일반기술

중간엽 줄기세포로부터 연골세포를 분화시키는 방법 및 상기 방법에 의해 분화된 연골세포

중간엽 줄기세포로부터 연골화분화를 유도하기 위한 방법으로서 초음파를 파장범위 10㎑-100㎒, 출력강도 10-5000mW/㎠ 범위로 중간엽 줄기세포에 처치하여 중간엽 줄기세포가 초음파의 자극에 의해 연골화 분화유도가 증가될 뿐만 아니라 연골화 분화 유도물질로 잘 알려진 성장인자인 TGF-β3의 흡수를 증가시켜 연골화 분화에 특이적 기질의 발현이 증가하는 효과가 있다. 연골세포의 경우 물리적 기계적 자극들 중에서 특히 초음파는 조직내의 세포를 기계적으로 자극시킬 수 있는 수단으로 뼈의 성장, 골절, 근육조직의 치유 등 손상된 조직의 수복에 효과적이며, 골절 수복에 있어 초음파는 연골세포의 증식을 촉진하여 골 유합을 촉진시킨다. 또 type II collagen은 연골조직에 유일하게 존재하며 연골세포의 특정한 마커로 사용되는 데, 사람의 연골세포를 단층 배양시 저주파 초음파 처리하면 세포증식, 연골세포의 특징적인 type II collagem과 세포외기질 분비를 증가시키고, 초음파에 의해 활성화된 연골세포에서 골형성 관련 유전자인 TGF-β, 오스테오칼신, alkaline phosphatase, α(I)-procollagen gene의 발현보다 단백당(proteoglycan)이나 제2교원질 등 연골 형성 유전자의 발현을 상승시켜 연골구조를 유지하고 있는 교원질 망을 보호함으로써 연골 파괴나 분해를 방지하는 데 효과가 있다. 이에 초음파의 연골조직 생성효과가 연골세포의 직접적인 자극효과 외에 중간엽 줄기세포로부터 연골세포로의 분화를 촉진할 가능성을 제시한 방법이다. 분화유도에 성장인자인 TGF-β를 처리하여 연골화 분화에 특이적 기질인 제2교원질(연골세포의 특정한 마커로 사용됨)이 발현되고, 초음파 치료기로부터 발생되는 저강도 초음파로 물리적 자극을 주면 연골세포로의 분화를 유도하는 배양환경을 제공하여 연골세포에 특이적인 제2교원질과 세포외 기질인 당단백의 합성을 증가시킴으로써 연골화 분화유도가 촉진된다. 즉 종래 고전적 방법 외에 기계적 자극에 의해 연골조직과 비슷한 물리적․기계적 물성을 개선시킴으로써 연골세포로 분화가 촉진된다.초음파 치료기를 이용하여 초음파를 중간엽 줄기세포에 처치하여 연골화 분화에 유리한 삼차원 배양 환경에서 다양한 조직으로 분화할 수 있는 잠재력을 가진 중간엽 줄기세포를 연골세포로 분화되도록 유도하는 방법이다. 연골조직의 재생 시 건강한 연골조직을 재생하기 위해 중간엽 줄기세포로부터 연골세포로 분화시키는 간단하면서도 비용이 저렴한 유도 방법이다. 연골화 분화 유도물질로 잘 알려진 성장인자인 TGF-β3의 흡수를 증가시킬 수 있는 분화 유도방법이다.초음파 처리에 의해 중간엽 줄기세포로부터 연골세포로 분화시키는 간단하면서도 저렴한 비용으로 연골세포를 분화시킬 수 있다. 본 방법에 의해 연골화 분화 유도물질로 잘 알려진 성장인자인 TGF-β3의 흡수를 증가시킬 수 있어 연골세포의 분화를 더욱 촉진하는 우수한 효과가 있다. 또 중간엽 줄기세포로부터 연골세포를 용이하게 분화 유도할 수 있으므로 연골재생효과를 더욱 상승시킬 수 있다.