[논문]골수 미세환경에서 조혈줄기세포의 기능조절에 대한 고찰- 현재 및 새로운 개념

이원종; 박성현; 박준희; 오성환; 이동준

doi:10.5352/jls.2022.32.6.468

골수 미세환경에서 조혈줄기세포의 기능조절에 대한 고찰- 현재 및 새로운 개념
Hematopoietic Stem Cells and Bone Marrow Microenvironment: Current and Emerging Concepts 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.6, 2022년, pp.468 - 475

이원종 (부산대학교 의과대학 의학과) , 박성현 (부산대학교 의과대학 의학과) , 박준희 (부산대학교 의과대학 의학과) , 오성환 (부산대학교 의과대학 의학과) , 이동준 (부산대학교 의과대학 융합의학교실)

초록
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줄기세포와 전구세포 사이의 기능 분석은 여러 조직 특히 혈액에서 잘 확립되어 있다. 특히 조혈줄기세포는 골수 니쉬에서 자가재생능 및 재구성능을 가지고 있으며, 골수 내 기질세포는 조직 기능 조절에 큰 영향을 미친다. 최근 연구에서는 포유동물 줄기세포의 기능은 니쉬 세포 내에서 실험적으로 처음 증명되었고, 특히 미세환경에 의해 종양발생이 가능하다는 증거를 나타내고 있다. 고대에서부터 뼈와 피의 관계는 생체 내 필수불가결인 관계로 진화 과정을 거쳐 포유류의 줄기세포에 대해 최초로 제안되었고, 실험적으로 증명된 니쉬세포를 포함한 미세환경과의 복잡한 상호 관계를 규명하였다. 여러 골수 기질세포는 조혈줄기세포의 기능 조절을 하며, 일부의 기능장애는 골수 이형성 및 백혈병을 유발할 수 있다. 현재까지 여러 기질세포에 대한 맵핑이 되지 않아 현재 많은 연구자들이 단일 분자 수준에서 개개의 기질세포 유형을 파악하는 데이터가 필요하다고 주장하고 있으며 이를 바탕으로 골수 내 조혈줄기세포의 특정 기능을 파악할 수 있다고 볼 수 있다. 따라서 본 총설을 통해 조혈줄기세포 및 미세환경에 대한 이전 연구들의 흥미로운 문제를 논의하고, 조혈줄기세포와 골수 니쉬에 대한 현재 및 새로운 개념을 요약하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The functional distinction between stem and progenitor cells is well established in several tissues, particularly in the blood. There, hematopoietic stem cells preserve their self-renewal potential and reconstitution ability in the bone marrow niche. Bone marrow represents a unique setting in which to examine how stroma influences tissue function. It was the setting in which the experimental definition of a niche was first provided in mammalian stem cell biology and where clear evidence for non-cell-autonomous oncogenesis was first defined. The relationship between bone and blood is ancient as all animals since the divergence of fish that have bones and blood, make blood in their bones. This long coevolution engendered complex interrelationships, including the first proposed and first experimentally defined niche for stem cells in mammals. Multiple bone marrow stromal cell types serve as regulators of hematopoiesis, and the dysfunction of some causes myelodysplasia and leukemia. However, no comprehensive atlas of stromal subpopulations exists. Therefore, we think these data point to something of importance, such as how the needs and challenges of the organism become translated down to distinct cell types that critically govern specific functions within tissues and do so at the level of a single molecule. We think this will be of broad interest to those focusing on systems biology and the physiology of organisms, particularly those seeking a molecular basis for understanding cell and tissue behavior. We summarized the current and emerging concepts of hematopoietic stem cells and bone marrow niche.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. Hematopoietic stem cell regulation in steady-state and hematological malignancy. This image exhibits the features of hematopoietic stem cell regulation between normal conditions and hematological malignancy.
그림 Fig. 2. Regulation of hematopoietic stem cells by intrinsic and extrinsic signaling pathway. This image exhibits the self-renewal process of hematopoietic stem cells by intrinsic and extrinsic signaling pathways.
그림 Fig. 3. The bone marrow niche. This image exhibits the bone marrow niche including the endosteal niche and vascular niche.

AI 본문요약
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문제 정의

혈액암은 비정상적인 혈구의 성장이 조절되지 않아 발생하는데, 크게 세 종류의 혈액암이 있는데, 백혈병, 림프종, 다발성골수종이 있다. 따라서 본론에서는 조혈 줄기세포, 조혈줄기세포의 노화 연구, 골수 니쉬 및 혈액암에 대해 소개하고자 한다.

성능/효과

면역관문(Immune checkpoint)는 면역체계의 조절자로 Immune checkpoint 표적을 자극함으로써 암세포에 대해 스스로를 보호할 수 있다. Immune checkpoint를 억제하는 것은 면역 자극에 대한 과잉 면역 반응을 약화시킬 수 있는데, Immune checkpoint molecule인 PD1 (Prog- rammed death-1)과 CTLA4 (Cytotoxic T lymphocyte-asso- ciated protein 4)를 차단하는 것은 T cell proliferation을 조절하고 종양 발생 환경에서 면역체계의 복구에 효과적이다. 특히 PD1을 차단하는 니볼루맙(Nivolumab)은 호지킨병(Hodgkin lymphoma) 환자에 효과적이다.
현재 조혈줄기세포 이식(Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT))은 여러 혈액학적 질환에 대한 유일한 치료 방법이다. 악성 림프종은 T 세포 바이러스, 후천성 면역결핍 바이러스, 만성 C형 간염 바이러스 등 바이러스와 연관이 있는 것으로 알려졌다. 장기이식 후 면역억제치료를 받는 환자에게 악성 림프종의 발생가능성이 높다.
악성 림프종은 T 세포 바이러스, 후천성 면역결핍 바이러스, 만성 C형 간염 바이러스 등 바이러스와 연관이 있는 것으로 알려졌다. 장기이식 후 면역억제치료를 받는 환자에게 악성 림프종의 발생가능성이 높다. 백혈병은 담배의 다양한 독성물질, 벤젠, 메탄올 같은 화학물질에 자주 노출되었을 때 발생 위험도가 증가하며, 다운증후군, 클라인펠터 증후군 등 염색체 이상 질환에 걸린 환자에게서 발병률이 높다.

후속연구

특히 노화에 따라 골수성 분화를 지향하는 조혈줄기세포 클론이 노화에 따라 조혈줄기세포 pool을 점차적으로 채우는 현상을 보인다. 노화가 조혈줄기세포 pool의 클론 구성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 여부는 아직 밝혀지지 않아 더 많은 연구가 요구된다.
그리하여 조혈줄기세포에서 자가 재생에 관여하는 메커니즘을 이해하는 것은 백혈병과 같은 혈액암에 대한 새로운 치료법을 개발하는데 중요하다. 많은 연구를 통해 조혈 줄기세포를 조절하는 요소들이 확인되었지만 아직까지 생체 외에서 유지하고 확장하는 것은 여전히 어려운 현실이며, 조혈줄기세포를 조절하는 요소와 메커니즘을 밝혀 내기 위한 많은 연구가 진행되기를 기대해본다.
노화 조혈줄기세포의 기능 변화에 대한 연구를 미토콘드리아의 대사적 환경에서 최근 진행이 되고 있다. 특히 조혈 줄기세포 내의 미토콘드리아 막 전위에 따라 각각 젊은 조혈줄기세포과 노화된 조혈줄기세포의 특징 및 기능을 시사하였으며, 항산화제인 Mito-Q로 노령 마우스의 노화된 조혈줄기세포의 미토콘드리아 막 전위를 조절함으로서 회춘하는 효과를 보여, 노화에 따른 혈액 질병의 예방 및 치료 목적으로 Mito-Q의 임상학적 적용이 기대된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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