확보한 뒤, PCT 국제 특허를 출원하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 32