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1. 연구개발의 목적 및 필요성
전세계적으로 혈액의 공급량 부족이 심화되고 있으며, 인구 노령화와 헌혈인구의 감소, 수혈전파 new pathogen 등장 등 30년 내에 극심한 혈액 부족현상이 발생할 것으로 예측되고 있음. 1980년-1990년대에 본격화된 대체혈액 개발은 헤모글로빈 용액 또는 perfluorocarbon 과 같은 산소 운반체와 같은 인공혈액을 개발하였으나, 화학물질 기반 대체 인공혈액의 임상시험이 부작용등으로 모두 중단되었음. 혈액공급원을 확대하고 안전한 적혈구 제조에 대한 새로운 기술로 2005년부터 줄기세포 기반 인공혈액 생산기술의 개발이 프랑스에서 처음 시작되었음. 인공혈구 생산기술은 엄격한 품질관리 및 해당기술 전문가 양성이 필수적이며, 높은 기술 수준과 많은 개발자원이 동시에 요구되는 기술이지만, 반드시 필요한 핵심기술은 국가 간, 기업 간의 경쟁이 치열하여 국제 공동연구로 진행하기 어려운 환경이며, 반드시 국내기술로서 완성해야할 기술임. 따라서 국내에서도 국민의 건강과 직결되는 혈액수급을 극복하고자 하는 기술로서 2010년도에 본 과제에 처음으로 연구 지원이 이루어지게 되었음.
2. 연구개발의 내용 및 범위
2-1. 임상-등급 적혈구의 인비트로 대량생산방법
2-2. 줄기세포로부터 적혈구 전구세포로의 효율적 분화 및 기전 연구
2-3. 혈액형이 변환된 혈구세포의 제작
3. 연구개발 결과
3-1. 세계 최초로 인간세포만 이용해 체외 인공적혈구 생산 배양 방법을 확립
3-2. 조혈줄기세포로부터 성숙적혈구 분화까지의 다양한 연구를 통해 분석기술 확보.
3-3. 골수의 약 반을 차지하는 적혈구계 세포들로 골수내 환경의 부분적 재현 성공 및 체외 생산한 적혈구를 한 달간 냉장보관에 성공함.
3-4. 유전자 가위를 이용하여 줄기세포유래 세포주를 이용하여 적혈구 D 양성 혈액을 D음성 혈액으로 전환하는 기술을 세계 최초로 보고함.
3-5. "적혈구계 세포의 인비트로 생산법"에 대해 한국특허 등록 10건, 출원 5건, PCT 특허 1건 등록, 1건 출원, 미국 1건 출원하였음.
3-6. 본 주제와 직접 연관되는 논문을 6편 주요 SCI저널에 발표하였음.
4. 연구개발 결과의 활용계획
4-1. 대량 생산을 위한 bioreactor 적용 시 적혈구 증식의 최대화로 최소의 줄기세포원으로부터 최대의 적혈구를 생산할 수 있는 방법을 그대로 도입할 수 있음.
4-2. 수혈로 인한 감염전차와 혈액부족현상을 극복할 수 있는 원천기술로서, 장기적으로 국내 뿐 아니라 인류를 위한 최고의 건강증진 기술로서 기여할 수 있을 것임.
4-3. 전세계적으로 집중 투자되고 있는 세포기반 인공혈액 생산기술 대비 우위의 국제 경쟁력 확보로 미래 선도기술 개발에 기여 및 인공혈액 생산 기술의 해외 시장 개척.
4-4. 조혈 및 혈액관련 질환의 병리 이해의 근본적인 모델로 이용가능.
4-5. 혈액형 조절 방법으로 특수 혈액의 생산 및 희귀혈액형 생산기술로의 활용 확대.
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