중간엽 줄기세포 분화 조절 마이크로 RNA를 이용한 골다공증 치료 기술 개발 = Treatment of osteoporosis using micro RNAs regulating mesenchymal stem cell differentiation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

1. Importance of research and development
- Increased need for osteoporosis research due to population aging and concomitant growth in the age-related diseases
- Osteoporosis decreases the quality of life and increases medical expense and socio-economical cost
- Increased need for basic research to pioneer markets for osteoporosis prevention and treatment
2. Object of research and development
- Discover miRNAs that regulate differentiation of mesenchymal stem cells into osteoblasts
- Elucidate the mechanism by which miRNAs regulate bone metabolism and suggest cell therapy for osteoporosis
3. Subject of research and development
- Define the protein targets of miRNA
- Generation of mesenchymal stem cell-specific miRNA KO mice
- Development of in vivo miRNA delivery method in cell level
4. Result of research and development
- Discovered more than 2 miRNA candidates that regulate bone metabolism
- Predicted and validated the target proteins for miRNAs through bioinformatics and omics technologies
- Confirmed and revealthe mechanism by which miRNAs regulate mesenchymal stem cell differentiation
- Developed the mesenchymal stem cell-specific miRNA KO mouse
- Developed and confirmed efficient method for the delivery of miRNAs into bone marrow cells
-Confirmed the in vivo effect of miRNA that increases bone regeneration
5. Proposed use of the results
- Succeeding research on the effect and mechanisms for the regulation of bone metabolism by miRNAs based on the current results
-Applied researches on osteoporosis, rheumatoid arthritis, periodontitis, and bone regeneration for implant engraft
-Suggest a new paradigm for osteoporosis treatment using miRNA and subsequent development for new drug development
-Possibile development of novel biodrug and commercialization based on the results

국문 초록 (Abstract)

1. 연구개발의 필요성
- 국내 인구의 고령화에 따른 노인성 질환으로서의 골다공증 극복을 위한 연구 필요성 증가
- 골다공증으로 인한 삶의 질 저하 및 의료비 지출과 생산성 손실 등 사회 경제적 비용 절감 필요
- 골다공증 예방 및 치료제 시장 개척을 위한 기초 연구 필요성이 증대되고 있음
2. 연구개발의 목표
- 중간엽 줄기세포가 골아세포로 분화하는 과정을 조절하는 miRNA를 규명함
- miRNA에 의한 골대사 기작을 규명하고 그를 이용한 골다공증 세포치료 방법을 제시함
3. 연구개발의 내용 및 범위
-miRNA 의 단백질 타깃 규명
-중간엽 줄기세포 특이적 miRNA KO 마우스 제작
-세포 수준에서 in vivo miRNA delivery 방법 개발
4. 연구개발결과
-골대사를 조절하는 miRNA 후보를 2가지 이상 발굴하였음
-생물정보학 및 오믹스 기법을 활용하여 해당 miRNA의 타깃 단백질 후보군을 예측하고 검증하였음
-miRNA 가 중간엽 줄기세포의 분화를 조절하는 것을 확인하고 그 기작을 규명하였음
-중간엽 줄기세포 특이적 miRNA KO 마우스를 개발하였음
-골수세포에 miRNA를 효과적으로 발현하는 방법을 개발하고 검증하였음
-miRNA 의 타깃 단백질에 의해 조골세포 분화가 조절되고 in vivo 에서 골재생이 증가하는 것을 확인하였음
5. 연구개발결과의 활용계획
-본 연구 결과를 활용하여 miRNA 가 골대사에 미치는 영향과 그 기작에 대한 후속 연구를 진행함
-골다공증, 류마티스 관절염, 치주염 등의 골질환에 응용할 뿐 아니라 임플란트 식립을 위한 골 재생 등 다양한 응용 연구가 가능
-miRNA 를 이용한 골다공증 극복이라는 새로운 패러다임을 제시하고 신약 개발의 근간을 마련
-본 연구 결과를 토대로 바이오 신약시장에서의 상용화 및 기업화 가능성을 타진함