초록 ▼

□ 연구개요
인간 만능줄기세포로부터 심근세포 분화 유도 중간단계의 다능성 심장전구세포(multipotent cardia/cardiovascular progenitor cells; CVPC) 구축을 통해 심장을 구성하고 있는 심근세포, 내피세포, 평활근세포로 분화 유도하여 다세포를 구성하는 심장 오가노이드 개발 통해 생체 모사와 유사한 다세포 심근 오가노이드 기반 한 세포 치료제 및 약물 스크리닝을 위한 플랫폼 기술을 구축하고자함.

□ 연구 목표대비 연구결과
⦁ 인간줄기세포로부터 분화 유도된 심장전구세포 마커인

□ 연구개요
인간 만능줄기세포로부터 심근세포 분화 유도 중간단계의 다능성 심장전구세포(multipotent cardia/cardiovascular progenitor cells; CVPC) 구축을 통해 심장을 구성하고 있는 심근세포, 내피세포, 평활근세포로 분화 유도하여 다세포를 구성하는 심장 오가노이드 개발 통해 생체 모사와 유사한 다세포 심근 오가노이드 기반 한 세포 치료제 및 약물 스크리닝을 위한 플랫폼 기술을 구축하고자함.

□ 연구 목표대비 연구결과
⦁ 인간줄기세포로부터 분화 유도된 심장전구세포 마커인 SSEA-1, ISL1, MESP1 발현 여부를 확인 및 지속적인 계대배양에도 마커들의 발현이 유지됨을 확인
⦁ 최적의 ECM 조건 확립을 통한 심장전구세포의 증식의 횟수 (계대배양) 증대
⦁ 다능성 심장전구세포로부터 심근세포, 내피세포, 평활근 세포의 분화율이 높지 않아서 대안으로 인간줄기세포 유래 분화 유도된 심근세포/성체내피세포/성체심근섬유 아세포를 공동 배양 (co-culture)을 통한 다세포 심장오가노이드 확립 및 심근세포의 마커 발현, 심장 박동에 따른 칼슘 변화 (형광이미징) 및 Reference 약물들에 대한 오가노이드의 칼슘 변화를 측정과 평가 (심독성 평가 활용 가능)
⦁ 2D로 분화 유도된 심근세포 (10일 분화)를 stirrer system을 이용하여 부양 배양한 구형은 심근세포 뿐만 아니라 혈관 형성을 하였으며 (혈관 심장 오가노이드), 2D 분화 유도한 심근세포보다 심근세포 관련 유전자 발현이 뚜렷히 증가됨 (특허 및 논문 준비).
⦁ Operetta CLS 장비 활용한 3D 이미징 구축-> 다세포 오가노이드에서의 심근세포/내피세포/심장섬유아세포의 배치 및 내피세포에 의한 혈관형성 확인
⦁ FLIPR calcium assay를 활용한 reference 약물들에 대한 평가 확인
⦁ 총연구기간에 설정한 목표들에 대해 충실히 수행을 하였으며, 현 특허와 논문 준비를 하고 있으며, 본 과제를 통해 공동연구 및 산학연 신약개발과정을 지원 할 예정임

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
⦁ 3D 오가노이드 연구를 통해 체외에서의 다양한 장기의 발생 및 발달과정을 다각적인 측면에서 이해할 수 있으며, 특정 장기의 초기 발달과정 이해를 체외 모델 시스템으로 활용이 가능함.
⦁ 줄기세포-생체소재 기반 한 기능성 심장 오가노이드 개발은 인체모사가 가능한 바이오 연구재료로서 다른 바이오 인공장기/조직공학 및 장기 재생 분야에 광범위하게 응용 할 수 있을 것임
⦁ 실험동물을 이용한 기존방식에서 인간 생체 모사와 유사한 오가노이드를 활용한 약물 평가는 정확한 인간 시료에서의 약물 평가 결과 도출이 가능해짐에 따라 현재 신약 후보물질 평가 및 개발의 한계점을 극복할 수 있는 대안이 될 것임.
⦁ 조직 특이적 오가노이드를 활용한 세포치료제나 질환 모델 오가노이드 활용한 난치성 질환 치료제 개발을 통해 국가 생산성 향상 및 국익창출을 가져 올 것이며, 줄기세포 활용한 신규 산업의 활성에 따른 고용 창출이 확대될 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구개발의 수행 과정 및 결과 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표달성 수준 ... 12
• 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 ... 16
• 끝페이지 ... 16