초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
급성 심근경색 혹은 허혈-재관류 손상 이후에 유효 심근의 감소로 발생하는 허혈성 심부전의 병태생리를 이해하고, 중간엽줄기세포가 심근세포로 분화하는 신호 전달체계를 밝혀 심근재생-줄기세포 유도제를 개발하여, 궁극적으로 심허혈성 부전 이환률을 줄이고 환자의 생존률을 증가시키는 줄기세포 재생치료법 개발을 목표로 함.

□ 연구개발성과
1차년도
● Apicidin에 의한 YAP1 단백의 변형인자와 주요 매개체 발굴
- Apicidin에 의한 중간엽줄기세포 YAP1 단백의 kineti

□ 연구의 목적 및 내용
급성 심근경색 혹은 허혈-재관류 손상 이후에 유효 심근의 감소로 발생하는 허혈성 심부전의 병태생리를 이해하고, 중간엽줄기세포가 심근세포로 분화하는 신호 전달체계를 밝혀 심근재생-줄기세포 유도제를 개발하여, 궁극적으로 심허혈성 부전 이환률을 줄이고 환자의 생존률을 증가시키는 줄기세포 재생치료법 개발을 목표로 함.

□ 연구개발성과
1차년도
● Apicidin에 의한 YAP1 단백의 변형인자와 주요 매개체 발굴
- Apicidin에 의한 중간엽줄기세포 YAP1 단백의 kinetics 연구 진행하여 중간엽줄기세포의 심근 분화 프로토콜 표준화 확립함.
- YAP1 유전자가 발현 및 세포내 위치에 따른 중간엽줄기세포의 지방세포/골세포/연골세포로의 분화능, 증식활성, paracrine factor 발현패턴을 조사 분석하였음.
- YAP1발현에 의한 중간엽줄기세포의 심근 분화 조절기전 연구로 apicidin 처리 후 MS/MS 분석으로 YAP1의 핵내 이동을 촉진하는 PTM 발굴 및 ChIP-seq으로 YAP1의 intranuclear target promoter 확인하였음.

2차년도
● 최적의 줄기세포 심근 분화유도제 선별
- 화합물을 스크리닝하여 중간엽줄기세포 심근 분화 개시 유도 활성이 우수한 안전한 후보물질을 선별하여 심장조직내 혈관신생, 심근염증, 섬유화 및 이식세포의 심근 분화를 특수염색과 면역형광염색법으로 규명하였음.
- YAP1의 E3 ligase 확정 및 이를 억제하는 약제 발굴하기 위해 확정한 E3 ligase KO 생쥐를 확보 및 KO 생쥐에서 중간엽줄기세포를 추출하여 심근세포분화 능을 확인하였음.

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
○ 본 연구의 성과목표는 국제학술지 논문 게재 1편 및 특허출원 1건임.
○ 본 연구 결과의 국내외 학술대회 발표 6회 이상을 목표로 함.
○ 기술적 측면
● 성체 줄기세포의 심근분화를 선별적으로 유도하는 인자들을 발굴하여 구조의 최적화를 거쳐 새로운 재생치료기술로의 플랫폼을 확립함.
● 본 연구를 통해 발굴한 심근분화의 유도 인자와 억제 인자의 발현정도를 분석하여, 줄기세포의 심근재생 및 치료효과와의 상관관계를 분석하고, 이를 근거로 줄기세포의 치료효율을 예측함으로써 치료비용을 절감하고 신속한 세포결정이 가능함.
● 성공적인 줄기세포 치료로 이어지는 일련의 과정을 포함하는 표준 프로토콜을 확립함. 이러한 과정에서 지적재산권 확보와 관련 기술을 기업체에 이전하여 상업화를 목표로 함.
○ 경제적산업적 측면
● 줄기세포 시장 규모는 업계에서는 현재 3조원 정도로 추정하며, 이 규모는 연평균 15.4% 성장세를 기록하여 2018년에는 5조 3000억원 정도로 커질 것으로전망됨.
● 본 연구진은 다양한 질환동물모델을 이용한 중간엽줄기세포 치료 연구에 대한 노하우로 더욱 안전하고 효과적인 세포치료기술 개발에 기여할 수 있음.
● 치료목적의 줄기세포를 분리 배양하는 단계에서, 심근유도활성을 증진시킬 수 있는 배양첨가제를 개발하여 의료비용 대비 우수한 치료효과를 기대할 수 있음.

(출처 : 요약문 13p)

Abstract ▼

□ Purpose&Contents
The aim of this study is to understand the pathophysiology of ischemic heart failure in results of cardiomyocytes loss due to acute myocardial infarction or reperfusion injury. We aimed to develop cardiomyocyte regeneration stem cell therapy by identifying signal transduction s

□ Purpose&Contents
The aim of this study is to understand the pathophysiology of ischemic heart failure in results of cardiomyocytes loss due to acute myocardial infarction or reperfusion injury. We aimed to develop cardiomyocyte regeneration stem cell therapy by identifying signal transduction system of mesenchymal stem cell-derived cardiomyocytes. The final goal is to improve ischemic heartfailure incidence rate and survival rate through stem cell regeneration therapy.

□ Results
1st year
● Identify Apicidin induced YAP1 protein modification
- We clarified apicidin induced YAP1 protein kinetics in mesenchymal stem cell and have set standard protocol of mesenchymal stem cell-derivedcardiomcyotes.
- Also diverse YAP1 subcellular distribution was investigated in mesenchymal stem cell differentiation, proliferation, paracrine factor expression.
- To identify the post-translational modification of YAP1 nuclear translocation, MS/MS analysis was conducted with apicidin treated mesenchymal stem cell. ChIP-seq analysis characterized YAP1 intra-nuclear target promoter.
2nd year
● Selection of optimal stem cell myocardial differentiation inducer
- An active and stable target was selected that differentiates mesenchymal stem cells into cardiomyocytes. The effect on angiogenesis, cardiomyopathy, fibrosis and cell intramyocardial implantation was confirmed by special staining and immunohistochemistry.
- We selected YAP1 E3 ligase. E3 ligase KO mice was acquired to find out putative medications. Mesenchymal stem cell differentiation intocardiomyocyte was tested in E3 ligase KO mice.

□ Expected Contribution
Scientific and technological aspects
● Established novel regeneration therapy platform by confirming specific targets which induce mesenchymal stem cell-derived cardiomyocytes.
● Saving medical costs by analyzing the expression levels of proteins that induce or inhibit cardiomyocyte differentiation and predicting thetherapeutic efficiency of stem cells
● We established a standard protocol that includes a series of processes for a successful stem cell therapy. In this process, patent approval and transferring to commercialize are the goal.

Economic aspects
● Stem cell therapy market exceeded USD 300 million. It increases over 10% every year and it estimated USD 820 million in 2022.
● Our team is experts in various mouse disease models to develop safe and efficient mesenchymal stem cell therapies.
● Develop cell culture additive to accelerate cardiomyocyte differentiation during the step of stem cell therapy will reduce medical cost and increase therapeutic effect.

(source : SUMMARY 15p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서요약 ... 2
• 제 출 문 ... 11
• 보고서 요약서 ... 12
• 국문 요약문 ... 13
• SUMMARY ... 15
• 목차 ... 17
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 19
• 1-1. 연구개발 목적 ... 19
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 19
• 1-3. 연구개발 범위 ... 24
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 27
• 3-1. YAP1 작용 및 조절 기전 ... 28
• 3-2. Apicidin에 의한 중간엽줄기세포의 심근분화기전 연구 ... 36
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 48
• 4-1. 목표달성도 ... 48
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 49
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 49
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 51
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 51
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 51
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 51
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 52
• 11. 기타사항 ... 52
• 12. 참고문헌 ... 53
• 끝페이지 ... 54