목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다. 그러나 현재 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양에 따른 특성 변화 분석 연구는 아직 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 줄기세포의 특성 변화를 분석하고자 하였다. 연구방법: 사람의 탯줄유래 줄기세포 (human umbilical cord-derived stem cells, HUC)를 분리하여 in vitro에서 계대배양하였다. 계대배양에 따른 세포의 형태와 population doubling time (PDT)을 조사하고 RT-PCR 방법을 이용하여 mRNA 분석을 하였으며 면역세포화학 염색법을 이용하여 단백질 발현을 분석하였다. 결 과: 탯줄유래 줄기세포는 평균 10번의 계대배양 후 senescence를 나타냈다. 세포의 형태는 7번째 계대배양 이후 세포질이 넓어지고 세포의 크기가 커지는 변화를 나타냈으며 PDT가 증가하기 시작하였다. 계대배양 4, 8, 10번째 시기의 세포의 mRNA 변화를 분석한 결과 Oct-4, HNF-4${\alpha}$, mRNA는 10번째 계대배양까지 지속적으로 발현하였으나 nestin, vimentin mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였고 SCF mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였다. 이에 반해 HLA-DR${\alpha}$, Pax-6, BMP-2 mRNA는 모든 계대배양 시기의 세포에서 발현되지 않았다. 면역세포화학 분석법을 통한 3, 6, 9번째 계대배양 세포의 단백질 발현 분석 결과 SSEA-3와 SSEA-4는 3, 6, 9번째 계대배양 세포 모두에서 발현하였으나 ICAM-1과 HLA-ABC는 계대배양이 증가함에 따라 발현이 증가되었다. Thy-1 단백질은 p9에서 발현이 증가되었으며 이와 반대로 TRA-1-60와 VCAM-1 단백질은 p6과 p9 시기에 발현이 감소되었다. HLA-DR 단백질은 모든 계대배양 시기에 발현되지 않았다. 결 론: 본 연구결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행 되야 할 것으로 사료된다.
목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다. 그러나 현재 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양에 따른 특성 변화 분석 연구는 아직 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 줄기세포의 특성 변화를 분석하고자 하였다. 연구방법: 사람의 탯줄유래 줄기세포 (human umbilical cord-derived stem cells, HUC)를 분리하여 in vitro에서 계대배양하였다. 계대배양에 따른 세포의 형태와 population doubling time (PDT)을 조사하고 RT-PCR 방법을 이용하여 mRNA 분석을 하였으며 면역세포화학 염색법을 이용하여 단백질 발현을 분석하였다. 결 과: 탯줄유래 줄기세포는 평균 10번의 계대배양 후 senescence를 나타냈다. 세포의 형태는 7번째 계대배양 이후 세포질이 넓어지고 세포의 크기가 커지는 변화를 나타냈으며 PDT가 증가하기 시작하였다. 계대배양 4, 8, 10번째 시기의 세포의 mRNA 변화를 분석한 결과 Oct-4, HNF-4${\alpha}$, mRNA는 10번째 계대배양까지 지속적으로 발현하였으나 nestin, vimentin mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였고 SCF mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였다. 이에 반해 HLA-DR${\alpha}$, Pax-6, BMP-2 mRNA는 모든 계대배양 시기의 세포에서 발현되지 않았다. 면역세포화학 분석법을 통한 3, 6, 9번째 계대배양 세포의 단백질 발현 분석 결과 SSEA-3와 SSEA-4는 3, 6, 9번째 계대배양 세포 모두에서 발현하였으나 ICAM-1과 HLA-ABC는 계대배양이 증가함에 따라 발현이 증가되었다. Thy-1 단백질은 p9에서 발현이 증가되었으며 이와 반대로 TRA-1-60와 VCAM-1 단백질은 p6과 p9 시기에 발현이 감소되었다. HLA-DR 단백질은 모든 계대배양 시기에 발현되지 않았다. 결 론: 본 연구결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행 되야 할 것으로 사료된다.
Objectives: Mesenchymal stem cells (MSC) comprise a promising tool for cellular therapy. It is known that long-term in vitro culture of human bone marrow and adipose tissue derived-MSCs lead to a reduction of life span and a change of stem-like characters. The aim of our study was to examine whether...
Objectives: Mesenchymal stem cells (MSC) comprise a promising tool for cellular therapy. It is known that long-term in vitro culture of human bone marrow and adipose tissue derived-MSCs lead to a reduction of life span and a change of stem-like characters. The aim of our study was to examine whether stem cell properties of human umbilical cord-derived stem cells (HUC) could be affected by in vitro expansion. Methods: HUC were isolated from human umbilical cord and cultured for 10 passages in vitro. Morphology and population doubling time (PDT) were investigated, and changes of stem cell properties were examined using RT-PCR and immunocytochemistry during serial subcultures. Results: Morphology and PDT of HUC began to change slightly from the 7th passage (p7). Expression level of nestin and vimentin mRNAs increased along with the culture period from p4 until p10. In contrast, expression level of SCF mRNA decreased during the same culture period. Expression level of Oct-4 and HNF-4${\alpha}$ mRNAs was not significantly changed throughout the culture period until p10. Expression level of BMP-4, FGF-5, NCAM and HLA-ABC mRNAs appeared to increase as the culture continued, however, the difference was not significant. Immunocytochemical studies showed that HUC at p3, p6 and p9 positively were stained with antibodies against SSEA-3 and SSEA-4 proteins. Interestingly, staining intensity of HUC for ICAM-1 and HLA-ABC gradually increased throughout the culture period. Intensity against thy-1 and fibronectin antibodies increased at p9 while that against TRA-1-60 and VCAM-1 antibodies began to decrease at p6 until p9. Conclusions: These results suggest that HUC change some of their stem cell characteristics during in vitro culture. Development of culture system might be needed for the maintenance of characteristics.
Objectives: Mesenchymal stem cells (MSC) comprise a promising tool for cellular therapy. It is known that long-term in vitro culture of human bone marrow and adipose tissue derived-MSCs lead to a reduction of life span and a change of stem-like characters. The aim of our study was to examine whether stem cell properties of human umbilical cord-derived stem cells (HUC) could be affected by in vitro expansion. Methods: HUC were isolated from human umbilical cord and cultured for 10 passages in vitro. Morphology and population doubling time (PDT) were investigated, and changes of stem cell properties were examined using RT-PCR and immunocytochemistry during serial subcultures. Results: Morphology and PDT of HUC began to change slightly from the 7th passage (p7). Expression level of nestin and vimentin mRNAs increased along with the culture period from p4 until p10. In contrast, expression level of SCF mRNA decreased during the same culture period. Expression level of Oct-4 and HNF-4${\alpha}$ mRNAs was not significantly changed throughout the culture period until p10. Expression level of BMP-4, FGF-5, NCAM and HLA-ABC mRNAs appeared to increase as the culture continued, however, the difference was not significant. Immunocytochemical studies showed that HUC at p3, p6 and p9 positively were stained with antibodies against SSEA-3 and SSEA-4 proteins. Interestingly, staining intensity of HUC for ICAM-1 and HLA-ABC gradually increased throughout the culture period. Intensity against thy-1 and fibronectin antibodies increased at p9 while that against TRA-1-60 and VCAM-1 antibodies began to decrease at p6 until p9. Conclusions: These results suggest that HUC change some of their stem cell characteristics during in vitro culture. Development of culture system might be needed for the maintenance of characteristics.
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문제 정의
36 그러나 현재까지 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 세포의 특성 연구는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 사람의 탯줄에서 성체줄기세포를 분리하여 체외에서 배양하면서 증식 속도, 줄기세포 특이 유전자 및 단백질의 발현 분석 등을 통하여 계대배양 증가에 따른 세포의 특성 변화를 조사하였다.
현재까지 계대배양 횟수의 증가에 따른 탯줄유래 줄기세포의 분열 능력 및 유전자와 단백질 발현 변화는 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 사람의 탯줄유래 줄기세포를 대상으로 하여 체외에서 계대배양 횟수가 증가함에 따른 세포의 형태 및 성장 속도를 조사하고 역전사 중합효소 연쇄 반응과 면역세포화학 염색법을 사용하여 유전자와 단백질의 변화 여부를 조사하였다.
37 사람의 탯줄유래 줄기세포는 계대배양 초기 시기에 지방세포와 골세포와 연골세포로 분화 한다고 알려져 있으나,11,21 계대배양에 따른 분화 능력에 대한 연구는 아직까지 보고된 바 없다. 본 연구에서는 p3 시기에 세포의 골세포로의 분화 능력, 지방세포로의 분화 능력, 연골세포로의 분화 능력을 확인하였다. 그러나 senescence passage 시기의 분화 능력에 대한 실험이 뒷받침되어야 할 것으로 사료된다.
제안 방법
1 cm2 당 2×103의 탯줄유래 줄기세포를 8-well slide chamber (Nunc)에 넣고 3일간 배양한 후 DMEM-LG에 10%의 FBS와 0.1 μM의 dexamethasone, 100 mM의 β-glycerol phosphate, 50 μM의 ascorbic acid-2-phosphate가 포함된 분화 배양액으로 교체하였다.
1 cm2 당 2×103의 탯줄유래 줄기세포를 8-well slide chamber (Nunc)에 넣고 3일간 배양한 후 DMEM-LG에 10%의 FBS와 1 μM의 dexamethasone, 0.5 μM의 3-isobutyl-1-methylxanthine, 0.05 mg/L의 human insulin, 200 μM의 indomethacin (Sigma)이 포함된 분화 배양액으로 교체하였다.
28,29 탯줄 외부의 혈액을 100 U/mL의 penicillin과 100 μg/mL의 streptomycin이 첨가된 Ca2+과 Mg2+이 포함되지 않은 DPBS로 제거한 후 외부 양막을 벗기고 동맥 2개를 제거하였다.
3번 세척한 다음 horseradish peroxidase-conjugated streptavidin(Dako)을 20분간 처리하고 3,3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB, Dako) 용액으로 발색하였다.
그리고 1주에 2번 배양액을 교체하였다. 3주 배양 후 alcian blue 염색을 시행하여 분화 여부를 관찰하였다.
그리고 1주에 2번 배양액을 교체하였다. 3주 배양 후 oil red O 염색을 시행하여 지질이 축적된 지방세포의 존재 여부를 관찰하였다.
그리고 1주에 2번 배양액을 교체하였다. 3주 배양 후 von Kossa 염색을 시행하여 칼슘이 침착된 세포를 관찰하였다.
반응 종결 후 PCR 생성물은 0.25%의 bromophenol blue과 0.25%의 xylene cyanol과 40% sucrose가 포함된 6×의 loading buffer과 혼합한 다음 2% agarose gel에 loading하여 전기영동 하였다.
발색이 된 세포는 DPBS로 세척하고 Mayer's Haematoxylin (Sigma)으로 대조 염색한 후 광학 현미경 (LSM410; Carl Zeiss, Oberkochen, Germany) 하에서 관찰하였다.
세포 pellet을 Ca2+과 Mg2+이 포함되지 않은 DPBS를 이용하여 세척하고 500 μL의 Tri-reagent (Sigma)를 첨가한 다음 제조회사 사용설명서에 따라 total RNA를 분리하였다.
얻어진 RT products(cDNAs)는 2 mM의 MgCl2, 1×의 Taq buffer, 0.25 U의 Taq polymerase (Fermentas), 10 pM의 sense 와 antisense gene-specific primers가 혼합된 10 μL 반응 용액으로 PCR을 수행하였다.
전기영동 후 ethidium bromide로 염색하고 ultraviolet light를 이용하여 DNA의 영상을 얻었다. 얻은 영상을 TL100 software (Hofer, USA)로 각 유전자의 발현양을 분석하였다. 이 후 각각 GAPDH에 대한 상대적인 값 (%)을 얻어 이를 비교 분석하였다.
이 후 2%의 bovine serum albumin (BSA, Sigma)을 함유한 DPBS를 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 각 mouse monoclonal antibody인 Oct-4 (1:200; Chemicon), TRA-1-60 (1:20; Chemicon), SSEA-3 (1:50; R&D System), Thy-1 (1:20; Chemicon), fibronectin (1:200; Novo castra), CD54 (1:40; Novo castra), CD106 (1:50; Novo castra), HLA-ABC (1:200; Novo castra), HLA-DR (1:50; Novo castra)을 4℃에서 17~24시간 동안 반응시킨 후 세척하였다.
얻은 영상을 TL100 software (Hofer, USA)로 각 유전자의 발현양을 분석하였다. 이 후 각각 GAPDH에 대한 상대적인 값 (%)을 얻어 이를 비교 분석하였다.
25%의 xylene cyanol과 40% sucrose가 포함된 6×의 loading buffer과 혼합한 다음 2% agarose gel에 loading하여 전기영동 하였다. 전기영동 후 ethidium bromide로 염색하고 ultraviolet light를 이용하여 DNA의 영상을 얻었다. 얻은 영상을 TL100 software (Hofer, USA)로 각 유전자의 발현양을 분석하였다.
25 U의 Taq polymerase (Fermentas), 10 pM의 sense 와 antisense gene-specific primers가 혼합된 10 μL 반응 용액으로 PCR을 수행하였다. 증폭은 총 35 cycles을 수행하였으며 각 cycle은 94℃에서 30초 간의 denaturation 과정, 30초간의 annealing 과정, 72℃에서 30초간의 extension 과정으로 구성되었다. 각 유전자의 annealing 과정의 온도는 Table 1에 표기하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 탯줄은 경기도 수원에 소재한 아주대학교 의과대학 산부인과에 2007년 3월부터 2008년 3월까지 내원한 정상 산모의 제왕절개 또는 질식분만 시 버려지는 탯줄을 산모의 동의 하에 채취 사용하였다. 약 5~10 cm의 탯줄을 생리식염수가 들어 있는 50 ml 시험관에 담아 운반하였으며 채취 후 24시간 내에 실험에 사용하였다.
본 실험은 서울여대 기관윤리위원회의 허가를 받아 실행하였다. 시료는 서로 다른 3개의 탯줄로부터 각각 세포를 얻어 사용하였다.
이론/모형
다분화능의 시험은 Kim 등30의 방법을 원용하여 행하였다.
성능/효과
13 또한 총 20번의 계대배양 중 p15 시기 세포에서 p7 시기에 비해 senescence 관련 유전자 26개의 증가하는데 이 중 세포 주기와 관련된 CDKN2b와 노화 및 세포 사멸로부터 세포를 보호하는 것으로 알려진 JUND 등이 포함된다고 보고된 바 있다.34본 연구에서 체외에서 배양된 탯줄유래 줄기세포 p4, 8, 10 시기의 mRNA 분석 결과 세포 내 골격 물질인 vimentin과 외배엽과 췌장세포에서 발현하는 nestin mRNA는 배양이 지속됨에 따라 발현이 증가하였으며, 배아줄기세포와 중간엽 줄기세포에서 발현하는 SCF mRNA는 배양이 지속됨에 따라 발현 양이 감소하였다. 한편, 배아줄기세포 및 배아 종양세포 표지 유전자인 Oct-4 mRNA와 내배엽 세포 표지 유전자인 HNF-4α mRNA는 p10까지 발현 양의 차이 없이 지속적으로 발현되었다.
3개의 서로 다른 탯줄유래 줄기세포는 10번의 계대배양 동안 41.1±2.1번의 분열을 하는 것으로 나타났으며, 분열 속도를 측정한 결과 p1 세포는 평균 43.2±5.5 h의 분열 속도를 나타내 었고 p2부터 p6까지는 평균 36±1.9 h의 분열 속도를 나타내었으나 p7부터 p10까지는 48±5.3 h로 느려졌다 (Figure 2).
결론적으로 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양의 증가에 따른 분열 능력 및 유전자와 단백질 발현 변화는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양에 따른 형태와 증식 능력을 관찰하고 또한 유전자와 단백질의 변화를 조사한 결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다.
p3 시기의 탯줄유래 줄기세포를 지방세포로 분화 유도 후 oil red O로 염색한 결과 분화 유도한 세포에서 lipid droplet이 염색된 것이 관찰되었다(Figure 5B). 골세포로 분화 유도한 후에는 von Kossa 염색법을 시행한 결과 침적된 칼슘이 검은색으로 염색된 것이 관찰되었으며 (Figure 5D), 연골세포로 분화 유도한 후에는 alcian blue 염색을 시행한 결과 분화 유도한 세포에서 염색되었다 (Figure 5F).
결론적으로 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양의 증가에 따른 분열 능력 및 유전자와 단백질 발현 변화는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양에 따른 형태와 증식 능력을 관찰하고 또한 유전자와 단백질의 변화를 조사한 결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 따라서 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행되어야 할 것으로 사료된다.
서로 다른 3종류의 탯줄로부터 줄기세포를 얻어 시험한 결과 초기배양 시에는 방추체 모양의 세포와 크고 편평한 세포로 구성된 이질적인 형태를 나타냈으나 계대배양 2번째 (p2) 이후부터는 거의 대부분이 방추체 모양의 세포로 구성된 단일 형태의 세포만이 관찰되었다. 그러나 p7 이 후 세포질이 넓어지고 크기가 커진 형태적 변화가 나타났으며 이러한 변화는 p10 시기에 더욱 두드러지게 관찰되었다 (Figure 1).
탯줄유래 줄기세포의 p3, p6, p9 시기의 단백질 발현을 분석한 결과 배아줄기세포의 표지 물질로 알려진 SSEA-3와 SSEA-4 단백질이 p3부터 p9 시기까지 지속적으로 발현되었다. 세포연접 물질인 ICAM-1 (intracellular cell adhesion molecule-1, CD54)과 조직적합성항원인 HLA-ABC 단백질 또한 p3부터 p9 시기 모두에서 발현되었으나 계대배양 수가 증가함에 따라 발현 정도가 증가되었다. 중간엽 줄기세포 표지 물질인 Thy-1 (CD90)과 세포 외부 기질인 fibronectin은 p3와 p6 시기에서 같은 발현 정도를 나타냈으나 p9 시기에 발현이 증가되었다.
한편, 배아줄기세포 및 배아 종양세포 표지 유전자인 Oct-4 mRNA와 내배엽 세포 표지 유전자인 HNF-4α mRNA는 p10까지 발현 양의 차이 없이 지속적으로 발현되었다. 중배엽 세포 표지 유전자인 BMP-4와 외배엽 세포 표지 유전자인 FGF-5, NCAM, 조직적합성항원인 HLA-ABC mRNA는 배양이 지속됨에 따라 발현 양이 증가하는 것으로 보였으나 유의한 차이가 없었다. 중간엽줄기세포의 체외 배양 시 계대배양에 따른 단백질 변화를 조사한 연구를 살펴보면, 사람의 탯줄유래 줄기세포의 p8 시기는 p4 시기보다 CD49e와 CD-105 단백질의 발현이 감소하였다는 보고가 있으며,39 사람의 골수유래 줄기세포의 p12 시기는 p3시기에 비해 단백질의 발현 여부는 변화하지 않으나 발현하는 세포 수가 감소한다는 보고가 있다.
탯줄유래 줄기세포의 p3, p6, p9 시기의 단백질 발현을 분석한 결과 배아줄기세포의 표지 물질로 알려진 SSEA-3와 SSEA-4 단백질이 p3부터 p9 시기까지 지속적으로 발현되었다. 세포연접 물질인 ICAM-1 (intracellular cell adhesion molecule-1, CD54)과 조직적합성항원인 HLA-ABC 단백질 또한 p3부터 p9 시기 모두에서 발현되었으나 계대배양 수가 증가함에 따라 발현 정도가 증가되었다.
이러한 변화는 사람의 골수유래 중간엽 줄기세포,31 지방유래 중간엽 줄기세포,37 양막유래 중간엽 줄기세포 등30을 계대배양할 때 관찰되는 형태와 유사하였다. 탯줄유래 줄기세포의 계대배양의 증가에 따른 증식 능력을 관찰하기 위하여 매 계대배양 시기에 population doubling time (PDT)을 조사한 결과 p7 시기부터 증가되는 것으로 나타났다. 지방유래 줄기세포의 경우 총 10번의 계대배양 중 p6부터 PDT가 증가하며,38 골수유래 중간엽줄기세포는 총 10번의 계대배양 중 p3부터 p5 시기까지 population doubling number가 2.
후속연구
본 연구에서 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양에 따른 형태와 증식 능력을 관찰하고 또한 유전자와 단백질의 변화를 조사한 결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 따라서 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행되어야 할 것으로 사료된다.
그러나 배아줄기세포 및 배아종양세포 표지 단백질인 SSEA-3와 SSEA-4은 계대배양 증가와 상관없이 지속적으로 발현되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 중간엽 줄기세포에서 발현하는 SCF mRNA과 배아줄기세포에서 발현하는 TRA-1-60 단백질의 발현이 계대배양이 증가함에 따라 감소되는 것으로 나타났으며 이는 탯줄유래 줄기세포의 분열 능력의 감소와 관련이 있을 것으로 생각되나 연구가 더 뒷받침 되어야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 어떤 과정이 필요한가?
목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다.
성체줄기세포는 어떤 조직세포로 분화할 수 있는가?
성체줄기세포는 자가증식 (self-renewal)할 수 있으며 지방세포, 골세포, 연골세포, 심장세포, 간세포, 신경세포 등 다양한 조직세포로 분화할 수 있는 미분화 상태의 줄기세포로서 골수유래 중간엽 줄기세포 (bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BM-MSC)가 그 대표적 예이다.1~4 골수유래 중간엽 줄기세포는 심장, 골, 연골 등의 조직 재생을 위한 세포치료제 뿐만이 아니라 임상에서 조혈모세포 (hematopoietic stem cells, HSC)의 이식 후 생착 (engraftment)을 증가시키기 위한 도구로도 이용되고 있다.
현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정인 이유는 무엇인가?
목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다.
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