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초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

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...

주제어

AI 본문요약
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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.
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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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