项目标书摘要：연구내용○ 본 연구의 최종 목표는“긴 비암호화 RNA LINC02035와 LOC100130207 억제 기반 골관절염 유전자 및 세포치료제 개발”하는 것임.이를 위해1)바이러스 기반 lncRNA(LINC02035와 LOC100130207)결핍 연골세포 및 중간엽 줄기세포 제작 및 시험관 내 효능 평가 및 조절기전 분석2)소형 실험동물을 이용한 생체 내 기전 및 치료효과 검증3)중대형 실험동물 모델을 이용한 생체 내 골관절염 예방 및 치료효과를 검증해 봄으로써 본 연구개발에 이용되는 두 lncRNA들이 골관절염 유전자 및 세포치료제의 후보물질로서의 가능성을 평가해보고자함.1.2022(1차년도)1)Lentivirus 또는 AAV 기반 lncRNA(LINC02035와 LOC100130207)-deficient 연골세포주 및 중간엽 줄기세포주 확립(Lentivirus의 연골조직 감염율을 높은 것으로 알려져 있으며,본 연구팀에서도 lentivirus를 이용한 유전자 전달효율을 이미 검증하였음.상대적으로 안전할 것으로 생각되는 AAV는 연골조직으로의 유전자 전달효율이 효과적일지는 미지수임.이러한 이유로 우선은 lentivirus를 이용해서 유전자 전달 실험을 진행할 것이며,AAV는 최적화과정을 거친후 본 실험에 도입될 예정임.)2)확립된 연골세포주 및 중간엽 줄기세포를 이용하여 골관절염 모사 염증환경에서 연골세포 비대화 현상이 제어될 수 있는지 검증3)검증된 lncRNA-deficient 연골세포주 및 중간엽줄기세포의 객관적인 분석을 위한 RNA-Sequencing 의뢰 및 transcriptome 분석2.2023(2차년도)1)소형동물(Mouse)의 무릎관절부위에 선별된 두 가지 lncRNA를 각각 injection 후 관절연골 내 존재하는 연골세포의 비대화 및 mouse RUNX2 단백질과의 상호작용 관찰(생체 내 기전 검증)2)동시에 두 lncRNA에 대한 shRNA를 각각 무릎관절부에 injection한 후,관절연골 내 존재하는 연골세포의 비대화 변화 관찰(유전자치료제로서의 가능성 검증)3)Xenograft 모델로서 mouse 모델을 이용하여 무릎관절연골을 손상 시킨 후 확립된 인간 연골세포주 및 중간엽줄기세포를 이식하여 손상된 조직의 재생정도를 관찰(세포치료제로서의 가능성 검증)3.2024(3차년도)1)두 lncRNA들(LINC02035와 LOC100130207)발현에 대한 억제 벡터 시스템으로서 lentivirus 또는 AAV를 이용하여 대량생산 프로토콜 정립 및 유전자치료제 확보2)생산된 lncRNA 억제 바이러스를 처리하여 연골세포 비대화 및 골관절염과 관련된 표지자들의 발현제어 효과를 기확보된 골관절염 환자 유래 연골세포에서 평가함(유전자치료제로서의 가능성 검증)3)Xenograft 모델로서 중대형동물(토끼)의 무릎관절 연골조직 부분에 defect를 만들고 확립된 lncRNA-deficient 연골세포 또는 중간엽줄기세포를 이식한 후 손상된 조직의 재생정도를 관찰(세포치료제로서의 가능성 검증)1.기술적 측면● 골관절염의 병인이 되는 새로운 비암호화 RNA들을 확보할 수 있음● 신개념의 치료법으로서 현재 제안서에 제시된 AAV 기반 유전자치료법은 핵심적인 기술로서 국내 및 국제 경쟁력을 가지고 골관절염 치료제 시장을 선도해 나갈 수 있는 기술임.● 질환 동물 모델을 이용한 신약 개발 플랫폼 구축 및 전임상시험 시스템 확보가 기대됨.2.경제,산업적 측면● 완성된 기술은 국내기업에 기술이전이 가능할 것으로 생각되며,궁극적으로 신기술 확보로 인하여 관절염 치료제 분야에서 국제 경쟁력을 갖추게 할 수 있는 기반을 확보할 수 있음.● 비암호화 RNA 기반의 치료제 개발을 통한 원천기술 확보와 바이오의약품 시장에서의 새로운 고부가가치 시장 창출이 기대됨.● 고령화 사회 진입에 따른 만성 근골격계 질환 증가로 인한 연간 수조원의 직/간접적인 사회 경제적 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대됨.
