초록 ▼

□ 연구개발 목표
본 연구에서는 다양한 장기의 일부 구조 및 기능을 모사하는 3차원 배양 조직인 오가노이드를 대량 배양하기 위한 플랫폼 및 형성된 오가노이드를 평가하고 신호를 측정 및 제어하기 위한 시스템을 개발하고자 함. 또한, 이차원 줄기세포 집단배양계에 선택적인 분화를 유도할 수 있는 새로운 방식의 광반응성 단백질 시스템을 개발함으로써 다배엽성 오가노이드 제작에 필요한 광유전학적 분화 기술을 개발하고자 함. 이를 통해서, 본 과제에서는 오가노이드를 대량 배양하기 위한 마이크로웰 어레이 시스템, 오가노이드의 특성을 분석하기

□ 연구개발 목표
본 연구에서는 다양한 장기의 일부 구조 및 기능을 모사하는 3차원 배양 조직인 오가노이드를 대량 배양하기 위한 플랫폼 및 형성된 오가노이드를 평가하고 신호를 측정 및 제어하기 위한 시스템을 개발하고자 함. 또한, 이차원 줄기세포 집단배양계에 선택적인 분화를 유도할 수 있는 새로운 방식의 광반응성 단백질 시스템을 개발함으로써 다배엽성 오가노이드 제작에 필요한 광유전학적 분화 기술을 개발하고자 함. 이를 통해서, 본 과제에서는 오가노이드를 대량 배양하기 위한 마이크로웰 어레이 시스템, 오가노이드의 특성을 분석하기 위한 3차원 마이크로 시스템 개발을 통하여 오가노이드 연구를 촉진시키고, 관련 기술의 사업화를 통하여 기술을 확산시키고자 함

□ 연구개발 내용
◯ 3차원 오가노이드 구조체를 대량 배양하기 위한 다기능 마이크로웰 어레이 개발
▷ 기존의 세포배양 방법과 호환되는 오픈웰 형태의 마이크로웰 어레이 개발
▷ 다양한 장기의 오가노이드로 유도하기 위한 화학적 유도 방법 포함
▷ 국부 자극을 통하여 특정부위의 세포 성장을 유도 및 조절하기 위한 광학적 유도 방법 포함

◯ 3차원 오가노이드의 특성 분석을 위한 3차원 신경신호 측정 시스템 개발
▷ 3차원 조직에서의 신경신호 측정을 위하여 기존의 전극 어레이와는 다른 방식의
3차원 전극 어레이로 구성된 신경신호 측정 시스템 개발
▷ 최소 침습을 위한 초소형 3차원 전극 어레이 시스템 개발
▷ 특정 타입의 세포 및 국부 자극을 위한 광유전학 (optogenetics) 기법 사용을 위하여 광학 자극 기능 집적

◯ 공간 선택적 Wnt 신호 정밀 제어시스템
▷ 세포배양 플랫폼내의 공간 선택적 Wnt 신호 제어를 위한 제어시스템 제작
▷ 오가노이드 내 특정 영역 Wnt 신호 제어를 위한 정밀 제어시스템 개발

◯ 광유전학적 배엽유도 시스템 개발
▷ 이차원 줄기세포 집단배양계 내의 특정 다배엽 유도를 위한 합성 단백질 개발
▷ 광유전학적 방법으로 분화에 핵심 신호전달계 제어로 선택적 배엽유도 구현
▷ AND 게이트 시스템을 도입하여 비특이적 분화를 최소화함으로써 고효율의 신호 대비 잡신호 비율 획득

□ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
◯ 다양한 분야의 세포 배양 및 오가노이드 연구에 활용될 것으로 기대
◯ 다양한 형태의 오가노이드로 대량 생산이 가능하며, 2단계 후반기에 기술이전을 통하여 사업화 추진 예정
◯ 다양한 오가노이드 및 세포배양을 위한 연구용 시스템뿐만 아니라, 궁극적으로는 오가노이드를 이용한 신약 스크리닝 과정에도 사용될 것으로 기대됨
◯ 향후 확대될 동물 실험 대체 기기 개발에 원천기술을 제공하고 관련 시장이 형성에 주도권을 형성할 수 있을 것으로 기대됨
◯ 신약 개발 과정에서 세포를 이용한 약물 효능 검증에서, 다양한 신호 검증 기능을 추가하여 약물의 효능을 다방면으로 검증할 수 있음

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목별 성과 ... 6
• 1-1. 연구개발 목표 ... 6
• 1-2. 평가항목별 성과 ... 7
• 1-3. 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 2. 추진내용 및 연구개발결과 ... 13
• 2-1. 추진내용 및 연구개발결과 ... 13
• 2-2. 추진 일정 실적 ... 42
• 2-3. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여정도 ... 44
• 2-4. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 44
• 3. 연구 개발 결과의 활용 방안 ... 45
• 4. 당초 연구계획 대비 주요 변경사항 ... 45
• 끝페이지 ... 47