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목적 : 체내 허혈성 손상에서는 특이적으로 Hif-1의 발현과 모세혈관 생성인자 VEGF와 눈신경 보호 인자 PEDF의 균형을 통해서 조직의 저산소 상태를 개선하고 적응한다. 인간 태반유래 중간엽줄기세포는 항 염증성 사이토 카인 및 복구 인자를 분비하는 능력을 가지고 있어 외상성 시신경 손상의 기대되는 치료방법이다. 본 연구에서는 저산소 상태에 노출된 R28 세포의 확립된 허혈성 손상 모델에서 NF-ĸB 경로를 매개로한 인간 태반유래 중간엽 줄기세포(hPMSCs)의 신경 보호 효과를 알아보고자 하였다.
방법 : 시신경 손상의 모델에 사용되는 R28세포에서 CoCl2(300μM)을 3시간 동안 처리 하여 저산소증을 유발한 후, hPMSCs 공배양에 따른 세포사멸 보호효과를 Hif-1a, caspase activation, NF-ĸB와 Gap43을 측정했다. hPMSC의 저산소증 보호효과에서 NF-ĸB의 조절 기능을 알아보기 위해 EMSA(Electrophoric Mobility Shift Assay)을 이용해 siRNA의 작용을 분석하였다. 또한 VEGF와 PEDF의 단백질의 발현을 관찰하였으며 anti-VEGF의 효과를 알아보았다.
결과 : hPMSCs 공배양(co-culture)에 따른 R28 세포사멸 보호효과는 20%가량 유의있게 나타났다. 또한 hPMSCs의 R28 세포사멸 보호 효과는 NF-kB 발현이 상향 조절되어 나타남을 binding assay를 통해 확인하였다. 손상된 R28 세포에서 HIF-1a 발현이 증가되고 hPMSCs에 의해 HIF-1a 발현이 감소되었으며, VEGF는 HIF-1a와 유사하게 hPMSCs에 의해 R28 세포내 발현이 조절되었으며, PEDF와 상호 균형을 나타내었다.
결론 : 본 연구는 NF-ĸB 단백질이 인간 태반유래 중간엽 줄기세포 (hPMSCs)의 복구 기작에 영향을 미치는 것으로 보인다. hPMSCs는 저산소증에서 R28 세포에 유도되는 유전자 발현을 상위조절하여 세포 손상을 복구하는 능력이 있는 것으로 사료된다. 이와 같은 결과를 통해 기존의 시신경손상 모델에서 hPMSCs의 기능을 확인하고 세포치료제의 가능성을 확인할 수 있었다.
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