| 초록 |
1.분석자 서문 미니장기라고도 불리는 오가노이드 연구는 Dr. Yamanaka의 유도만능줄기세포 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 기술의 발전과 더불어 2000년대 가장 큰 개발과 진보를 보인 연구 분야 중 하나이다. 현재까지 많은 연구자들이 인간 발생과정의 이해뿐만 아니라 의학적 활용을 위해 다양한 미니장기 (예를 들어 뇌, 장, 위, 신장, 간, 심장) 오가노이드의 배양을 여러 줄기세포를 이용해 개발해오고 있다. 현재까지 개발된 오가노이드들을 보면, 아직까지는 여러 가지 기술적 어려움으로 인해 완벽한 인체 장기를 만들어내었다 보기에는 어렵지만 줄기세포를 이용해 체외의 배양접시에서 만들어지는 여러 종류의 오가노이드들은 실제 장기와 비슷한 형태와 특징을 보여주고 있다. 따라서 질병 모델을 구축하고 치료제의 개발이나 발굴을 위한 실험에 활용할 수 있다는 측면에서 오가노이드 연구는 향후 신약개발에 유용한 도구로 사용될 수 있다고 생각한다. 2. 목차 1. 개요 1.1. 오가노이드의 정의 1.2. 현재 오가노이드 연구의 경향과 극복해야 할 난관들 1.3. 오가노이드 제작에 역공학 (reverse engineering)의 개념 도입 2. 배아 전구세포의 자가조직화 특성 활용 2.1. 배아 조직 및 장기에서 유래된 세포의 재생력 2.2. 줄기세포로부터 유래된 전구세포를 이용한 집합체 만들기 3. 오가노이드 형성을 위한 매트릭스와 골격 이용 3.1. 설계 매트릭스 파라미터 3.2. 시험관 내 체외배양 (in vitro)을 위한 세포외기질 (extra cellular matrix, ECM)의 특성 3.3. 설계 매트릭스의 응용 4. 오가노이드 성숙 단계를 위한 촉진법 4.1. 이식에 의한 오가노이드 성숙 4.2. 잠재적인 성숙 요소로서의 성체줄기세포 주변미세환경 요소 (niche factor) 4.3. 태아에서부터 성인으로 발달 동안 이루어지는 발생 요소 알아내기 4.4. 현재 오가노이드 성숙의 발달을 위해 사용되는 시도 5. 차세대 인간 오가노이드의 생물의학적 적용과 전망 5.1. 사용되지 않던 조직과 기관의 복잡한 세포 이질성을 흉내 내기 5.2. 신약개발과 테스트의 안전성, 약물의 효율성, 그리고 원가절감 증대 5.3. 다양한 생물공학적 접근의 시작 5.4. 인간의 조직이식의 요구에 부응하기 References 1. Lou, Y., Leung. A.W., 2018. Next generation organoids for biomedical research and application. Biotechnology Advances 36 (1), 132-149. 2. Sato, T., Vries, R.G., Snippert, H.J., van de Wetering, M., Barker, N., Stange, D.E., van Es, J.H., Abo, A., Kujala, P., Peters, P.J., Clevers, H., 2009. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature 459 (7244), 262 ndash;265. 3. Sato, T., Stange, D.E., Ferrante, M., Vries, R.G., Van Es, J.H., Van den Brink, S., Van Houdt, W.J., Pronk, A., Van Gorp, J., Siersema, P.D., Clevers, H., 2011. Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett #39;s epithelium. Gastroenterology 141 (5), 1762 ndash;1772. 4. Barker, N., Huch, M., Kujala, P., van de Wetering, M., Snippert, H.J., van Es, J.H., Sato, T., Stange, D.E., Begthel, H., van den Born, M., Danenberg, E., van den Brink, S., Korving, J., Abo, A., Peters, P.J., Wright, N., Poulsom, R., Clevers, H., 2010. Lgr5(+ve) stem cells drive self-renewal in the stomach and build long-lived gastric units in vitro. Cell Stem Cell 6 (1), 25 ndash;36. 5. Bartfeld, S., Bayram, T., van de Wetering, M., Huch, M., Begthel, H., Kujala, P., Vries, R., Peters, P.J., Clevers, H., 2015. In vitro expansion of human gastric epithelial stem cells and their responses to bacterial infection. Gastroenterology 148(1), 126-136 e126. 6. Huch, M., Dorrell, C., Boj, S.F., van Es, J.H., Li, V.S., van de Wetering, M., Sato, T., Hamer, K., Sasaki, N., Finegold, M.J., Haft, A., Vries, R.G., Grompe, M., Clevers, H., 2013b. In vitro expansion of single Lgr5+ liver stem cells induced by Wnt-driven regeneration. Nature 494 (7436), 247 ndash;250. 7. Huch, M., Gehart, H., van Boxtel, R., Hamer, K., Blokzijl, F., Verstegen, M.M., Ellis, E., van Wenum, M., Fuchs, S.A., de Ligt, J., van de Wetering, M., Sasaki, N., Boers, S.J., Kemperman, H., de Jonge, J., Ijzermans, J.N., Nieuwenhuis, E.E., Hoekstra, R., Strom, S., Vries, R.R., van der Laan, L.J., Cuppen, E., Clevers, H., 2015. Long-term culture of genome-stable bipotent stem cells from adult human liver. Cell 160 (1 ndash;2), 299-312. 8. Boj, S.F., Hwang, C.I., Baker, L.A., Chio, I.I., Engle, D.D., Corbo, V., Jager, M., Ponz- Sarvise, M., Tiriac, H., Spector, M.S., Gracanin, A., Oni, T., Yu, K.H., van Boxtel, R., Huch, M., Rivera, K.D., Wilson, J.P., Feigin, M.E., Ohlund, D., Handly-Santana, A., Ardito-Abraham, C.M., Ludwig, M., Elyada, E., Alagesan, B., Biffi, G., Yordanov, G.N., Delcuze, B., Creighton, B., Wright, K., Park, Y., Morsink, F.H., Molenaar, I.Q., Borel Rinkes, I.H., Cuppen, E., Hao, Y., Jin, Y., Nijman, I.J., Iacobuzio-Donahue, C., Leach, S.D., Pappin, D.J., Hammell, M., Klimstra, D.S., Basturk, O., Hruban, R.H., Offerhaus, G.J., Vries, R.G., Clevers, H., Tuveson, D.A., 2015. Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer. Cell 160 (1 ndash |
