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보고서 상세정보

중간엽 줄기세포를 이용한 세포치료기술개발
Cell therapy using mesenchymal stem cell from bone marrow

  • 연구책임자

    이진우

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2005-05

  • 주관부처

    과학기술부

  • 등록번호

    TRKO201000012369

  • 키워드

    중간엽 줄기세포.연골세포.골세포.지방세포.분화.신호전달기전.mesenchymal stem cell.chondrogenesis.osteogenesis.adipogenesis.differentiation.cell signaling.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Mesenchymal stem cells are a kind of adult stem cells and mainly existed in the bone marrow. Recently, mesenchymal stem cells are...

    Mesenchymal stem cells are a kind of adult stem cells and mainly existed in the bone marrow. Recently, mesenchymal stem cells are known to be separated from cord blood and adipose tissue and so on. They are known to multipotent cells which can differentiate into bone, cartilage, muscle, and fat. Because they can be easily separated from bone marrow and applied as a cell therapy for regeneration of injured tissue through relatively simple manipulation without any morbidity, several researches have been performed. The purposes of this particular project are to develop the cell therapy and apply this concept from bench to bed through establishment of mesenchymal stem cell line and induction of differentiation from multipotent cells into several tissues. In order to realize these final goals, we will try to find out the mechanism of differentiation and transdifferentiation into several tissues from mesenchymal stem cells, interpretate the function and control mechanism of genes and proteoms related differentiation, establish the system of biomechanical stimuli for enhancement of differentiation, and construct the cutting edge technologies to produce the artificial tissues through the tissue engineering concepts. Our research team will be composed of medical doctors, cell biologists, and specialists for biomaterials, biomechanics and tissue engineering. For effective progress and accomplishment of our purposes, we will focus on four target diseases such as vesicoureteral reflux, urinary incontinence, osteoporosis, and articular cartilage defects for early clinical application of cell therapy concept. Specifically, we will try to develop the minimally invasive cell therapy technology through combination of mesenchymal stem cells and injectable biomaterals. The main strong points of this project from others are early clinical application using noble injectable biomaterials, the development of proliferation and differentiation of mesenchymal stem cell through biomechanical stimuli, and its originality to observe the changes of proteoms related to biomechanical stimuli in the process of differentiation.


    (1) 골수액으로부터 중간엽 줄기세포의 분리 및 배양 방법 개발
    ▶ 중간엽 줄기세포의 골수로부터의 분리 및 동결 방법의 최적 프로토콜을 정립하였음.
    (2) 일차 배양된 중간엽 줄기세포와 증폭 후 중간엽 줄기세포의 특성 분...

    (1) 골수액으로부터 중간엽 줄기세포의 분리 및 배양 방법 개발
    ▶ 중간엽 줄기세포의 골수로부터의 분리 및 동결 방법의 최적 프로토콜을 정립하였음.
    (2) 일차 배양된 중간엽 줄기세포와 증폭 후 중간엽 줄기세포의 특성 분석
    ▶ 계배 배양 시기에 따라 세포의 모양의 비대함과 granule 분비가 증가함을 확인하였고, 세포의 증식률과 분화능이 감소하는 것을 보고하였음. 계배 배양 중 세포 증식 및 구조 단백질에 관여하는 12개의 단백질을 발굴하였음. 세포 클론화 기술을 접목시켜 중간엽 줄기세포에서 순수한 클론을 선별하는 기술을 개발하였고, 각 클론의 분화특성 및 증식과 세포 표면항원과의 관련성을 파악하였음. 본 연구결과의 토대로 CD105/CD29에 double positive 클론만을 선별하여 배양한 후, 골아세포와 연골세포 분화는 5계대 배양 이전에서 분화시키는 프로토콜을 정립할 수 있었음.
    (3) In vitro 분화 방법 및 신호전달기전

    ▶ 중간엽 줄기세포로부터 연골, 골 및 지방세포로의 최적 분화 조건을 확립하였으며, Troglitazone을 이용한 지방세포로 분화 촉진법을 개발하였고, 프로테오믹스를 이용하여 연골세포 분화시 변화 단백질 약 18개와 골아세포 분화시 약 21개의 단백질을 동정하였음. 특히 연골세포 분화에서 증가하는 것으로 밝혀진 MMP13은 연골분화 후기에 나타나는 단백질로서, in vitro 분화기간을 결정하는 지표로서 제시할 수 있었음. 또한 3차 배양 및 정수압과 전단력을 가할 수 있는 bioreactor를 고안하였으며, 정적 배양법에 비하여 3차원 배양조건에서의 생역학적 자극 (정수압 +2기압, 전단력 30 rpm)에 의해 골아세포의 분화가 최적으로 촉진되는 것으로 밝혔음. 또한 기존에 알려지지 않은 본 연구 분화 모델에서의 생역학적 자극에 의해 촉진 되는 세포신호전달 기전을 밝힘.
    (4) 임상적용을 위한 동물 모델 확립
    ▶ 임상에서 세포 주입에 용이하도록 고안된 온도 민감성 주사형 폴리머를 개발 및 보완하여, 질병치료 모델로서, 요로 결석 및 역류성 식도염과 관절염 치료모델을 제시할 수 있었음. 또한, 세포 이식 후 동반될 수 있는 세포의 독성 테스트를 통해 토끼 모델에서 관찰한 결과, 근육에 이식된 자가 중간엽 줄기세포가 신장으로 이동되는 것을 관찰 할 수 있었으며, 이는 줄기세포의 타 조직으로 이동에 대한 문제 해결방안의 필요성을 제시하고 있음.


  • 목차(Contents) 

    1. 제출문 ... 1
    2. 보고서 초록 ... 2
    3. 요약문 ... 3
    4. SUMMARY ... 5
    5. CONTENTS ... 6
    6. 목차 ... 7
    7. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 8
    8. 제1절 연구개발의 중요성 ... 8
    9. 제2장 국내외 ...
    1. 제출문 ... 1
    2. 보고서 초록 ... 2
    3. 요약문 ... 3
    4. SUMMARY ... 5
    5. CONTENTS ... 6
    6. 목차 ... 7
    7. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 8
    8. 제1절 연구개발의 중요성 ... 8
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 10
    10. 제1절 국외 연구 개발 실적 ... 10
    11. 제2절 국외 연구 개발 실적 ... 11
    12. 제3절 생역학적 자극에 의한 골아 세포의 분화법 개발 ... 24
    13. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 12
    14. 제1절 일차 배양된 중간엽 줄기세표와 증폭 후 중간엽 줄기세포의 특성 분석 ... 12
    15. 제2절 In vito 분화 방법 및 신호전달기전 ... 18
    16. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 32
    17. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 33
    18. 제1절 보안 및 차별성 ... 33
    19. 제2절 활용계획 ... 34
    20. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 34
    21. 제7장 참고문헌 ... 35
  • 참고문헌

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