초록 ▼

연구개요
과제수행을 통해 유전자 편집 기술을 활용한 범용 인간 전분화능 줄기세포 제작 및 분화조절 기전 연구를 이용한 오가노이드 기반 다양한 면역세포 (T·자연살해·대식세포)의 제작 기술을 확보함. Chimeric antigen receptor (CAR)와 내인성 유전자의 치환등을 이용하여 면역세포 기능을 개선하고, 항암치료효과를 증진시키기 위한 종양 조직의 미세환경개선 및 항암 면역세포치료제의 항상성, 기능성 증가 방법을 위한 연구를 수행함. 이 연구는 전분화능 줄기세포 유래 다양한 CAR-면역세포의 분화와 적용 방법을 연

연구개요
과제수행을 통해 유전자 편집 기술을 활용한 범용 인간 전분화능 줄기세포 제작 및 분화조절 기전 연구를 이용한 오가노이드 기반 다양한 면역세포 (T·자연살해·대식세포)의 제작 기술을 확보함. Chimeric antigen receptor (CAR)와 내인성 유전자의 치환등을 이용하여 면역세포 기능을 개선하고, 항암치료효과를 증진시키기 위한 종양 조직의 미세환경개선 및 항암 면역세포치료제의 항상성, 기능성 증가 방법을 위한 연구를 수행함. 이 연구는 전분화능 줄기세포 유래 다양한 CAR-면역세포의 분화와 적용 방법을 연구하여, 새로운 개념의 범용 및 다기능성 항암 면역세포치료제를 만들기 위한 목표를 가지고 진행되었음. 이러한 연구를 통해 모든 환자에게 적용 가능한 항암치료제를 개발하고, 항암치료의 효과를 증진시킬수 있는 새로운 방안을 제시할 수 있다고 사료됨

연구 목표대비 연구결과
⦁ 면역 적합성 범용 인간 전분화능 줄기세포 제작 (Universal-hPSCs)
­O형 RhD- 혈액형을 보유하고 있는 제공자 샘플을 활용하여 줄기세포주 제작 (총 3종의 세포주 구축 및 질병관리청 세포주 은행 기탁)
­범용 전분화능 줄기세포주 제작: 유전자 가위 기반 동종재조합 기법을 활용하여 HLA class I 발현 억제와 β2m-HLA-G 발현 증가가 확보된 유전자 발현 조절 세포주 제작 (Host T, NK세포에 대한 면역 억제력을 조절), 신경세포 등 특정 세포로 분화유도 시 β2m-HLA-G 발현이 감소되는 기전을 밝혀내었으며, NLRC5와 RelA의 발현조절을 이용하여 NK세포에 의한 면역 억제력을 조절 [Hypoimmunogenic universal pluripotent stem cells 제작 관련 논문 발표 및 특허 출원 (10-2022-0070922) ‣ 기술 이전]
⦁ 오가노이드 기반 전분화능 줄기세포 유래 혈관 세포 분화 제작 및 면역세포 분화 효율 및 기능 증진 기술 개발
­Conditional E4orf1 발현조절 가능 전분화능 줄기세포주 활용 혈관 오가노이드의 배양 조건 조절 가능성 확보 및 혈관 오가노이드에 의한 조혈모의 기능 증진 유도
­암기전 이해 및 항암면역세포치료제 개발 플랫폼 기반 구축을 위한 림프관 오가노이드 제작 [Best Poster Award ‘2022 of the organoid society’]
­유전자 발현 조절 기반 혈액 분화능 조절이 가능한 전분화능 줄기세포 제작, 오가노이드 활용 HE 분화 유도 및 조혈모 분화 조건 확립 ‣ 배양조성을 이용한 NK/T/Macrophage 면역세포 분화 조건 최적화 및 기능성 평가 [Retinoic Acid등 신호전달인자를 활용한 조혈모 형성 조건의 최적화]
⦁ Chimeric Antigen Receptor (CAR) 벡터 제작 및 면역세포 기능 향상 방법 개발
­다양한 CAR 벡터 시스템 구축 [Cotinine- (universal system), CD5-, CD19, PD-L1-, HER2-CAR, 대식세포 특이적 endodomain이 결합된 대식세포용 CAR] 및 CAR가 탑재된 전분화능 줄기세포주 제작 [HDR 기반 유전자 치환기술을 이용하여 유전적으로 안정화된 세포주 구축]
­유전자 발현 조절을 이용한 분화 면역세포 기능 향상 유도 [유전자 발현 조절 전분화능 줄기세포주 확보 (miRNA-KO, FTO-KO, Cotinine-ScFv-CAR in miRNA locus)]
⦁ 분화 유도된 CAR-면역세포의 항암 기능성 평가
­항암 면역세포 기능 평가를 위한 암세포주 제작 [GFP-, Luciferase-암세포주] 및 in vivo 종양모델 제작
­Cotinine-ScFv-CAR (Universal CAR) 유래 면역세포의 항암 기능 평가: HER2 접합체를 활용, 암 세포사멸, 대식 작용 확인
­CD19-CAR 유래 면역세포의 혈액암 특이적 항암 기능 확인
­대식세포 특이적 endodomain이 CAR-대식세포의 암세포 대식 작용의 기능 증진 유도 확인 [암세포 특이적 미세환경에 대한 저항성을 보유하여, 암세포 주변의 미세환경을 조절, 암세포 주변의 T, NK면역세포의 기능 활성화 유도 증진]
­설치류 모델 활용, CAR-면역세포의 기능성 검증 [CAR-면역세포의 종양 내부로의 침투 및 지속적인 분포, CAR-면역세포에 의한 이식된 종양의 증식 억제 및 사멸 확인]

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
⦁ 임상 적용 가능 세포치료제 제작에 대한 새로운 패러다임 제시: 전분화능 줄기세포를 이용한 효율적인 조혈모세포와 항암 면역세포치료제의 생산 및 기능성의 연구는 항암 면역세포치료제의 새로운 공급원으로써, 전분화능 줄기세포의 활용 가능성을 제시 ‣ 본 연구로 축적된 기술을 줄기세포 기반 세포치료제 제작 관련 연구에 지속적으로 적용가능 [연구에서 확보된 기초 정보를 논문 및 특허로 공개하여 다양한 연구진들이 항암 세포치료제 제작에 적용할 수 있도록 유도. 기술이전을 통한 연구 기술의 실질적 적용 가능성 확대]
⦁ 면역 적합성 전분화능 줄기세포의 제작은 기존의 줄기세포가 가지고 있는 면역 불일치에 따른 이식 거부반응을 해결, 재생의학 및 임상적으로 효용가치가 있는 다양한 종류의 면역 적합성 세포치료제 (조혈모, 간, 심장, 신장 및 신경세포등...) 개발 및 활성화의 초석을 제공
⦁ 본 연구과제를 통해 축적된 범용 인간 전분화능 줄기세포 제작 기술과 줄기세포 기반 기능성 항암 면역세포 치료제 제작 연구와 관련된 지적재산권 확보 및 후속 연구개발을 통하여 의료현장 중심 의료기술 확보에 기여할 것으로 판단됨 [환자 맞춤형 치료 제공, 고형암등 다양한 암 치료에 대한 가능성 제시, 항암 치료의 부작용 감소, 치료 비용의 감소]

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발 결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 22
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 37