조직 특이적 면역세포의 종류, 기능 및 상호관계를 이해하기 위해 세포체의 전체상을 파악하고 시각화하는 기술

조직별 면역세포의 기능과 발병기전을 연계하여 이해하고, 이를 바탕으로 효과적인 면역세포 기반 치료제 개발에 기여

향후 5년 : 인간 세포지도(Human cell atlas)의 부분적 작성조직에서의 면역세포 분포에 대한 세포체 지도 부분적 작성

향후 10년 : 인간 세포지도(Human cell atlas)의 부분적 작성조직에서의 면역세포 분포에 대한 세포체 지도 부분적 작성

1) 단일세포 오믹스(omics) 분석기술

- 다양한 종류의 면역세포를 분류하고 각 세포별 identity를 단일세포 분석기법을 활용하여 오믹스(유전체, 전사체, 단백체 등) 수준에서 분석하는 기술

- omics 분석결과를 바탕으로 한 기능적인 세포로 분류하는 기술개발

2) 면역세포의 역동성을 기반으로 한 영상 분석기술

- 혈관을 통해 온 몸으로 거동하는 면역세포의 역동성을 추적할 수 있는 민감도가 높은 영상기술 개발

- 추적영상물을 분석하는 기계학습법 개발 및 면역세포 특이적인 역동학 분석

3) 조직 특이적인 면역세포의 기능 분석과 응용

- 조직 특이적으로 존재하는 면역세포의 특성과 기능을 분류

- 조직에서의 비면역세포와의 상호관계 및 병리기전을 분석하여 면역치료제 개발 가능성 고도화

단일세포 수준에서의 다양한 오믹스 분석기술의 개발로 면역세포의 세포체 지도 작성이 가능해짐 - 민감도가 높은 영상물질 및 영상추적기술로 면역세포의 역동학을 파악하여 비면역세포와의 상호작용 관계를 정립하고, 면역세포의 기능성과 발병과의 연관성을 제시하는 기술 요구

2016년 인간 세포지도(Human Cell Atlas) 프로젝트가 미국, 영국에서 공동으로 연구가 진행

- 2018년 미국 NIH에서 인간 세포지도 작성(Human BioMolecular Atlas Program, HuBMAP) 프로그램을 본격적으로 착수하여 향후 5년 내 35조 개의 상세 세포지도를 작성할 계획을 발표

면역세포의 분포지도 작성에 대한 개념은 컬럼비아대학 의료센터에서 지도책 작성으로 이루어졌으나, 구체적인 조직 특이적인 다양한 면역세포의 분포에 대한 연구결과는 미비하며 지속적인 연구가 진행 중

단일세포 분석기술이 확립되어 다양한 연구들이 진행되고 있으나, 인간 세포지도 작성에 대한 연구는 미비한 상태이며,

- 조직 특이적으로 존재하는 면역세포에 대한 맵핑 연구는 전무한 상태

모든 질병은 시작-발전-종결 과정에서 면역세포의 영향을 받기 때문에 각 조직별 면역세포의 지도 작성 및 기능에 대한 연구는 질병 치료 연구 및 기술개발에 큰 영향을 미칠 것으로 기대 - 암, 노화/퇴화와 같은 다양한 질병에 대한 면역세포치료제 개발에 대한 가능성을 제시하여 새로운 시장을 개척할 것으로 전망글로벌 세포치료제 시장은 2015년 40억 달러(약 4.5조원)에서 연평균 20.1%로 성장하여 2020년 100억 달러(약 11조원)로 확대될 전망 * 출처 : 생명공학정책연구센터, 글로벌 세포치료제 시장 현황 및 전망, 2017글로벌 CAR-T 세포치료제 시장은 2017년 7,200만 달러(약 808억원)에서 연평균 53.9%로 성장하여 2028년 83억 달러(약 9.3조원)로 확대될 전망 * 출처 : 생명공학정책연구센터, 글로벌 CAR-T Cell 치료제 시장현황 및 전망, 2017

혈관과 조직을 오가며 역할하는 면역세포의 고유한 기능을 세포체 지도를 통해 이해하여 면역세포에 대한 기능과 지식의 폭을 넓히고 다양한 질병에 대한 치료제 개발 및 치료효능의 증대를 기대할 수 있는 새로운 개념의 연구영역을 구축할 수 있어 질병의 발병 및 치료제에 대한 사회적인 인식의 폭을 넓히는 기능

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