간엽 줄기세포의 임상적 사용

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성체 간엽 줄기세포는 재생의학과 조직공학 분야의 연구자들이 이전에 손상된 인체 조직을 인공적으로 재건하는 데 사용되고 있다.중간엽 줄기세포는 다양한 ^[1][2][3]장기의 손상된 조직을 대체하기 위해 덜 전문화된 세포에서 더 전문화된 세포로 분화하거나 성숙할 수 있다.

간엽줄기세포 분리

골수에서 간엽 줄기세포 획득

간엽 줄기세포의 치료적 이용을 확대하는 연구 과정에서, 그것들은 실험실에서 배양되거나 인체 내에서 새로운 세포 성장을 촉진하는 약물을 사용하여 배양된다.간엽 줄기세포 치료에서 대부분의 세포는 성인 환자의 골수에서 추출된다 간엽 줄기세포는 골수 흡인이라고 불리는 과정을 통해 얻을 수 있다.환자의 고관절 뼈 뒤쪽에 바늘을 삽입하고 세포를 제거하여 실험실에서 제어된 체외 조건에서 성장시킨다.2, 3주 동안, 그 세포들은 증식하여 특화된 세포로 분화할 것이다.완전히 분화된 세포의 수와 표현형은 세 가지 방법으로 영향을 받을 수 있다.첫 번째는 배양 배지의 초기 씨앗 밀도를 변화시키는 것입니다.두 번째는 매체의 조건을 바꾸는 것입니다.세 번째는 배지에 단백질이나 성장호르몬 등의 첨가물을 첨가하여 성장을 촉진하는 것이다.그리고 나서 성숙한 세포는 채취되고 국소 전달 또는 전신 주입을 통해 환자에게 다시 주입된다.

격리 효율

골수에서 간엽 줄기세포를 분리하는 것은 침습적 시술이 필요하다.간엽 줄기세포는 또한 침습적 수술 절차 없이 탯줄과 같은 출생 관련 조직으로부터 분리될 수 있다.격리 효율의 차이는 기증자 조직의 가용성, 상태 및 연령에 기인한다.중간엽 줄기세포 배양과 관련된 문제는 생산할 ^[1][3]수 있는 세포의 수가 부족하다는 것이다.장기 배양 과정에서 중간엽 줄기세포는 노화, 분화 능력 상실, 악성 ^[4][5]변형을 겪을 확률이 높아진다.

치료 특성

중간엽 줄기세포는 염증성 및 퇴행성 ^[6][7]질환 치료에 이상적인 많은 성질을 가지고 있다.그들은 뼈, 지방, 근육을 포함한 많은 종류의 세포로 분화할 수 있으며, 이것은 그들이 다양한 종류의 ^[8][9]질병을 치료할 수 있게 해준다.그들은 염증과 같은 환경의 변화를 감지하는 타고난 능력을 가지고 있다.그런 다음 이러한 변화에 ^[9]대응하여 생물 활성제의 방출과 전구 세포의 형성을 유도할 수 있다.간엽 줄기세포는 또한 주사 ^[7][10][11]부위에서 멀리 떨어진 염증 부위로 이동하는 것으로 나타났다.

간엽 줄기세포는 골수 ^[7]흡인 등 확립된 절차를 통해 쉽게 추출할 수 있다.또한 이식된 간엽 줄기세포는 환자 자신의 조직으로부터 파생되었기 때문에 거부반응을 일으킬 위험이 거의 없지만 이식편 대 숙주 질환은 환자의 몸 밖에서 세포가 충분히 변화하여 면역체계가 세포들을 이물질로 인식하고 거부반응을 시도할 수 있는 가능성이 있다.이것은 가려움, 민감성/생피부, 벗겨지거나 건조한 피부와 같은 증상을 초래할 수 있습니다.^[6]

배아줄기세포에 대한 장점

재생 의학 분야에서 여러 가지 다른 형태의 줄기세포가 확인되고 연구되고 있다.가장 광범위하게 연구되고 있는 줄기세포 유형 중 하나는 배아줄기세포이며, 배아줄기세포는 여러 세포 계통으로 자가 ^[8]재생하고 분화할 수 있는 능력을 포함하여 간엽줄기세포와 동일한 치료 특성을 많이 가지고 있다.그들의 치료 능력은 동물 모델에서 ^{[8][7][10][12]}자가면역과 신경변화에 대한 많은 연구에서 입증되었다.

그러나 이들의 치료 잠재력은 몇 가지 주요 ^[7]요인에 의해 크게 제한되었다.주입된 배아줄기세포는 숙주 ^[8][7][12]환자에게 종양 형성의 위험을 증가시키는 것으로 나타났다.또한 숙주의 면역체계는 주입된 배아줄기세포를 거부하여 그들의 치료효과를 ^[7]제거할 수 있다.마지막으로, 논란이 되고 있는 수정 ^[8][12]배아로부터의 조달에 관한 윤리적 문제 때문에 연구는 크게 제한되었다.

안전에 관한 우려

인간 간엽 줄기세포 치료는 치료에 대한 개인 반응의 변화와 ^[2]치료에 필요한 세포 수의 증가로 인해 제한적이다.간엽 줄기세포의 안전을 보장하기 위해서는 보다 장기적인 연구가 필요하다.임상 중간엽 줄기세포 사용의 안전성을 관찰한 이전 연구에서는 심각한 부작용이 나타나지 않았다.^[3]그러나 대상 기관에 가해진 개선과 독성이 모두 있는 경우와 간엽 줄기세포의 치료에서 전혀 기능 향상을 보이지 않는 경우가 있었다.또한 줄기세포가 증식하고 아포토시스(apotosis)에 저항하는 능력으로 인해 줄기세포 이식 후 종양 발생의 위험이 있다.줄기세포의 유전자 돌연변이와 표적 조직의 상태는 암 종양을 형성할 수 있다.연구에 따르면 골수 중간엽 줄기세포는 고형 종양으로 이동하고 혈관신생 인자의 분비를 통해 다양한 암 모델에서 종양 성장을 촉진할 수 있다.

치료된 장애

간엽 줄기세포는 심혈관 질환, 척수 손상, 뼈와 연골 복구, 자가면역 질환 등 다양한 질환을 치료하는데 사용되어 왔다.

다발성 경화증 치료

다발성 경화증을 ^[17][18]치료하기 위해 간엽 줄기세포를 사용하는 것에 대한 방대한 연구가 최근 몇 년 동안 수행되었다.이 질환의 치료법은 실험적인 알레르기 뇌척수염의 많은 연구, 다발성 경화증의 동물 모델, 그리고 몇몇 발표되고 진행 중인 1단계와 2단계 인체 실험에서 ^{[8][6][9][12]}테스트되었다.

치료요건

현재의 치료법으로는 중추신경계에 ^[11]돌이킬 수 없는 손상이 누적되는 것을 막을 수 없다.다발성 경화증 환자는 진행 중인 자가면역 유도 과정과 자연 쌍 메커니즘에 ^[6]대한 두 가지 형태의 손상을 경험합니다.따라서 이상적인 치료법은 불규칙한 자가면역 반응을 제어하는 면역조절 특성과 손상된 ^[8][6]세포를 대체할 수 있는 자연복구 메커니즘을 자극하는 재생성을 모두 갖춰야 한다.

치료 메커니즘

다발성 경화증 치료에서 간엽 줄기세포의 정확한 치료 메커니즘은 줄기세포 ^[8][6][9]연구자들 사이에서 여전히 많은 논란이 되고 있다.제안된 메커니즘 중 일부는 면역 조절, 신경 보호, 신경 ^[6]퇴행성입니다.

• 면역 변조

중간엽 줄기세포는 자가면역 ^[8][6]반응을 억제할 수 있는 사이토카인과 같은 생체활성제의 방출을 유도할 수 있다.다발성 경화증 환자의 경우 T, B 세포와 같은 자가반응성 림프구가 미엘린 단백질을 공격하여 중추신경계에 손상을 입힌다.미엘린 단백질은 신경 축삭을 보호하고, 구조적 무결성을 유지하고,^[11] 신경 자극의 효율적인 전달을 가능하게 하는 기능을 하는 미엘린 칼집을 구성합니다.T세포와 B세포의 비조절 증식을 억제함으로써 간엽성 줄기세포는 잠재적으로 중추신경계에 ^[8][9][11]진행 중인 손상을 최소화하고 제어할 수 있다.

중간엽 줄기세포는 또한 항원 ^[6][9]제시 세포의 성숙을 자극할 수 있다.항원 제시 세포는 면역체계가 ^[6]잠재적으로 해로운 물질을 파괴할 수 있는 항체를 생성하도록 자극한다.이 성질은 간엽 줄기세포가 유해한 자가반응성 T와 B ^[8]세포를 중화시키는 데 적극적으로 기여할 수 있게 한다.

• 신경 보호

간엽 줄기세포는 중추신경계의 신경 보호를 촉진하여 만성 ^[11]장애의 진행을 막을 수 있다.그 메커니즘은 건강한 세포의 아포토시스를 억제하고 신경교화증(^[6][11]gliosis)을 예방하는 것을 포함한다.그들은 또한 미엘린 ^[6]피복을 재건하기 위한 대체 세포를 생산하기 위해 국소 전구 세포를 자극할 수 있다.

• 신경퇴행성

성인의 경우 중추신경계의 재생능력이 크게 저하되어 부상 ^[11]후 축삭 재생능력이 저하된다.이러한 자연적인 한계 외에도, 다발성 경화증 환자는 강화된 신경 ^{[8][11][17][18]}퇴화와 함께 신경 퇴행성 감소가 훨씬 더 크다.그들은 정상적인 유지와 ^[6][9]기능에 필요한 전구 세포를 생산하는 신경줄기세포의 수가 현저하게 감소하는 것을 경험한다.신경줄기세포의 감소는 중추신경계가 스스로 ^[9]회복하는 능력에 심각한 손상을 가져온다.이 과정은 다발성 ^[6][9]경화증 환자에게 나타나는 증폭된 신경 변성을 초래한다.

간엽 줄기세포는 염증에 반응하여 신경줄기세포로 분화함으로써 신경회생을 자극하는 능력이 있다.신경줄기세포는 손상된 축삭의 복구를 촉진하고 손상된 ^[11][19]조직을 위한 대체 세포를 만들 수 있다.손상된 축삭의 재생과 복구는 중추신경계에서 자연적으로 일어나는 것으로 나타났다.이는 자연치유가 ^[19]가능한 환경임을 보여준다.중간엽 줄기세포는 아포토시스를 억제하는 생물 활성제를 방출하여 이상적인 재생 ^[6]환경을 조성함으로써 이러한 재생 환경에 기여합니다.

심혈관 질환

간엽줄기세포는 심근경색, 즉 심장마비의 생쥐 모델에서 심장섬유 손상을 완화하고 심장근육세포 사멸을 예방하며 더 이상의 발달을 막을 수 있다.^[20][21][22] 염증이 있는 부위로 이동하여 경색을 줄이고 심장 기능을 향상시킬 수 있습니다.

뇌장애

간엽 줄기세포는 뇌 뇌졸중을 치료할 수 있는 잠재력이 있다.그들은 뇌세포의 기능을 자극하는 인자를 분비하여 뉴런 형성, 혈관 형성, 그리고 시냅스 가소성 개선을 이끌 수 있다.그들은 또한 손상된 세포를 대체하기 위해 뉴런과 신경 세포로 분화할 수 있다.마우스 모델에서 행해진 행동 테스트는 간엽 줄기세포로 치료한 후 정상 뇌 기능으로 되돌아가는 것을 보여주었다.^[23][24]

간질환

간엽 줄기세포는 또한 손상된 간세포를 재생하고 치료할 수 있다.생쥐의 간섬유증 모델에서는 간으로 전달된 간엽 줄기세포가 염증과 괴사를 줄이고 간세포 ^[25][26][27]재생을 유도함으로써 간 기능을 향상시키는 것으로 나타났다.

레퍼런스