줄기세포정보 및 정책

줄기세포 R&D 동향

[국내연구자 연구] 국내연구동향 2021년 12월

한국줄기세포학회

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1. Human Liver Stem Cell Transplantation Alleviates Liver Fibrosis in a Rat Model of CCl4-Induced Liver Fibrosis
Int J Stem Cells. 2021 Oct
교신저자: Suk-Koo Lee, Sanghoon Lee (Sungkyunkwan University)
중간엽 줄기 세포(MSC)는 동물 모델에서 간 섬유증에 대한 치료 효과를 이끌어 낼 수 있음. 인간 간 줄기 세포(HLSC)는 중간엽 형태를 갖고 MSC 마커를 발현하는 인간 간 조직에서 분리된 세포임. 또한, HLSC는 intrahepatic stem cell properties를 가지고 있으며, 이 연구팀은 liver fibrosis의 완화를 입증하기 위해 liver fibrosis 및 HLSC의 trans-portal transplantation 쥐 모델을 소개함. liver fibrosis는 사염화탄소(CCl4)의 복강내 주사에 의해 유발되었으며, Sprague Dawley 쥐는 왼쪽 간엽의 부분 간 절제술과 문맥을 통한 HLSC 이식을 동시에 받았음. CCl4 주사 후 관찰된 간의 육안적 외관은 cholestasis와 surface nodularity을 보여주었음. Sirius red staining은 세포외 기질(ECM)에 콜라겐 섬유의 침착을 나타내었고, HLSC 이식 후, human albumin secreting cell은 liver specimens에서 면역조직화학법에 의해 검출되었음. CCl4 treatment liver specimens의 10주 후 기준선과 HLSC 이식 후(1x107 세포) 사이에서 Sirius red로 염색된 fibrosis 면적의 정량적 측정을 비교하였음. Fibrosis 면적(p<0.05), 간 염증 및 fibrosis의 혈청 마커(AST, ALT 수준 및 APRI, p<0.05)는 HLSC 이식 후 기준선에서 유의하게 감소했음. 간 조직에서 RNA 발현은 HLSC 이식 후 matrix metalloproteinase 1(TIMP1)의 tissue inhibitor, TIMP2 발현의 유의한 감소 및 간세포 성장 인자 발현의 증가를 나타냈음(p<0.05). HLSC 이식은 ECM 분해를 촉진하는 인자의 발현 증가로 liver fibrosis 면적을 효과적으로 감소시켰음. 이러한 발견은 liver fibrosis를 나타내는 다양한 간 질환에서 HLSC의 잠재적인 치료 역할을 시사함.
2. Prognostic factors of pediatric hematopoietic stem cell transplantation recipients admitted to the pediatric intensive care unit
Acute and Critical Care. 2021 Nov
교신저자: Won Kyoung Jhang (University of Ulsan College of Medicine)
조혈모세포이식(HSCT)을 받은 소아 환자는 높은 high morbidity과 mortality를 보이는 경향이 있음. 골수이식을 받은 성인 환자의 예후 인자는 이미 알려져 있는 반면, 소아 환자에서는 알려진 바는 거의 없음. 이 연구는 HSCT를 동반한 중증 소아 환자의 소아 집중 치료실(PICU) 사망률에 대한 예후 인자를 확인하는 것을 목표로 하고 있음. 2010년 1월부터 2019년 12월 사이에 조혈모세포이식을 받고 PICU에 입원한 환자의 의료 기록을 후향적으로 검토했음. 사망률은 28일 이내에 만료된 환자로 정의되었음. 총 131명의 환자가 포함되었으며, 남아가 63명(48.1%)이었고 median ageㄴ는 11세(interquartile range, 4-15.0세)였습니다. 가장 흔한 HSCT 유형은 haploidentical (38.9%)였고 respiratory failure (44.3%)이 PICU 입원의 가장 흔한 원인이었음. Twenty-eight–day mortality는 22.1%(29/131)였습니다. 생존자와 비생존자 간의 비교에서, 받은 HSCT 수, 패혈증, oncological pediatric risk of mortality-III(OPRISM-III), pediatric risk of mortality-III(PRISM-III), pediatric Sequential Organ Failure Assessment(pSOFA), serum lactate, B-type natriuretic peptide (BNP), mechanical ventilator(MV) 및 vasoactive inotropics 사용이 유의한 예측인자였음(모든 변수에 대해 P<0.05). Multivariate logistic regression에서 받은 조혈모세포이식의 수, MV, OPRISM-III, PRISM-III 및 pSOFA의 사용은 PICU 사망률의 독립적인 위험인자였음. 또한, 3가지 점수 체계는 28일 사망률의 중요한 예후 인자였음. 받은 HSCT의 수와 MV의 사용은 HSCT를 받은 소아 환자에서 더 정확한 예측 변수였음.
3. Changes in Serum Dickkopf-1, RANK Ligand, Osteoprotegerin, and Bone Mineral Density after Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation Treatment
Endocrinology and Metabolism. 2021 Dec
교신저자: Moo Il Kang (Catholic University)
Dickkopf-1(DKK1)은 표준 Wnt/β-catenin 경로 신호 전달을 억제하여 뼈 형성을 조절하고,
OPG(osteoprotegerin)에대한 nuclear factor-κB 리간드(RANKL)의 receptor activator의 발현 비율을 변경하여 osteoclastic 활성을 간접적으로 향상시킴. 그러나, allogeneic stem cell transplantation (allo-SCT) 후 지속적인 bone loss를 RANKL과 OPG의 변화만으로 설명하기는 어려움. allo-SCT 후 DKK1의 변화를 평가한 연구는 거의 없음. 이 연구팀은 allo-SCT 치료가 예정된 혈액 악성 종양을 가진 36명의 환자를 등록하였음. 혈청 DKK1, OPG 및 RANKL 수준은 allo-SCT 치료 전(기준선)과 1, 4, 12, 24, 48주 후에 측정되었으며, 골밀도(BMD)는 allo-SCT 치료 전(기준)과 24주 및 48주 후에 dual-energy X-ray absorptiometry를 사용하여 평가되었음. allo-SCT 치료 후 DKK1 수치는 급격히 감소하여 처음 4주 동안 기준선으로 복귀했으며 48주 동안 상승된 상태를 유지했음(시간 경과에 따른 변화에 대해 P<0.0001). 혈청 RANKL/OPG 비율은 4주에 최고조에 달한 다음 감소했음(시간 경과에 따른 변화에 대해 P<0.001). 연구 기간 중 모든 시점에서 BMD는 기준선에 비해 감소하였으며, 여성 환자의 요추는 가장 크게 감소하였다(48주 기준 기준선 대비 -11.3%±1.6%, P<0.05). 혈청 DKK1 수치는 1주에 급격히 감소한 다음 48주 동안 계속 증가했습니다. allo-SCT로 치료받은 환자에서 생착 후 48주 동안 bone mass가 감소했는데, 이는 DKK1-mediated inhibition of osteoblast가 allo-SCT를 받는 환자의 bone loss에 역할을 한다는 것을 시사함.
4. Change of RBC Deformability During Hematopoietic Stem Cell Transplantation
J of Pediatric Hematology/Oncology. 2021 Sep
교신저자: Jae Min Lee (Yeungnam University College of Medicine)
적혈구(RBC) 변형성 테스트는 RBC가 흐름 조건에 모양을 적응시키는 능력을 측정하는 것임. 적혈구 변형성의 주요 결정 요인은 세포 모양, 세포막과 세포 골격의 구성, 내부 점도(평균 hemoglobin concentration)임. 적혈구 변형성은 주로 세포막의 구성과 배열에 의해 조절됨. 암 환자의 경우 화학 요법과 조혈모세포이식(HSCT)이 bone marrow microenvironment에 영향을 주어 적혈구 생성과 변형 가능성을 변경할 수 있음. 이 연구팀은 HSCT 동안 RBC 변형성의 변화를 평가하는 것을 목표로 하였음. HSCT를 받은 환자로부터 혈액 샘플을 얻었고, 11명의 어린이가 이 연구에 등록되었음. 적혈구 변형률은 microfluidic ektacytometer (RheoScan-D, RheoMeditech, Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였음. 모든 분석은 채혈 후 24시간 이내에 완료되었으며, 적혈구의 elongation index를 측정하였음. RBC의 elongation index는 HSCT 후 5일째부터 30일째까지 점진적으로 증가하였음. RBC 변형성은 HSCT 동안 환자의 bone marrow microenvironment을 반영할 수 있음. RBC 변형성과 조혈모세포이식의 예후 사이의 상관관계를 조사하는 추가 연구가 필요하다고 생각함.
5. Bio-functionalization and in-vitro evaluation of titanium surface with recombinant fibronectin and elastin fragment in human mesenchymal stem cell
PLoS One. 2021 Dec
교신저자: Jun-Hyeog Jang (Inha University)
티타늄은 우수한 기계적 및 화학적 특성을 포함하여 여러 중요한 요구 사항을 충족하지만 생체 활성이 낮은 생체 재료임. 티타늄 표면에 대한 세포 반응과 osseointegration을 개선하기 위해 티타늄 표면을 생체 기능화하여 줄기 세포의 행동에 긍정적인 영향을 미치는 세포외 기질(ECM)과 유사한 미세 환경을 모방하였음. 이러한 점에서 fibronectin과 elastin은 biological microenvironment를 지원하여 줄기 세포 분화를 조절하는 ECM의 중요한 구성 요소임. 그러나, 각각의 고유 ECM은 높은 생산 비용과 면역원성으로 인해 적합하지 않음. 이러한 문제를 극복하기 위해 recombinant chimeric fibronectin type III9-10형과 elastin-like peptide fragments (FN9-10ELP)를 개발하여 티타늄 표면의 생체 기능화에 적용했음. Bone regeneration에 대한 생물학적 활성 및 세포 반응의 평가는 초기 파열 효과 없이 FN9-10ELP 기능화된 티타늄 표면에서 4주 지속성을 나타냈음. 특히, FN9-10ELP 코팅된 티타늄에서 코팅되지 않은 티타늄에서 관찰된 것과 비교하여 인간 중간엽 줄기세포(hMSC)의 접착 및 증식이 유의하게 증가하였음. FN9-10ELP 코팅된 티타늄은 ALP(alkaline phosphatase) 활성 및 mineralization activity과 같은 osteogenic differentiation를 유도했음. 또한, collagen type I(Col I), Runt-related transcription factor 2(RUNX2), osteopontin(OPN), osteocalcin (OCN), bone sialo protein (BSP), PDZ-binding motif (TAZ)와 같은 골형성 관련 유전자의 발현이 증가했음. 따라서, 시험관 내에서 FN9-10ELP 기능화 티타늄은 생체 활성을 유지할 뿐만 아니라 hMSC의 골 형성 분화를 유도하여 골 재생을 개선하였음.

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