바이오인

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(organoids or organoid) and (stem 스템 줄기 스테엠)

2023.08.28

Keywert

한국

140

111

101

10

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(organoids or organoid) and (stem)

2023.08.28

Keywert

한국, 일본, 미국, 유럽, 중국, PCT

1076

909

629

79

구분(년)

1980~1990

1991~2000

2001~2010

2011~2015

2016~2020

논문수(건)

35

34

69

360

2,986

오가노이드 종류

적응증

개발 단계

개발국 및 기관

참고문헌

장 오가노이드

궤양성 장염,

불응성 크론병

임상 1상 /

비임상

일본, TMDU/

한국, ORGANOIDSCIENCES LTD

3

방사선 직장염

비임상

한국, ORGANOIDSCIENCES LTD

4

단장 증후군

개념 검증

일본, Keio University

11

침샘 오가노이드

방사선 구강건조증,

쇼그렌 증후군

임상 1상 /

비임상

네덜란드, University of Groningen / 한국, ORGANOIDSCIENCES LTD

5

간 오가노이드

유전성 대사 질환

비임상

네덜란드, Hubrecht institute / 네덜란드, Utrecht University

6,7

눈물샘 오가노이드

건성안

개념 검증

네덜란드 Hubrecht institute / 한국, ORGANOIDSCIENCES LTD

8,9

담도 오가노이드

담관 손상 질환

개념 검증

영국, Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute

10

갑상선 오가노이드

갑상선 기능 저하증

개념 검증

네덜란드, University of Groningen

12

모낭 오가노이드

탈모

개념 검증

미국, Harvad University

13

췌장 오가노이드

당뇨병

오가노이드

확립 단계

중국, University of Chinese Academy of Sciences

14

위 오가노이드

불응성 위궤양

오가노이드

확립 단계

네덜란드, Hubrecht institute

15

자궁 오가노이드

자궁 유착

오가노이드

확립 단계

영국, University of Cambridge

16

표적 장기 및 세포 유형

종

적용

참고문헌

Intestine (장)

장 크립트

사람 또는 쥐

약물 스크리닝, 이식, 유전병 모델링(e.g. 낭포성 섬유증, 암)

Sato, T. et al., 2009; Vlachogiannis, G. et al., 2018;Fujii, M. et al., 2016; Schwank, G. et al., 2013;

전분화능줄기세포

사람 또는 쥐

약물 스크리닝, 이식, 유전병 모델링(e.g. 낭포성 섬유증, 암)

Spence, J. R.. et al., 2011; Munera, J. O. et al., 2017;

Gastric (위): 전분화능줄기세포

사람

헬리코박터 파일로리 감염 및 암 모델링

McCracken, K. W. et al., 2014

Liver (간)

유도만능줄기세포

사람

약물 스크리닝, 이식, 단일세포 전사체분석, 세포 간 상호작용 모델링

Camp, J. G. et al., 2017; Takebe, T. et al., 2013;

성체조직

사람

약물 스크리닝, 이식, 유전병 모델링(e.g. 알라질 증후군)

Huch, M. et al., 2015

성체조직

쥐

이식, 유전자 발현 프로파일링

Huch, M. et al., 2013

Pancreas (췌장)

성체조직

사람 또는 쥐

이식, 췌장암 모델링

Huch, M. et al., 2013; Boj, S. F. et al., 2015

성체조직

쥐

이식, 당뇨병 치료제를 위한 질환 모델링

Takebe, T. et al., 2015

Lung (폐): 배아줄기세포

사람

폐 분화, 항상성, 질환 모델링

Dye, M. et al., 2015

Retina (망막): 전분화능줄기세포

사람 또는 쥐

이식, 진행성 망막 퇴행성 질환 치료법 모델링

Eiraku M. et al., 2011; Nakano, T. et al., 2012; Assawachananont, J. et al., 2014

Brain (뇌): 배아줄기세포

사람 또는 쥐

단일세포전사체분석, 피질 생성 모델링, 유전병 (e.g. 뇌회 결손) 치료제 모델링, 인간 대뇌 발달 중 지카 바이러스 감염 모델링

Monzel, A. S. et al., 2017; Muguruma, K. et al., 2015;

Sakaguchi, H. et al., 2015;

Lancaster, M. A. et al., 2013; Qian, X. et al., 2016

Pituitary(뇌하수체): 배아줄기세포

쥐

뇌하수체 기능부전 회복을 위한 이식

Suga, H. et al., 2011

Kidney (신장)

유도만능줄기세포

사람

이식, 전사체 분석,

독성학 연구

Taguchi, A. et al., 2014; Xia, Y. et al., 2013; Takasato, H. et al., 2013; Takasato, H. et al., 2014

태아 유래

신장 조직

사람 또는 쥐

이식, CRISPR를 이용한 유전체 편집, 독성학 연구, 질환 모델링

Li, Z. et al., 2016

Uterus(자궁): 자궁 내막(endometrium)

사람

임신 초기, 자궁내막증, 자궁암 모델링

Turco, M. Y. et al., 2017

Prostate (전립선): 성체조직

사람 또는 쥐

전립선 항상성 및 전립선 암 모델링, 약물 개발

Chua, C. W. et al., 2014; Karthaus, W. R. et al., 2014

Testis (고환): 분리된 고환

사람

정자형성 모델링, 남성 생식 보존 및 치료

Baert, Y. et al., 2017

Inner ear (내이): 배아줄기세포

사람 또는 쥐

내이 발달 및 질환 모델링, 난청 및 어지럼증 약물 스크리닝, 세포 치료제

Koehler, K. R. et al., 2013; Koehler, K. R. et al., 2017; Liu, X. P. et al., 2016

Mammary gland (유선): 성체조직

사람 또는 쥐

약물 스크리닝, 정상 유선 발달 모델링, 호르몬 반응 및 세포 신호전달의 분자기전, 유방암 연구

Jarde, T. et al., 2016; Pasic, L. et al., 2011; Zeng, Y. A. et al., 2010

오가노이드

적용

참고문헌

대뇌 피질 스페로이드

대뇌 피질 발달 및 질병 모델링

Pasca, A. M. et al., 2015

낭성 오가노이드

알라질 증후군, 다낭성 간질환 및 담관-낭성 섬유종의 모델링과

약물 유효성 검증

Sampaziotis, F. et al., 2015

담낭 발달과 낭성섬유종 연구

Ogawa, M. et al., 2015

폐 오가노이드

폐 발달 연구;

폐 질환 모델링을 포함한 임상적 응용

Dye, B. R. et al., 2015

대뇌 오가노이드

대뇌 피질 발달 및 소두증 모델링

Lancaster, M. A. et al., 2013

태아 신피질 발달 모델링

Camp, J. G. et al., 2015

피질 오가노이드

종간 차이에 대한 모델링

Otani, T. et al., 2016

위 오가노이드

위 발달과 헬리코박터

파이로리 감염 모델링

McCracken, K. W. et al., 2016

장 오가노이드

장 발달 연구 ;

장 질환 모델링을 포함한 임상적 응용

Spence, J. R. et al., 2011

소장 오가노이드

조직 신호에 대한 민감성 입증을 위한 이식; 장 발달 및 질병 연구를 포함한 임상적 응용

Watson, C. L. et al., 2014

과학적 고찰

윤리적 고찰

동물 모델

복합적 기관 상호작용 모델링

동물 연구는 윤리적으로 논란이 많음

면역 시스템, 혈관을 포함하는 모델

동물 실험의

비용 절감, 개선, 대체는

흔히 제기되는 목표

인간과의 종(種)간 차이에 의한

결과 도출 문제

오가노이드 모델

제한 없는 활용 가능성

동물실험을 하지 않음,

인간의 배아, 태아를

직접적으로 사용하지 않음

리프로그래밍 기술과

유전자 교정 기술은 전례 없는

개인 맞춤 실험을 가능하게 함

배양 실험 과정에 동물-유래 시약이 포함됨 (예:마트리젤)

가변성에 대한 제한이 없고,

미리 정해진 기준이 없음

몇몇 프로토콜에는

인간 배아 줄기세포를 사용함

혈관과 면역시스템이 없음

오가노이드는 특정 환자의

동의가 요구될 수 있음

몇몇 유형의 오가노이드를 위한 바이오 뱅킹 시스템이 필요함

바이오 뱅킹 시스템은

윤리적 문제가 발생할 수 있음

회사명

활동년도

분류

활동내역

Thermo Fisher

Scientific

2019

제품출시

- Fisher Scientific은 오가노이드 세포주 개발을 위한 다양한 세포 배양 솔루션을 제공하기 위해 차세대 인큐베이터(Thermo Scientific Cytomat 2 C-LiN Series Automated Incubator)를 출시

- Cytomat 2 C-LiN 시리즈 자동 인큐베이터는 연구 과학자 및 세포 배양 생물학자에게 세포 기반 제약 응용 분야를 위한 강력하고 신뢰할 수 있는 배양 솔루션을 제공

Merck KGgAKEY

2020

협력

- Merck와 BioMed X는 자가면역질환의 바이오마커를 식별하기 위해 기존의 고처리량 메타 유전체학, 뮤린 및 인간 피험자로부터 장 오가노이드 생성 연구 협력

Cellesce Ltd

2019

파트너쉽

- 환자 유래 오가노이드 제조, 확장 및 재현성을 향상시킬 수 있는 완전 합성동물 없는 3차원(3D) 스캐폴드 개발을 위해 Manchester BIOGEL과 파트너십을 체결

3Dnamics Inc.

2017

협력

- 3Dnamics Inc.와 Johns Hopkins University는 상용화를 위한 뇌 오가노이드 기술 개발을 위해 파트너십 체결

Corning

Incorporated

(Life Sciences)

2019

제품출시

-스페로이드 및 오가노이드 배양 모델을 지원하는 새로운 솔루션을 제공

- 오가노이드 배양을 위한 새로운 Matrigel 매트릭스는 오가노이드 성장 및 분화를 지원

Supplements

Colorectum

Kidney

Pancreas, Lung

Liver

GBM

Breast

L-WRN conditioned medium 혹은 Wnt, R-spondin, Noggin 단백질을 각각 구입하여 배지에 첨가

~%(W/V)

~%(W/V)

~%(W/V)

~%(W/V)

-

~%(W/V)

advanced DMEM/F12 medium (10mM HEPES and 10mM glutamax)

+

+

+

+

-

+

advanced DMEM/F12 medium (10mM HEPES and 4.5mM glutamax)

-

-

-

-

+

-

NeuroBasal Medium

-

-

-

-

~%(W/V)

-

B27

+

+

+

-

+

+

B27 (w/o vitamin A)

-

-

-

+

-

-

n-Acetyl Cysteine

+

+

+

+

-

+

Nicotinamide

+

+

+

+

-

+

human EGF

+

+

+

+

-

+

human FGF10

+

+

-

+

-

+

human HGF

-

-

-

+

-

-

FGF 7

-

-

-

-

-

+

A83-01

+

+

+

-

-

+

SB202190

+

-

-

-

-

+

Prostaglandine E2

+

+

-

-

-

-

Penicillin/Streptomycin

+

+

+

+

+

+

Primocin

+

+

+

+

-

+

Forskolin

-

-

-

+

-

-

Gastrin

-

-

-

+

-

-

N2 supplement

-

-

-

+

+

-

Neuregulin 1

-

-

-

-

-

+

Y-27632

-

-

-

-

-

+

MEM-NEAA

-

-

-

-

1X

-

human insulin solution

-

-

-

-

+

-

B-mercaptoethanol

-

-

-

-

+

-

Market drivers

Increasing demand for tumor modelling and biobanking

Increasing adoption of personalized drugs

Growing focus on developing alternatives for animal testing models

Market restraints

Issues related to the incorporation of organoids into existing workflows

Dearth of skilled professionals

Future trend

Combining organoid with Organ-On-a-Chip

Market opportunity

Increasing focus on drug discovery activities

Drivers

Short term

Mid term

Long term

Increasing demand for tumor modelling and biobanking

■

■

▲

Increasing adoption of personalized drugs

■

■

▲

Growing focus on developing alternatives for animal testing models

■

■

▲

Restraints

Short term

Mid term

Long term

Issues related to the incorporation of organoids into existing workflows

■

▲

●

Dearth of skilled professionals

■

▲

●