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논문 상세정보

초록

배경 및 목적 성체 줄기세포를 이용한 재생 의학의 기법으로 손상된 심장을 개선시킬 수 있다는 보고들이 증가하고 있다. 본 연구는 doxorubicin 유발 심근증 모델에서 골수 단핵구세포를 이용하여 심근 재생 및 심근 기능 개선 효과를 연구하고자 하였다. 방 법 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 이용한 doxorubicin 유발 심근증 모델에서 쥐 골수에서 분리된 성체 줄기세포를 정맥주사 하였다. 세포 치료 7일 후 이식된 세포의 심장 조직내 분포를 평가하였고 세포 치료 14일 후에 심초음파를 이용하여 좌심실 기능을 분석하였다. 세포 이식 효과의 판정으로 조직학적 검사에서 조직의 섬유화 정도 및 모세혈관 내피세포 분포를 검사하였다. 이식된 세포의 심장조직으로의 homing 기전을 규명하기 위하여 CXCR4의 발현을 분석하였다. 심근세포의 증식 평가를 위하여 BrdU 면역 조직화학검사를 하였다. 결 과 PKH-67로 표지된 이식 세포는 심장 조직에 잘 분포되었다. Doxorubicin 유인성 심근증의 조직은 염증세포의 침윤과 간질조직에서 섬유화가 증가하고, 모세 혈관 내피세포의 분포가 감소하였지만, 세포 이식 후 염증 세포 침윤과 심근 간질 조직에서의 섬유화가 감소하였고 모세혈관 내피세포의 분포도 정상화하는 등 조직학적 소견이 개선되었고, 심초음파 검사상 좌심실 기능도 개선하였다. CXCR4 단백질 발현이 대조군은 세포 치료 14일에 증가하였으나, 세포치료군은 7일에 상승하여 14일까지 지속하였다. 세포 치료 후 손상된 심장의 심근 세포 증식의 지표인 BrdU 양성세포가 관찰되었다. 결 론 Doxorubicin 유발 심근증 모델에서 성체 줄기세포 정주 후 심근에서 골수유래 단핵구 세포가 발견되었고 심근 재생 및 심근 기능이 개선되었다.

Abstract

Background and Objectives: Bone marrow cells have been shown to differentiate into various cell lineages, including cardiomyocytes, in recent studies. This study evaluates the hypothesis that intravenous injection of bone marrow mononuclear cells (BMNCs) into rats with doxorubicin-induced cardiomyopathy can induce myocardial regeneration and improve myocardial contractility. Materials and Methods: Adult male Sprague-Dawley rats were induced to develop cardiomyopathy by treatment with doxorubicin (2.5 mg/kg, 6 times, 2-week period). Stem cell enriched BMNCs were injected into the tail vein of the rats after cessation of the doxorubicin injections. One week after the injection of PKH-67-labeled BMNCs, the localization of transplanted cells was evaluated. Immunohistochemical studies and Western blots were performed two weeks after BMNCs injection. Results: Cell-treated animals showed significant improvement in left ventricular fractional shortening as compared to untreated (control) rats (cell treated group vs. control group 47.2±4.9% vs. 34.4±3.6%, p<0.01). Histological analyses showed that in the cell-treated animals there was an increase in ventricular interstitial collagen deposition and the cell-treated animals had an improved number of capillary endothelial cells as compared with the control rats. PKH-67-labeled BMNCs and cell proliferation by BrdU was noted in the cell-treated hearts. Cardiac CXCR4 protein expression increased at day 7 and 14 in the cell-treated rats, but only at day 14 in the control animals. Conclusion: These results suggest that intravenous injection of BMNCs effectively induce engraftment of BMNCs into the myocardium and attenuation of fibrosis. Intravenous injection of BMNCs also improved myocardial contractility in doxorubicininduced cardiomyopathy.

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