인체 지방세포 조직에서 추출한 간엽줄기세포를 이용한 무흉선 백서의 두개골 결손 골화에 있어서 분화, 지지체 및 골 성장인자 (BMP-2)의 효과
성체 줄기세포의 다양한 분화 가능성은 현재 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 지방유래 간엽줄기세포는 줄기세포주를 비교적 쉽게 충분한 양까지 얻을 수 있는 장점이 있을 뿐 아니라, 다양한 조직으로의 분화가 확인됨에 따라, 최근 더욱 활발히 연구 되고 있는 분야이다. 특히 성형외과 영역에서 발생하는 다양한 골 결손의 경우, 세포치료를 통해 결손의 치유가 가능해 진다면, 불필요하게 정상 골조직을 공여부로 희생시키지 않고, 환자 치료에 있어서 큰 발전을 이룰 수 있을 것이다. 하지만, 이러한 줄기세포를 이용한 골결손의 치료에 있어 지금까지 대부분 실험실적 조건에서 미분화된 줄기세포 (undifferentiated stem cell)를 여러 첨가 물질 및 인공 조작을 통해 특정 세포로 분화시킨 후 적용한 경우가 대부분이어서, 이러한 실험실적 조작(in vitro manipulation)에 의한 예측 불가능한 다양한 부작용이 실제 임상적용을 어렵게 하는 난제가 있다. 이에 미분화된 줄기세포를 이용한 세포치료를 시도해 보고자 하였으며, 이러한 골세포로의 분화 및 골화 효과의 극대화를 위해 지방유래 줄기세포가 골세포로 분화할 수 있게 유도할 수 있는 지지체와 성장인자를 함께 적용해 보고자 하였다. 본 연구에서는 무흉선 백서의 두개골 창상에서 인체지방조직 유래 간엽 줄기세포를 지지체에 이식하였고, 그 효과를 극대화하고자 성장인자 bone morphogenetic protein(BMP)를 이용하였다. 조직학적 방법과 면역형광 염색, 골밀도 측정기를 이용한 시기별 연속적인 골밀도 측정을 통해 골결손의 골화과정을 연속적으로 관찰하고 비교할 수 있었으며, 인체 시발체(human primer)를 이용한 이식된 줄기세포의 골화지표인 알칼리인산분해효소(alkaline phosphatase;ALP), 오스테오칼친(osteocalcin), 오스태오폰틴(osteopontin)의 mRNA 발현을 측정해 봄으로써 골화효과가 백서의 골 결손 주변골아세포에 의한 골전도 뿐 아니라, 지지체와 함께 이식된 미분화된 인체조직유래 간엽줄기세포가 백서 내에서 골세포로 분화하여, 무흉선 백서의 두개골 결손부위에서 골 신생을 확인하였다. 또한, BMP-2를 줄기세포, 지지체와 함께 이식함으로써 골화 효과가 촉진됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 조직공학의 실제 임상 적용 시 문제가 될 수 있는 실험실내 줄기세포의 조작을 최소화하고, 생체 내에서 분화를 유도하면서도 그 효과를 극대화하기 위해 성장인자를 추가함으로써 세포치료의 임상 적용을 시행함에 있어 그 가능성을 확인하였다고 생각되며, 조직공학의 3요소가 어떻게 결합되어야 그 상생효과가 나타날 수 있는지에 대한 하나의 례가 될 수 있을 것으로 생각된다
