배양중 중간엽줄기세포의 dexamethasone 노출중단에 따른 증식과 분화양상 변화

• 영문명: Effects of Dexamethasone Withdrawal on Proliferation and Differentiation of Mesenchymal Stem Cells
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 송인환(In-Hwan Song) 김주영(Joo Young Kim) 성언기(Eon Gi Sung) 김성용(Seong Yong Kim)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제40권 제4호, 375~382쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2007.08.31

국문 초록

골수 중간엽줄기세포는 여러 중배엽세포로 분화될 수 있는 능력에 기인해 많은 연구자들에 의해 손상된 신체복구를 위한 세포치료제로의 활용가능성이 타진되고 있다. Dexamethasone은 중간엽줄기세포 분화유도에 중요한 역할을 하며 시험관 내에서 뼈모세포, 지방세포, 섬유모세포 등으로 분화시킬 수 있다. 지금까지 지속적 dexamethasone 처리에 따른 분화유도에 대해서는 많은 연구가 되어 왔으나 분화유도 과정에서 dexamethasone 제거에 따른 분화효과의 영향에 대한 보고는 찾아보기 힘들다. 하지만 현실적으로 사용 가능성이 높은, dexamethasone으로 전처리한 후 생체에 이식했을 경우 이식된 후의 세포분화의 판단에 중요한 지표가 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 dexamethasone을 투여하여 중간엽줄기세포의 분화를 유도하는 과정에 1주 단위로 dexamethasone을 제거하면서 뼈모세포 분화의 척도로 alkaline phosphatase의 발현 정도를 분석하였고 BrdU에 노출시킨 후 이에 대한 면역염색으로 BrdU에 표지된, 분열 중인 세포수의 비율을 조사하였다. Dexamethasone으로 1주 및 2주 처리한 군에서는 alkaline phosphatase의 발현이 dexamethasone 제거 후 바로 감소하여 4~5주에 대조군 수준으로 감소하였으나 3주 및 4주 처리군은 3주경에 최고치에 도달한 후 감소하기 시작하였고 1주 및 2주 처리군에 비해 높은 수치를 유지하였다. 세포분열정도를 분석한 실험에서 dexamethasone을 투여한 군에서 분열도가 대조군에 비해 낮은 경향을 보였으며 dexamethasone을 제거하면 상당기간 세포분열이 유의성 있게 증가 되었는데 이런 경향은 dexamethasone을 6, 9, 12, 15일 동안 처리한 군에서 뚜렷하였다. 이 결과를 보면 중간엽줄기세포는 dexamethasone에 의해서 뼈모세포로 분화되어 가는데 충분한 기간 처리되지 않으면 그 분화효과는 크게 감소하는 것으로 보이며 그 기간은 3주 이상 처리되어야 한다고 판단된다.

영문 초록

With potential of differentiation into many different lineages, mesenchymal stem cells have been candidate on cell therapy for recovery of injured body. Dexamethasone plays important role in mesenchymal stem cells differentiation and can derived into osteoblast, chondrocytes, adipocytes, and fibroblasts in vitro. There has been many studies on effect of dexamethasone for differentiation of MSCs with continuous exposure, but little work on the effect for deprivation during this progress. This result will be an important guild line for evaluation of transplanted MSCs after pretreatment with dexamethasone. In this study, dexamethasone was deprived by weekly withdrawal schedule in the process of differentiation induction by dexamethasone. During this period, expression of APase was evaluated as mark of osteoblast differentiation and number of BrdU incorporated cells were counted as index of proliferation. APase level of one or two week exposure groups decreased immediately after deprivation of dexamethasone and approached to control level at 4~5 week but three or four week exposure groups reached peak level at 3th week then decreased but still remained higher level than other groups. Dexamethasone exposure groups showed the trend of decreased in mitotic activity compared to control, but there were significant increase in mitosis after deprivation of dexamethasone. This pattern prominent in 6, 9, 12, 15 day exposure groups. These results showed that the effect of dexamethasone derived MSCs differentiation into osteoblasts is faint without full enough exposure and the period should be more than three weeks.

키워드

중간엽줄기세포 덱사메타존 세포분화 뼈모세포 Mesenchymal stem cells Dexamethasone Differentiation Osteoblasts