초록 ▼

본 연구팀은 선행연구를 통하여 인간 전분화능 줄기세포(배아줄기세포 및 유도만능줄기세포)로부터 파킨슨병 발병 메커니즘과 가장 관련이 있는 중뇌 도파민 신경세포로의 분화 기술과, 자체 수립한 중뇌 도파민 신경세포 특이적 유전자-형광 발현 세포주를 이용하여 중뇌 도파민 신경전구세포 특이적 세포표면마커 후보군을 확보하였음. 본 연구는 기 보유한 기술을 확장하여 임상적용이 가능한 배아줄기세포 유래 세포치료제를 생산하기 위한 상용화 공통기반기술을 개발을 목표로 함.
본 연구개발의 주요 내용은 중뇌 도파민 신경세포 특이적 유전자-형광(PI

본 연구팀은 선행연구를 통하여 인간 전분화능 줄기세포(배아줄기세포 및 유도만능줄기세포)로부터 파킨슨병 발병 메커니즘과 가장 관련이 있는 중뇌 도파민 신경세포로의 분화 기술과, 자체 수립한 중뇌 도파민 신경세포 특이적 유전자-형광 발현 세포주를 이용하여 중뇌 도파민 신경전구세포 특이적 세포표면마커 후보군을 확보하였음. 본 연구는 기 보유한 기술을 확장하여 임상적용이 가능한 배아줄기세포 유래 세포치료제를 생산하기 위한 상용화 공통기반기술을 개발을 목표로 함.
본 연구개발의 주요 내용은 중뇌 도파민 신경세포 특이적 유전자-형광(PITX3-mCherry)을 발현하는 인간 배아줄기세포로부터 분화된 중뇌 도파민 신경전구세포를 파킨슨병 동물모델에 이식하여, 운동기능 회복을 확인하고 이식한 세포의 시간에 따른 생체 내 생존율 및 분화 정도를 형광 발현을 통해 모니터링 함. 이를 바탕으로, 이식 세포 수를 다양하게 설정하여 파킨슨병 동물모델에 이식 후 이식 세포 수에 따른 파킨슨병 동물모델의 행동 개선 정도와 이식 세포의 생존율 및 분화율의 상관관계 분석을 통해, 파킨슨병 동물모델에서 유효성을 가져오는 최소 이식 세포수를 결정함. 더불어, 이식 세포의 순도 향상을 위해 기 발굴한 중뇌 도파민 신경전구세포 특이적 표면마커 후보군들의 발생학적, 세포생물학적 특성분석을 통해 최적의 표면마커를 선정하고, 이를 활용한 분화세포의 순수분리 및 in vitro 특성분석을 수행함. 동시에, 고수율 중뇌 도파민 신경세포 분화법(2세대 분화 기술)을 개발하여 이식 세포 순도 향상 기술을 확장함. 표면마커 분리 및 2세대 분화 기술을 통해 순도가 극대화된 세포를 파킨슨병 동물모델에 이식후 운동기능 회복과 생체 내 생존율 및 분화율을 확인하고, 최종 결정된 최소 이식 세포 수의 중뇌 도파민 신경전구세포를 이식 후장기간(24주) 행동학적 분석 및 조직학적 분석을 통해 세포치료 가능성(안전성 및 유효성)을 반복 검증함. 연구수행을 통해 확보한 파킨슨병 동물모델에서의 행동학적 분석 및 조직학적 분석 결과를 종합하여 운동기능 회복 correlration 모델을 확립한 후, 이를 기반으로 PD환자의 임상 적용시 유용성을 위해 필요한 최소 이식 세포 수를 예측함.

(출처 : 연구결과 요약문 5p)

Abstract ▼

We have a differentiation technique for midbrain dopaminergic (mDA) neuron derived from human pluripotent stem cells (hESC and hiPSC) and mDA precursor specific cell surface marker candidates which were obtained using mDA markerfluorescence reporter cell line. This study aims to develop a commercial

We have a differentiation technique for midbrain dopaminergic (mDA) neuron derived from human pluripotent stem cells (hESC and hiPSC) and mDA precursor specific cell surface marker candidates which were obtained using mDA markerfluorescence reporter cell line. This study aims to develop a commercialized common-based technology to produce hESC-derived cell therapeutics that can be applied clinically by expanding existing technologies.
We transplanted mDA precursors differentiated from PITX3-mCherry reporter hESC into animal models of Parkinson’s disease (PD) and then, confirmed behavior recovery and monitored in vivo viability and differentiation of grafting cells over time through fluorescence expression. Based on these results, we set the number of grafting cells in various ways and analyzed the correlation between the degree of improvement in the behavior of the PD animal model according to the number of grafting cells and the survival rate and differentiation rate of the transplanted cells after transplantation into the Parkinson's disease animal model. The minimum number of grafting cells that resulted in efficacy was determined. Based on these results, we set the number of grafting cells in various ways and analyzed the correlation between the degree of improvement in the behavior of the PD animal model, and the survival rate and differentiation rate of the grafting cells according to the number of grafting cells. Then, we decided the minimal number of grafting cells bringing efficacy in PD animal models. In addition, to improve the purity of grafting cells, we selected optimal surface markers through developmental and cell biological characterization of surface marker candidates and performed mDA precursor isolation using selected surface markers. At the same time, we expanded the technique to improve purity of grafting cells by developing the differentiation protocol. The motor function recovery and in vivo survival and differentiation rate were evaluated after transplantation of cells, highly purified by the surface marker sorting and the new differentiation technique, in PD animal model. And the minimal number of grafting cells determined by the animal study was repetitively transplanted in PD animal model and the therapeutic potential of cell graft (safety and effectiveness) was evaluated through behavior and histological analysis during long-term follow up (24 weeks). Lastly, we established the correlation model of the cell graft-motor function recovery by synthesizing the results of behavioral and histological analysis, and based on this model, predicted the minimal number of grafting cells to improve motor symptoms in patients with PD.

(source: SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 7
• 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 9
• 7. 참여연구원 현황표 ... 12
• 목차 ... 13
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 14
• 가. 연구개발의 개요 ... 14
• 나. 연구개발 대상의 국내외 현황 ... 14
• 다. 연구개발과제의 중요성 ... 17
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 20
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 23
• 1) 연구수행 결과 ... 23
• 2) 목표 달성 수준 ... 74
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 78
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 79
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 80
• 7. 참고문헌 ... 81
• 끝페이지 ... 82