줄기세포 이식 후 관찰기술 개발 
줄기세포 이식 후 관찰기술 개발 
  • 김준호 기자
  • 승인 2021.12.22 09:34
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서울아산병원 2광자 다중색상 생체현미경 이용
생착 관여 핵심인자 발굴, 난치질환 극복에 한걸음
이식 줄기세포 관찰 및 생착률 증진인자 발굴 모식도[서울아산병원 제공]
이식 줄기세포 관찰 및 생착률 증진인자 발굴 모식도[서울아산병원 제공]

생체 이식한 줄기세포의 동태를 관찰하는 기술이 개발됐다. 아울러 줄기세포 생착률 관련 핵심인자도 발견됐다.

서울아산병원 의생명과학교실 신동명·비뇨의학과 주명수 교수 연구팀은 2광자 다중색상 생체현미경을 활용해 간질성 방광염 쥐에 이식한 중간배엽 줄기세포의 동태를 3차원으로 관찰하고 정량화하는 기술을 개발했다고 국제학술지 '바이오머터리얼즈'(Biomaterials)에 발표했다.

난치질환 극복을 위해 줄기세포 치료법이 개발되고 있지만 치료에 사용되는 중간배엽줄기세포의 생착률은 아직 낮은 상황. 이식 후 생체 내 동태 파악도 어려워 효과적인 치료법 개발에는 한계가 있었다.

연구팀은 면역 결핍된 간질성 방광염 쥐의 방광에 녹색 형광 단백질을 안정적으로 발현하는 줄기세포를 이식하고 혈관의 윤곽이 뚜렷하도록 쥐의 눈에 적색 덱스트란을 주입했다. 

이식 3일째부터 28일째까지 2광자 다중색상 생체현미경으로 줄기세포와 혈관을 실시간 관찰해 영상을 확보했다. 이를 3차원 이미지로 만들어 줄기세포와 혈관의 거리 및 혈관과 닿은 면적, 줄기세포의 수와 부피, 구형 등을 정량화했다.

그 결과, 3~5일째까지는 줄기세포의 분포가 방광 속 혈관과 원거리에서 비균질적으로 관찰됐다. 7일 후부터는 수도 점차 줄어들었다. 생착된 줄기세포 대부분은 산소와 영양분을 공급하는 혈류 근처에서 발견됐다.

14일째에는 줄기세포가 혈관 주변 세포로 국소화되는 모습이 뚜렷하게 관찰됐으며, 이는 방광조직 면역염색으로도 확인됐다.

연구팀은 또 줄기세포의 생착률을 조절하는 유전자 FOS와 CDK1를 발견했다. 실혐관 및 생체실험에서 이들 유전자를 억제한 중간배열 줄기세포는 이동과 증식, 항염증 기능이 감소하는 것으로 확인됐다.  

이번 연구는 한국보건산업진흥원 첨단재생의료기술 개발사업과 한국연구재단 중견연구자 지원사업 및 선도연구센터 지원으로 진행됐다.
 


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