뇌졸중 동물모델에서 사람 성체 신경 줄기세포를 이용한 질환 치료 효과 및 회복 기전연구
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본 연구에서는 1)면역억제 기능을 가진 IDO 유전자를 발현하는 성체 신경 줄기세포를 이용하여 뇌졸중 동물모델에서의 치료효능을 확인하고,2)IDO 유전자 발현에 의한 치료 부위 미세환경에서의 면역기능 조절 및 신경재생 회복기능 기전을 규명하고자 함.이러한 연구결과를 통해 치료기능 강화를 위한 면역억제 유전자 발현 신경줄기세포가 뇌졸중 치료를 위한 신규 신경 줄기세포 치료제로서의 가능성을 탐색하고 새로운 치료전략을 제시하고자 함.
□ 1차년도 연구개발 내용:면역억제 유전자 발현 신경줄기세포의 기능성 탐색1.허혈성 뇌졸중 동물모델 구축a)SD Rat(250~270g)을 이용하여 혈관 내 중대뇌동맥 폐쇄술(intraluminal MCA occlusion model)을 이용하여 허혈성 뇌졸중 동물모델을 구축2.Ido 발현 및 분비 신경줄기세포의 특성 및 역가인자 비교 분석 a)세포 내에서 IDO를 발현하는 vector와 세포 외부로 IDO 단백질을 분비할 수 있는 Igk-IDO construct를 제작 신경줄기세포로 유전자를 도입b)IDO 발현 신경줄기세포에서의 유효성 역가 인자 분석 3 Ido 발현/분비 신경줄기세포의 conditioned media(CM)를 이용한 면역세포 활성 분석 및 신경재생 분석 □ 2차년도 연구개발 내용:면역억제 유전자 발현 신경줄기세포에 의한 in vivo 치료 효능 분석1.IDO 발현 신경줄기세포 주입에 의한 뇌졸중 동물 모델 치료효과 평가 및 조직 확보2.질환 병변 주위 미세환경에서의 면역세포 기능성 및 신경 재생 확인 분석3.IDO 발현 줄기세포 이식에 따른 동물행동 평가 □ 3차년도 연구개발 내용:면역억제 유전자 발현 신경줄기세포에 의한 신호전달 기전 분석1.신경줄기세포에서 분비된 IDO에 의한 면역세포 신호전달 분석2.MCP1,GRO-alpha와 더불어 신규 규명된 역가 인자의 동물실험 병변 조직 및 기타조직 내 발현 분석3.신규 발굴된 역가인자에 의한 신경세포에서의 신호전달 및 2차손상 억제 분석
◦ 본 연구팀의 줄기세포는 성인 뇌조직에서 부터 배양한 세포를 사용함으로써 태아조직을 사용할 때 발생할 수 있는 윤리적인 문제점을 근본적으로 해결하였음.◦ 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되지 않기 때문에 줄기세포를 이식하여 신경세포를 재생하는 것이 유일 한 방법임.따라서 신경조직을 생성하는데 특화된 신경줄기세포를 이용하여 뇌졸중으로 인한 손상 뇌신경 을 재생할 수 있는 치료에 적용함으로써 신경조직 재생 능력 극대화를 통한 치료 유효성 증대를 기대할 수 있음.◦ 또한,성인 정상 뇌 조직에서 성체신경줄기세포를 성공적으로 분리하여 많은 lot의 줄기세포를 보유하고 있어 분비 cytokine 분석을 통한 효용성 줄기세포를 선별할 수 있다는 장점과 기존부터 연구를 진행하고 있는 면역억제 유전자 도입 기술을 이용하여 치료기능 강화 줄기세포를 다양한 적응증에서 검증할 수 있음.◦ 본 연구진이 보유하고 있는 줄기세포는 전 세계적으로 유일하게 성인의 뇌 조직으로부터 신경줄기세포를 분리/배양할 수 있는 기술과 특허를 보유하고 있어 기존 줄기세포와 차별성을 가질 수 있음