초록 ▼

본 연구는 돼지 피부유래 중간엽줄기세포를 추출 및 배양하고 이를 연골세포, 골세포 및 지방세포 등 간엽계 세포들로 각각 분화시켜, 다분화능 조절 가능성과 생물학적 특성을 관찰하며 분화과정에 일어나는 간엽계 세포의 분화상관성을 분석하며 특정세포 분화촉진효소의 역할 구명하여 돼지 피부유래 중간 엽줄기세포의 분화능조절기전을 밝히고자 하였다.

피부유래 중간엽 줄기세포의 간엽계세포로의 분화유도 및 분화능을 분석한 결과, 두 세포군 모두 mesenchymal stem cell (MSC) 특이 마커인 CD 29, CD44, CD90

본 연구는 돼지 피부유래 중간엽줄기세포를 추출 및 배양하고 이를 연골세포, 골세포 및 지방세포 등 간엽계 세포들로 각각 분화시켜, 다분화능 조절 가능성과 생물학적 특성을 관찰하며 분화과정에 일어나는 간엽계 세포의 분화상관성을 분석하며 특정세포 분화촉진효소의 역할 구명하여 돼지 피부유래 중간 엽줄기세포의 분화능조절기전을 밝히고자 하였다.

피부유래 중간엽 줄기세포의 간엽계세포로의 분화유도 및 분화능을 분석한 결과, 두 세포군 모두 mesenchymal stem cell (MSC) 특이 마커인 CD 29, CD44, CD90의 발현이 높은 반면 hematopoietic cell 특이마커인 CD45와 MSC negative cocktail의 발현은 낮게 나타나 두 세포 모두 중간엽 줄기세포의 특성을 나타내었다. pASCs와 마찬가지로 pSSCs 에서 지방세포, 연골세포 및 골세포로 분화 가능함을 확인하였다. 두 세포군은 3-D pellet 체외배양과 누드 마우스 세포이식을 통해 glycosaminoglycan (GAG) 발현, lacuna 형성 및 연골 특이 마커 (collagen type II, Aggrecan) 를 확인함으로써 체외 및 체내에서의 연골세포 분화능과 연골형성을 관찰하였다.

지방세포의 형성이 연골세포와 골세포 분화과정에 미치는 영향을 검토한 결과, 지방세포분화 인자들과 함께 전배양 또는 공배양한 결과 GAG 축적과 칼슘함량에 영향을 주지 않았다. 지방세포 형성에 차이를 보이는 4개의 pSSCs 세포주 (pSSCs-I, -II, -􎟱, -IV) 가운데 pSSCs-IV에서 Oil red O와 GAG 추출 함량은 가장 높았지만 GAG/ORO 비율은 가장 낮게 나타났다. 상대적인 칼슘함량은 pSSCs-II에서 가장 높았으며 ORO 추출 함량은 가장 낮았다. RT-qPCR 분석결과, 지방세포 마커인 PPARγ2와 aP2 mRNA의 발현이 pSSCs-IV에서 가장 높게 나타났다. pSSCs-II에서는 Agg mRNA의 발현이 가장 높았던 반면 PPARγ2와 aP2 mRNA는 낮은 발현율을 보였다. 이어서 또 다른 연골세포 특이 마커인 Col II 와 Sox9 mRNA 발현은 pSSCs-IV 세포주에서 가장 높게 나타났다. 골세포 마커인 Runx2 와 ALP mRNA은 pSSCs-IV세포주에서 유의적으로 낮게 발현했고 pSSCs-II세포주에서 높은 발현율을 보였다.

지방세포생성의 마스터 조절자 PPARγ2 발현이 골세포 분화에 미치는 영향을 검토한 결과, PPARγ2 발현은 골세포 분화 유도 배양액에 0.1 μM TGZ 처리했을 때 유의적으로 높았으며 50 μM BEDGE 처리시 낮게 나타났다. 또한 TGZ와 BEDGE을 처리한 pSSCs 두 그룹에서 칼슘함량이 높게 나타났지만 BADGE를 처리한 pSSCs가 TGZ 처리구와 대조구보다 더 높은 증가율을 보였다. 또 다른 지방세포 특이 마커 유전자인 aP2와 C/EBP-α 발현은 TGZ에 의해 증가하고 BADGE처리에 의해 감소하는 PPARγ2와 비슷한 발현 패턴을 나타냈다. 골세포 특이 유전자들 중에 SPP1 mRNA를 제외하고 TGZ처리로 인해 발현이 증가하는 양상을 보였고 BADGE처리구에서는 골세포 특이 유전자 (Runx2, ALP, SPP1와 Col I) 모두 유의적으로 발현이 증가하였다.

본 연구의 결과들은 1) pASCs와 마찬가지로 pSSCs가 체외에서 간엽계세포 분화가 가능하고 체내의 연골조직형성을 확인함으로써 pSSCs 역시 전구세포를 대체할 수 있는 좋은 원천임을 제시한다. 2) 연골 및 골세포 분화 과정에 생성된 지방세포는 연골세포분화와 골세포분화에 영향을 주며 3) 특히 골세포 분화 과정에 PPARγ2 발현은 부정적인 효과를 미치는 것으로 확인되었다. 결론적으로 지방세포 인자들은 pSSCs의 연골 및 골세포 분화과정에 관여하여 상호작용을 하는 것으로 판단된다.
(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 8