초록 ▼

ㅇ 연구개요
• 한 세포가 여러 종류의 다른 세포를 생산할 수 있는 다중분화능을 가진 줄기세포는 손상받은 신체 부위의 세포를 재생할 수 있어 퇴행성 질환 등을 치료할 수 있는 대안으로 각광받고 있음
• 줄기세포치료제를 개발하기 위한 비임상 효능 및 독성 연구에서는, 인체유래 세포치료제가 동물 체내에서 면역 거부되는 현상을 제어하기 위해 T림프구와 B림프구가 결손된 Severe combined immunodeficiency (SCID) 마우스 등의 면역저하/결핍 동물이 많이 사용되고 있음
• 비임상독성연구에서 마우스

ㅇ 연구개요
• 한 세포가 여러 종류의 다른 세포를 생산할 수 있는 다중분화능을 가진 줄기세포는 손상받은 신체 부위의 세포를 재생할 수 있어 퇴행성 질환 등을 치료할 수 있는 대안으로 각광받고 있음
• 줄기세포치료제를 개발하기 위한 비임상 효능 및 독성 연구에서는, 인체유래 세포치료제가 동물 체내에서 면역 거부되는 현상을 제어하기 위해 T림프구와 B림프구가 결손된 Severe combined immunodeficiency (SCID) 마우스 등의 면역저하/결핍 동물이 많이 사용되고 있음
• 비임상독성연구에서 마우스 정맥 투여 시, 줄기세포 대부분이 폐와 간에 분포하게 되며 경우에 따라 pulmonary embolism 혹은 정맥 내 thrombosis가 발생할 수 있어서, 사람에서 발생가능한 독성 및 체내분포 평가 예측이 어렵게 되는 경우가 있음
• 이러한 문제는 인체유래의 세포치료제 크기가 모델 마우스의 혈관 크기와 차이가 있어서 인체독성을 예측하기 어렵게 하는 것으로 추정됨
• 따라서, 이러한 부정확성과 부작용을 줄여, 더 정확한 비임상 효능/독성연구를 할 수 있는 SCID 랫드와 SCID 마모셋원숭이 모델을 확립하고 활용하는 방법을 제시함으로써, 신뢰성 높은 바이오 의약품 비임상평가 시스템을 구축하고자 함

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
□ SCID 랫드의 도입과 번식, 기초표현형 분석
• SCID 랫드를 일본 NBRP로부터 수입하여 성공적으로 번식하였고 IL2rg KO, rag2 KO, IL2rg/Rag2 KO strain 당 10마리를 사용하여 4주령부터 20주령까지 총 13주간의 기초표현형 분석을 완료하였고, 중증면역결핍 랫드의 기초데이터를 확보하였음
□ hADMSC 투여에 따른 SCID 랫드와 SCID 마우스의 영향 비교분석
• hADMSC를 배양하여 마우스와 랫드에 투여하였을 때, 마우스의 중용량 투여군 (2.5×10⁸cells/kg)에서 6마리 중 수컷 1마리가 투여 직후 폐사하였고, 고용량 투여군 (5.0×10⁸cells/kg)에서 6마리 중 수컷 2마리, 암컷 2마리가 폐사하였는데 이것은 투여된 줄기세포의 물리적인 영향으로 사망한 것으로 판단하였음
• hADMSC의 비임상 안전성 평가에서 마우스를 이용한 독성시험은 적절하지 않다고 판단하였고, 랫드가 그 대안 동물모델인 것을 확인하였음
□ 인간지방세포유래 중간엽줄기세포의 SCID 랫드에서 단회투여 13주 독성시험
• 임상증상, 체중, 사료/음수 섭취량, 혈액학적, 혈청학적검사, 응고검사에서 대조군과 비교하여 유의적인 변화는 관찰되지 않았음
• 조직병리학적 분석에서, 폐의 병변이 관찰되었으나, 투여된 hADMSC로 인한 변화는 관찰되지 않았고, 추가적인 조직병리학적 분석이 필요하다고 판단되었음
□ 마모셋원숭이의 도입 및 번식, 기초표현형 확인
• Cyclophosphamide와 fludarabine의 합제로 유도된 면역억제 마모셋은 정맥으로 투여된 동물에서 약물 투여 4일 후부터 효과적인 면역억제 반응을 보였음
• 면역억제 마모셋에서 백혈구, lymphocyte의 감소, T, B, NK 세포의 효과적인 사멸을 보였으나 약 4주 후 약물 투여 전 상태로 회복하는 것을 확인하였음

ㅇ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
□ SCID 랫드의 성공적인 도입과 기초표현형 분석을 통한 동물자원확보
• SCID 랫드를 국내로 도입하여 번식하였고, 표현형분석을 통한 기초데이터 축적으로 차후에 수행될 연구 기반 데이터로 사용될 수 있음
□ 적절한 동물종을 이용한 hADMSC의 비임상 안전성 평가 방법 확립
• 세포치료제 비임상시험 중 마우스에서 다빈도로 발생하고 있는 폐색전증 혹은 정맥 내 thrombosis 등으로 인한 부정확한 독성평가를 SCID 랫드를 통해 정확한 안전성 평가의 가능성을 열어줌
□ 면역억제제를 통한 마모셋 원숭이의 모델 확립과 SCID 마모셋의 필요성 제시
• cyclophosphamide와 fludarabine의 적절한 용량을 최적화하여 면역억제 마모셋 원숭이 모델을 확립하였고, 다양한 연구에 활용될 가치가 있다고 판단되나 사람의 세포가 생착되기 위해서는 SCID 마모셋 원숭이가 필요하다고 판단됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 다중분화능을 가진 줄기세포 치료제의 대두 ... 4
• (2) 줄기세포치료제 비임상 안전성 평가에서 마우스 모델의 한계점 ... 4
• (3) 줄기세포치료제 비임상 안전성 평가에서 랫드와 마모셋원숭이 모델 확립의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1. SCID 랫드의 도입 및 번식, 기초표현형 분석 ... 5
• 2. 줄기세포 투여에 따른 SCID 랫드와 SCID 마우스의 영향 비교분석 ... 7
• 3. SCID 랫드를 이용한 줄기세포치료제의 비임상평가 ... 10
• 4. SCID 마모셋원숭이의 도입 및 번식, 기초표현형 확인 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 31