초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구는 알츠하이머병 동물 모델과 장 오가노이드 및 환자 혈액 유래 장-뇌 오가노이드를 토대로 신호 전달 기전을 밝히고 신약 개발 및 스크리닝 플랫폼을 구축하여 알츠하이머병의 개인 맞춤형 정밀 의료를 현실화하는 것이다.

○ 전체 내용
알츠하이머병 동물의 특이적 장내 미생물 군집이 장 조직의 세포 퇴화와 장벽 기능의 약화를 통해 전신 염증을 유도하였음을 규명하였다. 이를 회복시키기 위하여 분변 이식술을 이용하여 장내 환경의 변화를 유도하였더니 기억 및 인지기능 장

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구는 알츠하이머병 동물 모델과 장 오가노이드 및 환자 혈액 유래 장-뇌 오가노이드를 토대로 신호 전달 기전을 밝히고 신약 개발 및 스크리닝 플랫폼을 구축하여 알츠하이머병의 개인 맞춤형 정밀 의료를 현실화하는 것이다.

○ 전체 내용
알츠하이머병 동물의 특이적 장내 미생물 군집이 장 조직의 세포 퇴화와 장벽 기능의 약화를 통해 전신 염증을 유도하였음을 규명하였다. 이를 회복시키기 위하여 분변 이식술을 이용하여 장내 환경의 변화를 유도하였더니 기억 및 인지기능 장애가 회복되었고 뇌 내 병변이 완화되었다. 더불어 장 조직 세포의 퇴화와 혈중 염증성 면역세포 수가 정상 수준으로 회복되어 전신적인 염증 반응이 감소함을 확인함으로써 장-장내미생물-면역세포-뇌 사이의 상호 작용이 알츠하이머병의 증상을 완화시킬 수 있다는 결과를 얻었다. 하지만 연구의 필요성에서 언급한 풀리지 않은 의문점들이 존재하고 장-뇌 축을 표적으로 한 치료제 발굴을 위해 오가노이드(Organoid)를 활용하고자 한다.
오가노이드는 줄기세포를 3차원적으로 배양해서 만든 장기유사체로 기존 세포 배양과 달리 3차원 구조체에서 배양하기 때문에 실제 장기와 더 유사한 구조와 기능을 보유하여 인간의 생리 작용을 체외에서도 재현하기에 용이한 최신 세포 배양 기술이다. 동물 모델의 성체줄기세포와 환자의 혈액에서 얻은 역분화 줄기세포를 이용하여 뇌와 장 오가노이드 라인을 구축하고 장내 미생물과 면역세포를 이용하여 실험을 수행할 예정이다.

○ 1단계
● 목표
장 오가노이드 기능 분석 정량화
● 내용
알츠하이머병 동물 모델 장 오가노이드 배양 시스템 구축 하고 변화를 살펴본다.
오가노이드의 기능을 빠르고 객관적으로 판단할 수 있는 정량화 과정을 수립한다.

○ 2단계
● 목표
동물 모델에서 장-뇌 축 기전 연구
● 내용
오가노이드 연구의 결과들을 동물 모델에 적용해 보고 장과 뇌의 면역 시스템의 변화를 동물 모델에서 관찰한다.

□ 연구개발성과
알츠하이머병 동물 모델 오가노이드 배양 시스템 구축 및 특성 관찰하였고 효과적인 조절인자와 타겟 선택하여 동물 모델에 적용하였다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
현재 진행되고 있는 알츠하이머병의 다양한 치료제 개발 연구는 원인 단백질을 제거하거나 과도한 면역세포 활성을 조절하는 것과 같이 뇌 안에 국한되어 진행되고 있다. 하지만 뇌 병변을 직접 표적으로 하는 치료제들이 거듭해서 실패를 겪고 있기 때문에 이번 연구를 통하여 장내 미생물의 조절을 통한 장-뇌 축과 면역 시스템을 표적으로 한다면 새로운 전략의 알츠하이머병 예방 및 치료기법 개발에 단서를 제시할 수 있을 것이다.
오가노이드는 평면적인 세포 배양보다 실제 조직과 유사한 3D 환경에서 실험을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 오가노이드를 이용한다면 약물의 독성과 효과를 전임상 과정에서 기존의 방법보다 실체 인체와 유사하게 검증할 수 있어서 성공률을 높여줄 것이다. 주요 장기들의 오가노이드가 개발되고 있기 때문에 다양한 장기들의 상호 작용을 고려한 모듈도 개발될 수 있기 때문에 이러한 시도가 중요하다고 생각한다. 또한 환자의 생검이나 피부, 혈액에서 유래한 줄기세포를 배양한다면 환자의 장기와 동일한 장기유사체를 만들 수 있으므로 알츠하이머병 환자 개개인의 장내 미생물 분석과 장내 환경 검사를 동반하여 개인 맞춤형 치료가 가능할 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1. 알츠하이머병 동물 모델 오가노이드 배양 시스템 구축 및 특성 관찰 ... 6
• 2. 알츠하이머병 환자 유래 오가노이드 배양 시스템 구축 및 효과적인 조절인자와 타겟 선택 ... 6
• 3. 장-뇌 신호 전달 기전 연구를 면역학적 관점에서 동물 모델 관찰 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 2) 목표달성수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 10
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구성과 ... 10
• 2) 연구성과 활용계획 ... 10
• 6. 참고문헌 ... 10
• 끝페이지 ... 11