초록 ▼

□ 연구개요
• 본 연구는 질병치료의 새로운 대안으로 떠오르고 있는 여러 종류의 나노물질를 이용하여 고효율의 세포 내재화 기술을 개발하여 세포 분화 조절 기술 및 활용 기반 기술개발을 하고자 함. 개발된 나노구조체에 형광 probe를 개발하고 또한 이들 구조체에 의한 세포의 안전성을 검토(1차년도)하고, 이를 토대로 줄기세포에 내재화된 나노구조체를 3차원적 배양을 통하여 줄기세포의 특정 세포로의 분화기술을 확립하고 (2차년도) 특정세포로 분화가능한 줄기세포를 이용하여 동물에 이식하여 새로운 세포치료제로서의 가능성(3차년도)을

□ 연구개요
• 본 연구는 질병치료의 새로운 대안으로 떠오르고 있는 여러 종류의 나노물질를 이용하여 고효율의 세포 내재화 기술을 개발하여 세포 분화 조절 기술 및 활용 기반 기술개발을 하고자 함. 개발된 나노구조체에 형광 probe를 개발하고 또한 이들 구조체에 의한 세포의 안전성을 검토(1차년도)하고, 이를 토대로 줄기세포에 내재화된 나노구조체를 3차원적 배양을 통하여 줄기세포의 특정 세포로의 분화기술을 확립하고 (2차년도) 특정세포로 분화가능한 줄기세포를 이용하여 동물에 이식하여 새로운 세포치료제로서의 가능성(3차년도)을 확립함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 1차년도 연구내용
형광이 표지된 입자를 이용한 세포 추적가능 바이오이미징법 개발
- 바이오이미징법 개발을 위한 여러 종류의 입자 스크리닝
- 세포 영상화 기술 개발을 위한 다양한 형광이 접합된 smart material 개발
- 제조된 다양한 인자의 나노 접합체를 이용한 영상화 기술 개발
- 세포 표적화를 위한 다양한 리간드가 접합된 형광인자 개발
• 2차년도 연구내용
개발된 미세환경이 조절된 전달체를 이용한 나노융합구조체가 내재화된 세포의 분화능 확인
- 3차원 지지체를 이용한 나노구조체가 도입된 세포의 분화가능성 확인
- 미세환경 조절 가능 지지체에서의 줄기세포의 특정세포로의 분화규명
• 3차년도 연구내용
실험동물에 이식된 미세환경이 조절가능한 지지체에 여러 종류의 나노융합 구조체가 내재화된 세포의 분화 가능성 확인
- 누드마우스에 여러 종류의 생체활성지지체(겔형, 다공성 지지체, 미립구형 등)를 이식하여 시간이 지남에 따라 이식된 줄기세포의 분화형태를 살펴봄. 시간이 지남에 따라 이식된 생체활성지지체를 분석함.
- 분화를 확인하기 위하여 연골세포 혹은 골세포로의 마커를 확인하고, 또한 근육세포로 분화가 이루었는지 확인함. 또한 바이오이미징과 더불어 이들을 섹션하여 얼마나 많은 조직이 생성되었는지를 확인함.

□ 연구개발결과의 중요성
• 유전자, 약물, 단백질처리를 통한 줄기세포를 이용한 ectoderm, endoderm, mesoderm 영역인 심혈관질환, 간질환, 근골격계질환, 혈액 및 면역계질환, 당뇨병, 암 등의 난치성 질환의 메카니즘 규명을 통한 학문적 영역 구축함.
• 신개념 세포신호전달인자 융합 나노구조체를 이용한 배아 및 성체줄기세포주의 개발은 아직까지 규명되지 않은 분화 혹은 미분화 메커니즘을 이해하는데 활용되어 학문적 성과를 가져올 수 있음.
• 또한 체세포를 이용하여 신개념 세포신호전달인자 융합 나노구조체를 내재화 시켜 직접 교차분화를 가져오는 방법은 아직 까지 아무도 시도하지 않은 새로운 학문적인 시도방법으로 나노공학과 접목된 새로운 세포치료제를 개발할 수 있는 학문적 토대를 형성할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구목표 ... 4
• 나. 연구범위 및 평가 착안점 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 세포신호전달인자가가 탑재된 다기능성-응집형 나노자석구조체 (M-MNCs) 기반의 나노구조체 제작 및 줄기세포에 도입된 M-MNCs에 의한 이미징법 구축 ... 5
• (2) 세포신호전달인자로서, 덱사메타손과 연골분화 특이 유전자 pSOX5,6,9가 결합된 나노구조체(tDP)가 도입된 연골 기능 강화 줄기세포 제작 ... 7
• (3) 세포신호전달인자를 줄기 세포로 순차적으로 전달하고 이를 통한 효율적 분화 유도 방법 확립 ... 8
• (4) 나노구조체(DcP)에 결합된 세포신호전달인자로서 유전자 ATF4의 녹다운(Knock-down)과유도발현(induction)의 조절에 의한 분화 제어 기능 강화 줄기세포 제작 ... 9
• (5) 초기 배아를 이용하여 PLGA 나노구조체, TnT(TRITC Nano-Tracer) 의 안전성 검증 ... 10
• (6) 세포신호전달인자가 결합된 QDs 나노구조체의 생체내외 안정성 확인 및 결합된 분화인자 SOX9 의해 연골결손 치료법 확립 ... 12
• (7) 다중-클러스터된 나노구조체의 제작 및 이를 이용한 연골 기능 강화 줄기세포 제작 ... 13
• (8) 세포신호전달 인자로서, Nucleside 약물과 transcription factor가 결합된 나노구조체 제작 및 이의 세포치료제로의 응용 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 1) 학문적 효과 ... 18
• 2) 기술적효과 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 25
• 끝페이지 ... 40