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대한뇌졸중학회

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저산소화/재산소화로 전처리 된 사람 골수 유래 중간엽 기질세포가 허혈성 쥐의 피질신경세포에 미치는 영향
  • 관리자
  • 2014-12-29
  • 조회수 : 5,337

저산소화/재산소화로 전처리(hypoxia/reoxygenation (H/R) preconditioning)된 사람 골수 유래 중간엽 기질세포 (human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells, BM-MSCs)가 허혈성 쥐의 피질신경세포에 미치는 영향

사람 골수 유래 중간엽 기질세포 (BM-MSCs)는 줄기 세포 기반 치료의 유망한 도구이다. 하지만, 대부분의 중간엽 기질세포는 손상 부위에 도달하지 못할 뿐 아니라, 치료 효과도 미미하다. 국내 연구자들에 의해 수행된 본 연구에서는 BM-MSCs의 저산소화/재산소화 전처리가 (hypoxia/reoxygenation (H/R) preconditioning)세포의 기능을 향상시키고, 허혈성 쥐의 대뇌 피질 신경세포에 유익한 효과를 미칠 수 있는지 보고자 하였다.

인간 BM-MSCs을 저산소상태 (1% O2) 에서 24시간 배양시킨 뒤 생존성과 증식성을 증가시킬 수 있는 최적 조건을 찾기 위해 장시간 재산소화를 시켰다 BM-MSCs 에 미치는 H/R 전처리의 효과를 prosurvival 유전자의 발현 정도, 영양 인자 및 세포 이동 등을 분석함으로써 평가하였고, 기능적인 개선을 정상 산소 농도에서 배양된 BM-MSCs와 비교하기 위하여 허혈성 쥐의 대뇌피질 신경 세포와 함께 배양(coculture)하였다.

BM-MSCs은 저산소 상태에서 배양 시 하루가 지나면 세포 생존성과 증식성이 감소하지만, 곧 이어 5일간 재산소화를 시켰을 때 세포 생존성을 회복하고, 그 수도 광범위하게 늘어나는 것을 확인하였다. H/R 전처리를 시행해도 BM-MSCs의 면역 표현형과 3계열 분화(trilineage differentiation)는 여전히 유지되어 줄기세포로서의 특성을 잃지 않았다. 오히려 전처리가 prosurvival genes의 발현과, 다양한 영양 인자들의 메신저 RNA (mRNA) 및 이동 능력 수준을 강화시키는 것을 확인하였다. 또한 H/R 전처리된 BM-MSCs는 정상 농도에서 배양된 MSCs과 비교하여 허혈성 신경세포와 공배양 시켰을 때 이들의 생존을 촉진시켰다.

결론적으로, H/R 전처리는 BM-MSCsprosurvival signals, 영양 인자의 방출 및 세포 이동을 증가시키고 허혈성 대뇌 신경 세포 소생 능력 증가 효과가 있으며, 이 최적화된 H/R 전처리 과정은 뇌졸중 환자 줄기세포 치료의 새로운 방법적 기초를 제공할 수 있을 것으로 보인다.  

 

Young Seo Kim & Min Young Noh & Kyung Ah Cho & Hyemi Kim & Min-Soo Kwon & Kyung Suk Kim & Juhan Kim & Seong-Ho Koh & Seung Hyun Kim

Mol Neurobiol. 2014.Oct 08. [Epub ahead of print]


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