R & D

배아줄기세포주 세포치료제

원인

손상된 척주조직의 재생을 위한 시도는 약물치료 및 수술요법을 비롯하여 최근의 성체줄기세포치료법까지 다양하게 이루워졌으나 기존의 요법들은 효과가 미미하고 심각한 부작용을 발생시키며 근본적인 신경조직의 재생이 불가능합니다. 또한 최근 배아 및 역분화 줄기세포를 이용한 치료가 시도되었으나 종양을 형성하는 등 안전성의 문제로 인하여 적용이 어렵습니다.

과정

배아 및 역분화 줄기세포로부터 분화된 신경전구세포는 신경세포와 신경능선세포로
재분화됩니다. 재분화 이전의 신경전구세포 전체를 손상된 척수조직 및 뇌조직에 이식 시, 조직 내 중배엽성 종양이 형성됩니다.
이를 구분하는 인자로서 PSA-NCAM이라는 단백질을 활용하면, 신경전구세포를 두 가지 세포로 분리할 수 있습니다.
이 중, PSA-NCAM 양성세포는 신경조직으로 재분화되는 신경세포이며,
PSA-NCAM 음성세포는 중배엽성 조직으로 분화되는 신경능선세포 입니다.
분리된 신경전구세포 중 PSA-NCAM 양성세포 만을 선별하여
손상된 척수 및 뇌조직에 이식 시, 신경조직의 재생을 유도할 수 있습니다.

결과

시험자료
– 순수 분리된 PSA-NCAM 양성 신경전구세포
PSA-NCAM 마커를 이용하여 분리된 세포 중 양성세포만 순수하게 분리됩니다.

– PSA-NCAM 마커를 이용한 신경전구세포의 분리
PSA-NCAM 마커를 이용하여 이를 분리할 수 있습니다.

– 분리된 신경전구세포의 이식
PSA-NCAM 마커를 이용하여 분리된 양성 및 음성세포를 각각 이식하였을 때,
음성세포의 이식 시에만 중배엽성 종양이 형성되는 것을 확인합니다.

배아줄기세포관련 실험 → 척추 손상

실험

– 척수손상 모델의 운동기능 개선
척수손상 동물모델을 제작 1주후 PSA-NCAM 양성 신경전구세포를 이식한 다음
최장 10주까지 운동기능의 변화추이를 살펴볼 수 있는
행동평가(Basso,Beatie,Bresnahan, BBB)시험을 매주 수행합니다.

결과

세포를 이식한 그룹이 control에 비해 운동기능 개선을 보였고 (BBB score 증가),
이식 후 약 4주부터는 control에 비해 통계학적으로 유의한 증가를 보입니다.

1) 항염증 (Anti-inflammation)

실험

척수손상 모델에 세포를 이식하여 10주 후 척추 조직을 적출 후,
조직 재생에 방해가 되는 염증에 대한 분석으로
세포 이식의 치료 효과 중 항염증 효과가 있는지 확인하기 위해
척수 내에 존재하는 미세아교세포인 microglia와 염증에 의해
활성화된 activated microglia를 표시할 수 있는 항체 Iba1, ED1을 이중 염색하고
조직에 남아 있는 activated microglia의 비율을 분석합니다.

결과

세포를 이식한 조직에서 control에 비해 통계학적으로 유의하게 activated microglia의 감소를 확인하였으며, 이는 세포 이식이 염증을 감소시키는 효과가 있다는 것을 보여줍니다.

2) 혈관 신생 (Angiogenesis)

실험

세포 생존에 중요한 요소 중 하나인 혈관에 대한 지표로
smooth muscle actin(SMA) 항체를 사용하여 면역 조직 화학(IHC) 방법으로 확인합니다.

결과

media를 넣은 control 그룹에 비해 세포를 이식한 그룹의 조직에서
혈관이 더 많이 관찰 되었으며 통계학적으로 유의한 결과를 보입니다.

3) 척수내의 세포 증식 (Cell proliferation)

실험

척수손상 모델을 만든 후 일주일 뒤 세포를 이식 하였고,
BrdU를 매일 일주일 동안 주사하고 8일째에 척수 조직을 적출하여
Control과 세포를 이식한 그룹의 BrdU+ 세포의 개수를 비교 분석합니다.

결과

세포를 이식한 조직에서 control에 비해 통계학적으로 유의하게
새로운 세포의 증가를 확인하였으며,
세포 이식이 척수손상 동물 모델의 척수내의 내생 세포의 증식을 증가
시킨다는 것을 증명합니다.