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[표지]
목차
각막재생을 위한 줄기세포 분화 제어 바이오 나노융합기술개발 최종보고서(2017. 11. 17.) 1
제출문 2
보고서 요약서 3
국문 요약문 4
SUMMARY 5
목차 7
제1장 연구개발과제의 개요 8
1. 연구개발 목적 8
2. 연구개발의 필요성 8
가. 기술적 측면 8
나. 경제적․산업적 측면 12
다. 사회․문화적 측면 13
3. 연구개발 범위 13
제2장 국내외 기술 개발 현황 14
1. 세계적 수준 14
2. 국내수준 14
3. 국내외 연구현황 15
제3장 연구 수행 내용 및 성과 16
1. 1 단계 연구 수행 내용 및 성과 16
가. 줄기세포 분화 연구 및 줄기세포 분화 시스템에 따른 분화도 비교 16
나. 실크기반 지지체 제작, 특성 분석 및 각막내피세포와의 상호작용 평가 17
다. 오리발콜라겐/실크수용액 필름, 오리발콜라겐/실크수용액/젤라틴 필름 제작 및 특성 평가 18
라. 전기방사 BN융합 스마트 실크지지체 연구 20
마. ZnO particle 합성, 독성평가 및 이미징 연구 21
바. 각막 상피세포 분화 Niche 확립 22
사. iPSCs 분화 최적화 배지 확립 24
아. 각막줄기세포 형성에 관여하는 분화조절 핵심 신호단백질 발굴 25
자. 각막 이식 동물 모델에 이식이 가능한 지지체 획득 및 이식 프로토콜 확립 27
차. 체세포를 이용한 직접적인 교차분화 유도기술 기확보 (iNS, induced Nueronal Cell) 28
2. 2 단계 연구 수행 내용 및 성과 30
가. 스마트나노실크지지체에 분화 전/후의 줄기세포를 파종하여 각막손상 모델로의 이식결과를 통한 이식 최적시기설정 30
나. 세포전달체 이식 후 주변 각막조직 활성도 향상여부 분석, 향상법개발 30
다. 재생세포원이 파종된 스마트나노실크지지체의 CEnC 이식에 의한 시력 회복 조사 36
라. 시트 이식 임상적용을 위한 시술 프로토콜 확립 41
마. 분화 인자 B27을 배합한 실크 피브로인 필름 42
사. 실크 필름의 안정성평가 (한국 화학 융합 시험 연구원) 45
아. 각막줄기세포 형성에 필요한 핵심분화인자의 교차분화 관련성 분석을 통한 교차분화 증진 인자 발굴 (특허 출원 10-2016-0101955) 46
자. 교차분화 (iCS) 조절인자 적용의 최적화 분화 시스템 구축 52
차. 교차분화를 통한 각막 줄기세포주 구축 및 각막 이식 55
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 58
1. 목표 달성도 58
2. 관련 분야 기여도 58
가. 기술적 측면 58
나. 경제적․산업적 측면 59
제5장 연구개발성과의 활용계획 60
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 62
제7장 연구개발성과의 보안등급 64
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 64
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 64
1. 안전점검 및 정밀안전진단 64
2. '16 (진단) 결과에 따른 개선 64
3. 연구활동종사자 보험가입 65
4. 건강검진 65
5. 안전교육 65
6. 사전유해인자분석 실시 66
7. 주무 부서 : 전북대학교 연구실안전관리센터(219-5315) 66
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 67
제11장 기타 사항 68
제12장 참고문헌 69
스마트나노지지체와 골수유래줄기세포 분화를 이용한 각막내피세포재생연구 최종보고서(2017. 11. 17.) 71
제출문 72
보고서 요약서 73
국문 요약문 74
SUMMARY 75
목차 77
제1장 연구개발과제의 개요 78
1. 연구개발 목적 78
2. 연구개발의 필요성 78
가. 연구개발의 개요 78
나. 연구개발대상 기술의 경제적·산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 81
3. 연구개발 범위 83
제2장 국내외 기술 개발 현황 84
1. 세계적 수준 84
2. 국내수준 85
3. 국내외 연구현황 86
제3장 연구 수행 내용 및 성과 87
1. 1 단계 연구 수행 내용 및 성과 87
가. 각막내피세포의 순수 분리 및 정제법 확립 87
나. 줄기세포를 이용한 세포분화 및 재생연구 88
다. 직접 공배양 시스템을 통한 중간엽줄기세포의 각막내피세포로의 분화 유도 및 실크, PLGA 지지체적용 89
라. 간접공배양 시스템과 조건배지에 따른 중간엽줄기세포의 각막내피세포화 평가 90
마. 배양 배지 조건에 따른 중간엽줄기세포의 분화성 평가 91
바. 줄기세포 분화 시스템에 따른 분화도 비교 92
사. iPSC와 B27 포함 배지 조성으로부터 각막내피세포로의 분화 연구 93
아. 실크기반 지지체 제작, 특성 분석 및 각막내피세포와의 상호작용 평가 93
자. 지지체 표면 패터닝/물리화학적 개질을 통한 BN융합 스마트 실크지지체 연구 95
차. 전기방사 BN융합 스마트 실크지지체 연구 110
카. Gold nano rod 합성 및 세포와의 상호작용 확인 연구 111
2. 2 단계 연구 수행 내용 및 성과 114
가. 스마트나노실크지지체에 분화 전/후의 줄기세포를 파종하여 각막손상 모델로의 이식결과를 통한 이식 최적시기설정 114
나. 줄기세포가 파종된 세포전달체 in vivo 이식에 따른 주변염증반응조사 114
다. 세포전달체 이식 후 주변 각막조직 활성도 향상여부 분석, 향상법개발 115
라. 재생세포원이 파종된 스마트나노실크지지체의 CEnC 이식에 의한 시력 회복 조사 120
마. 시트 이식 임상적용을 위한 시술 프로토콜 확립 126
바. 분화 인자 B27을 배합한 실크 피브로인 필름 127
사. BN융합 나노지지체를 이용한 바이오각막 대체 물질 개발 129
아. Laminin-511을 함유한 다층형 실크 피브로인 필름 134
자. 타장기와의 하이브리드 적용 시도 135
차. 실크 필름의 안정성평가 (한국 화학 융합 시험 연구원) 136
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 138
1. 목표 달성도 138
2. 관련 분야 기여도 139
가. 기술적 측면 139
나. 경제적·산업적 측면 139
제5장 연구개발성과의 활용계획 140
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 141
제7장 연구개발성과의 보안등급 141
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 141
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 142
1. 안전점검 및 정밀안전진단 142
2. '16 (진단) 결과에 따른 개선 142
3. 연구활동종사자 보험가입 142
4. 건강검진 143
5. 안전교육 143
6. 사전유해인자분석 실시 143
7. 주무 부서 : 전북대학교 연구실안전관리센터(219-5315) 144
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 145
제11장 기타 사항 146
제12장 참고문헌 146
각막상피재생을 위한 각막줄기세포주 구축 및 세포분화 연구 최종보고서(2017. 11. 17.) 148
제출문 149
보고서 요약서 150
국문 요약문 151
SUMMARY 152
목차 154
제1장 연구개발과제의 개요 155
1. 연구개발 목적 155
2. 연구개발의 필요성 155
가. 연구개발의 개요 155
나. 연구개발대상 기술의 경제적·산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 155
3. 연구개발 범위 160
제2장 국내외 기술 개발 현황 161
1. 세계적 수준 161
2. 국내수준 162
3. 국내외 연구현황 162
제3장 연구 수행 내용 및 성과 165
1. 각막줄기세포를 이용한 상피세포분화 유도기술확립 165
(가) 각막 줄기세포 분리 165
(나) 각막 상피 세포 분화 유도 165
2. iPSCs 제작기술과 세포주 확보 및 iPSCs의 분화유도기술 개발 166
(가) iPSC 제작 및 세포주 확보 166
(나) iPSCs의 분화유도 - 표적 인자 제어 시스템 167
3. 각막 상피세포 분화 Niche 확립 (2015년 Ophthalmic Research 개제) 168
(가) 각막 상피세포 분화 Niche 구축 168
4. 각막 줄기 세포 분화를 위한 iPSCs의 feeder free 배양 170
5. iPSCs 로부터 각막 줄기세포/각막 상피세포 분화 170
6. 각막줄기세포 형성에 관여하는 분화조절 신호전달체계 조절인자 발굴 171
7. lentiviral expression system을 통한 분화조절 기술 구축 173
8. 각막줄기세포 형성에 관여하는 분화조절 핵심 신호단백질 발굴 173
9. 각막 분화 최적 배양 시스템과 small molecule을 통한 각막 줄기 상피 세포/각막 상피 세포 분화능 증진 176
10. 각막줄기세포로부터 상피세포로의 분화율 분석을 통한 줄기세포기능 확립 184
11. 각막 이식을 위한 각막 줄기 상피세포 지지체 제작 및 각막 이식 (제1세부제공) 185
12. 각막 이식 동물 모델에 이식이 가능한 지지체 획득 및 이식 프로토콜 확립 186
1) 각막 윤부 결핍 모델 적용 186
2) 각막 이식 동물 모델에 각막 줄기세포배양된 Silk지지체 이식을 통한 이식 프로토콜 확립(특허출원 진행중) 187
13. 각막줄기세포 형성에 필요한 핵심분화인자의 교차분화 관련성 분석을 통한 교차 분화 증진 인자 발굴 (특허 출원 10-2016-0101955) 188
1) RNA array 선별인자와 이를 통한 각막 줄기세포/각막 상피세포 분화인자 발굴 188
2) miRNA array를 통한 각막 줄기세포/각막 상피세포 분화인자 발굴 190
3) 각막줄기세포 post translational modification 193
14. 지지체 선별 194
15. 교차분화 (iCS) 조절인자 적용의 최적화 분화 시스템 구축 195
16. 교차분화를 통한 각막 줄기세포주 구축 및 각막 이식 198
1) 교차분화를 통한 각막 줄기 세포주 구축 198
2) 각막 이식 동물 모델 199
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 201
1. 목표 달성도 201
2. 관련 분야 기여도 201
제5장 연구개발성과의 활용계획 202
1. 세포분화에 대한 기초연구 및 병인기전 규명연구에 모델 제공 202
2. 후성유전체학 (epigenomics) 연구의 기초자료 제공 202
3. 장기이식의 대체를 위한 치료제 개발 연구모델 제공 및 원천기술의 산업화 가능 202
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 204
1. Human Limbal Derived Induced Pluripotent Stem Cells 204
2. Wnt protein과 분화 204
3. Small molecule과 iPSCs 204
4. Mouse iPSC로부터 상피세포로의 분화 촉진 205
5. 각막 윤부 마커 205
제7장 연구개발성과의 보안등급 206
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 206
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 206
가. 정밀안전진단 실시 및 후속 조치 진행 206
나. 정기안전점검 진행 206
다. 연구활동 종사자 보험 가입 진행 (상해 보험등) 207
라. 연구활동 종사자 교육 진행 207
마. 참여연구원 대상 건강검진 시행 207
바. 연구 공간 및 연구자 보안 관리를 위한 출입통제 시스템 설치 및 시행 207
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 208
제11장 기타 사항 208
제12장 참고문헌 209
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