[국내연구팀 소개] 이수홍 교수/치료용 세포조직 배양기술 연구팀 동국대학교
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- 치료용 세포조직 배양기술 개발 연구팀
총괄연구책임자: 동국대학교 이수홍 교수
- 연구개요
- I. 필요성 및 한계점 : 난치성 골/피부 질환 치료를 위한 생체모사조직의 개발
- 재생의학 및 세포 치료제로써 활용이 용이한 기존의 성체 중간엽 줄기세포가 갖고 있는 분화능의 차이 및 세포증식 능력에서 기인한 세포의 한계점을 해결하기 위해 가장 이상적인 대안은, 세포증식능력 및 분화력이 뛰어난 인간 만능 줄기세포를 이용하여 단일의 중간엽 줄기세포를 생산하는 것임. 그러나 현재까지의 기술은 인간 만능 줄기세포로부터 유래된 중간엽 줄기세포를 효율적으로 분리 및 분류하는데 한계를 가지고 있기에 이를 해결하기 위하여 다양한 기술이 요구됨. - 효과적인 골/피부 조직재생을 위해 가장 중요한 점은 미세환경 조절을 이용한 지지복합체의 개발임. 현재까지 개발된 공정은 세포의 영양공급과 산소 공급을 위한 공극이 없는 불균일한 형상이기 때문에 조직화가 어렵고, 단순 모사만 가능한 실정임. 최적의 조직재생용 세포담체는 세포가 지속적으로 성장과 증식이 가능하고 영양분 및 산소 공급이 원활 할 수 있도록 일정한 공극구조가 반드시 필요할 뿐만 아니라 해부학적 구조의 모사가 필요함.
II. 중요성 : 인간 만능 줄기세포를 이용한 세포외 미세환경과의 상관관계 분석 및 조직형성 원천기술 확보
- 다양한 미세환경(예, 세포외기질 등)과 인간 만능 줄기세포 분리/증식 및 Stem cell niche 와의 상관관계에 대한 연구 결과를 바탕으로 중간엽 줄기세포 분리/증식 기술을 확보하고, 분리된 줄기세포의 대량배양을 하기 위한 Mass-production 기술의 병행적 개발을 통해서 세포를 확보하고, 이를 다양한 조직공학적 기술 즉, 세포판(cell sheet) 또는 바이오잉크를 활용한 3D 프린팅 기술, 3차원 스페로이드 등 신기술을 이용한 이식 가능 조직형성 원천기술 확보하자 함.
- 2) 연구목표
- - 인간 만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 골/피부-혈관 복합재생을 위한 소재를 개발 또는 개선하고자 함.
- 세포를 조직형태로 배양하여 손상 조직의 치료에 이용할 수 있는 조직형성 및 생산기술을 개발함.
- 인간 만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포를 사용한 조직형성 가능한 바이오프린팅 기술 개발 및 전임상시험을 진행하고자 함.
- 3) 연구진 구성
- - 제1세부과제
책임연구원: 이수홍(동국대, 총괄)
공동연구원: 김재호(부산대), 황유식(경희대), 한인보(차의과학대), 차재민(인천대)
- 제2세부과제
책임연구원: 전욱(한림대)
공동연구원: 김근형(성균관대)
- 4) 연구내용 및 추진체계
- I. 1차 연도
- 세포외 미세환경과 인간 전분화 또는 만능 줄기세포과의 관계 규명
- 나노/마이크로 파이버 패치 제조기술 확립
- 인간 전분화 또는 만능 유래 중간엽 줄기세포 스페로이드 분석
- 인간 만능줄기세포의 혈관내피세포, 평활근세포로의 분화 및 분리 프로토콜 최적화
- 혈관형성 유도 및 조직형성용 케라틴 기반 하이드로젤 지지체 개발
- 인공피부 제작
II. 2차 연도
- 개발된 줄기세포의 특성 분석
- 골조직 및 혈관조직의 형성 및 분석
- 인간 만응줄기세포 유래 혈관내피세포, 평활근세포의 대량 생산 시스템 확립
- 혈관화 피부조직 형성능 최적화 및 이식 가능 조직 제작기술 최적화
- 배양 플랫폼의 확립을 통한 이식법 개발
III. 3차 연도
- 중간엽줄기세포의 분리 및 증식기술 최적화를 통한 혈관화 골조직 고도화
- 중간엽줄기세포의 분리 및 증식기술 최적화를 통한 혈관화 피부조직 고도화
- 임상시험을 위한 준비
그림 연구내용
추진일정
- 5) 기대효과
- - 혁신적 과학기술 개발: 차세대 줄기세포 분리, 대량배양 방법, 줄기세포 배양 플랫폼 개발 및 원천기술 확보.
- 국민 복지 향상: 조직재생의 치료실패와 불필요한 재수술 및 합병증을 최소화하고 환자 삶의 질 향상을 도모 및 사회적 의료비용 감소.
- 국가 이익 창출: 국제적 선도 질병모델 및 치료기술 개발 및 제약 산업의 부가가치 창출.
동국대학교 의생명공학과 줄기세포융합공학연구실
"치료용 세포조직 배양기술 개발" 연구팀