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줄기세포 배양 관련 배양액, 성장인자, 소재 등의 국산 제품 개발 동향
| 작성자 | 관리자 | ||
|---|---|---|---|
| 작성일 | 2019-07-02 | 조회수 | 4,094 |
| 국가정보 | 아시아>대한민국 | ||
| 출처 | 생물학연구정보센터 | ||
| 원문 | https://www.bioin.or.kr/board.do?num=288631&cmd=view&bid=tech | ||
| 첨부파일 | |||
pdf_0003265.pdf(511.48KB)줄기세포 배양 관련 배양액, 성장인자, 소재 등의 국산 제품 개발 동향
김상태 분당서울대학교병원
요약
세포 치료제에 사용되는 줄기세포 배양의 주 소스인 소혈청의 여러 문제점을 보완하기 위한 노력이 시도되고 있다. 이종의 단백질인 소태아 혈청을 함유하는 기존 줄기세포 배양배지는 임상적으로 적용하는데 있어서는 안정성이 문제되는 것을 최소화하는 측면에서 사용되는 배지 성분을 대체되는 특정한 세포적 미세환경 혹 적소(niche)를 필요로 하는 기본 배지, 녹아웃 혈 청대체제가 포함한 배양배지 및 이를 포함한 배양소스에 관한 것에는 호르몬, 비타민, 고가의 성장인자 EGF, bFGF를 사용하지 않아도 줄기세포를 이종 단백질에 의한 오염 위험 없이, 대량 으로 배양하는 어려움을 탈피하려고 노력하고 있다. 특히 저비용으로 고순도의 줄기세포를 회 수하고, 자발적 분화능이 감소된 고순도 줄기세포를 획득하여 세포치료 효능을 획기적으로 증 진하는 BSA, PVA기법에 대한 소재 개발에 대하여 고찰하고자 한다.
[목차]
1. 서론
2. 본론
3. 결론
4. 참고문헌
[내용]
1. 서론
배아줄기세포 확립을 위해서는 내세포괴의 크기가 작은 경우 혹 내세포괴의 존재를 확인할 수 없는 경우에는 내세포괴의 기능을 상실할 가능성이 높다. 여기에 사용되는 시약이 동물 유래에서 비롯된 유연 성분과 동물 유래 병원균에 의해 감염 위험성을 배제할 수 없다. 배아 전부를 배양하거 나 일부를 배양하는 방법이 개발되었다. 분리된 내세포괴가 배아줄기세포로 자라면서 미분화상태를 유지하기 위해서는 MEF feeder layer 위에서 배양을 한다. 이렇게 MEF feeder layer 위에서 배아줄기 세포를 증식하기 위해서는 cytokine의 일종인 leukemia inhibitory factor (LIF)를 사용하면 MEF feeder layer 위에서 키우지 않더라도 인간이나 생쥐의 배아줄기세포는 미분화상태를 유지한다는 것이 알려 지기까지 사용되어 왔다. 인간 배아줄기세포를 확립하기 위해서는 MEF feeder layer를 사용하고 배양 액은 Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM), supplemented with 20% FBS, 1 mM glutamine, 0.1 mM β-mercaptoethanol, 1% nonessential amino acid로 구성되어 있다.
줄기세포를 미분화상태를 유 지하기 위한 조건으로 동물에서 유래된 혈청, feeder layer, 화학물질, 효소 등을 사용하여 배아줄기세 포를 확립하지만 이런 성분들은 치료용으로 사용할 수 없다. 현재 진행 중인 연구는 MEF feeder layer 없이 배양하거나, 인간 유래 세포를 feeder layer로 사용할 수 있는 조건을 확립하고, 가능하면 동물 혈청을 대체할 수 있는 조건을 확립하고 대체 성장인자를 첨가하는 방법을 연구 중에 있다. 이런 연구의 목적은 궁극적으로 동물의 병원균이 배아줄기세포에 감염을 일으킬 수도 있다는 잠재적 인 위험성을 갖고 있기 때문이다. 또한 MEF feeder layer에서 유래한 silaic acid Neu5Gc가 면역학적 반응을 유발시킬 수도 있는 것이다.
동물 유래 소스를 배제하려는 연구가 진행한 사례로 Xu등 은 feeder layer 없는 조건에서 인간 배아줄기세포를 배양하는 방법에 대하여 보고하였다. 비록 이 연구 에서는 MEF feeder layer를 사용하지 않고 배아줄기세포를 확립하였지만, conditional medium과 bFGF를 포함하는 배양액을 사용하여 동물 병원균이 인간세포를 감염시킬 수 있는 잠재적 위험성을 완전히 제거하지 못한다. 최근 Klimans kaya 등은 어떤 feeder layer도 사용하지 않고 인간의 배 아줄기세포를 확립할 수 있다고 보고하였다. Hovatta 등 은 인간의 foreskin fibroblast를 생쥐 MEF layer 대신 사용하는 법을 보고하였다. Inzuna 등 은 postnatal human fibroblasts를 feeder layer로 사용하고 소태아혈청을 사용하는 대신 serum replacement를 사용하여 인간 줄기세포를 확립하였다 고 보고하였다. 한국에서도 이 등 은 uterine endometrial cell을 feeder layer로 사용하여 3개의 인 간배아줄기세포주를 확립하였다. 그러나 가능한 동물 유래 증식시키는 방법에는 각각의 문제점이 있다.
그러므로 배아줄기세포의 부작용을 제거하고 효율성이 높은 미분화 줄기세포를 확보하는 조 건들을 알아보고자 한다.
2. 본론
최근에 줄기세포 이용기술은 난치병 치료의 새로운 장으로 전개되고 있는데 이전의 난치병 치료를 위해 장기이식이나 유전자 치료 등이 제시되었지만 면역거부, 공급장기 부족, 벡터개발이나 질환 유전자에 대한 지식 부족으로 효율적인 상용화가 미진하였다. 이에 줄기세포연구에 대한 관심 이 고조되어 증식과 분화를 통해 모든 기관을 형성할 능력을 가진 만능줄기세포가 대부분의 질병치 료는 물론 장기 훼손을 근원적으로 해결할 수 있는 것으로 인식되었다.
줄기세포는 자기 복제력을 가지면서 두 개 이상의 세포로 분화하는 능력을 갖는 세포를 의미하고 만능 줄기세포(totipotent stem cell), 전분화능 줄기세포(pluripotent stem cell), 다분화능 줄기세포(multipotent stem cell)로 분 류할 수 있다. 많은 과학자는 인체의 거의 모든 장기 재생은 물론 불치병이었던 파킨슨병, 각종 암, 당뇨병과 척추손상 등의 치료에 이르기까지 다양하게 줄기세포의 적용 가능성을 제시해 왔다.
따라서 이런 세포 구축은 소혈청을 사용 시 환자에 적용으로 바이러스, 박테리아, 프리온 감염에 대한 우려와 면역 부작용 등의 위험성 등 및 윤리적인 문제로부터 자유롭고 환자 맞춤형 정밀의료의 세 포치료 및 기존 치료의 한계를 극복하는 대안으로 줄기세포의 대체제를 알아보고자 한다. 본 기고에 서는 줄기세포 배양에는 기본배지에, 고가의 성장인자, 이종 간의 단백질의 오염을 피할 수 있는 임상적으로 적용이 가능한 세포배양 배지소스를 알아본다.
표 1. 인간배아줄기세포의 개발 사례
표 2. 인간배아줄기세포의 소혈청배지 대체제 개발 사례
...................(계속)
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