39.11: 줄기세포 배양

줄기세포 연구는 줄기세포를 사용하여 세포 손상을 재생하고 복구하는 방법을 찾는 것을 목표로 합니다. 시간이 지남에 따라 대부분의 성체 세포는 노화로 인한 마모를 겪고 스스로 분열하고 복구하는 능력을 상실합니다. 줄기세포는 특정한 형태나 기능을 나타내지 않습니다. 대부분의 조직에서 세포의 작은 하위 집합으로 존재하는 성체 줄기 세포는 계속 분열하며 일반적으로 해당 조직에서 형성되는 여러 특수 세포로 분화할 수 있습니다. 이 세포는 신체가 신체 조직을 재생하고 복구할 수 있게 해줍니다.

미분화 세포를 특수 세포로 유도하는 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 실험실 환경에서는 성장의 물리적, 화학적 조건을 변화시켜 줄기세포가 특화된 세포로 분화되도록 유도하는 것이 가능합니다. 줄기세포의 여러 공급원이 실험적으로 사용되며 기원과 분화 가능성에 따라 분류됩니다. 인간 배아 줄기 세포(hESC)는 배아에서 추출되며 다능성입니다. 골수 및 피부와 같은 많은 기관 및 분화된 조직에 존재하는 성체 줄기 세포는 다능성을 가지며 해당 조직에서 발견되는 세포 유형으로 분화가 제한됩니다.

제대혈에서 분리된 줄기 세포는 유치(젖니)의 세포와 마찬가지로 다능성입니다. 연구자들은 최근 쥐와 인간의 성체 줄기세포로부터 유도만능줄기세포(iPSC)를 개발했습니다. 이 세포는 배아 줄기 세포처럼 기능하는 유전적으로 재프로그램된 다능성 성체 세포입니다. 이는 세 배엽층 모두의 특징적인 세포를 생성할 수 있습니다.

줄기세포는 특수한 세포로 분열하고 분화하는 능력으로 인해 당뇨병, 심장병과 같은 질병에 대한 잠재적인 치료법을 제공합니다. 세포기반치료란 성장접시에서 분화를 유도한 줄기세포를 환자에게 주입해 손상되거나 파괴된 세포나 조직을 복구하는 치료법을 말한다. 세포 기반 치료법을 적용하려면 많은 장애물을 극복해야 합니다. 배아줄기세포는 거의 무제한의 분화 잠재력을 갖고 있지만, 환자의 면역체계에서는 이물질로 간주되어 거부반응을 유발할 수 있습니다. 또한, 배아줄기세포를 분리하기 위해 배아를 파괴하는 것은 상당한 윤리적, 법적 문제를 야기합니다.

이에 반해 환자에게서 분리한 성체줄기세포는 체내에서 이물질로 보이지 않지만 분화 범위가 제한적입니다. 어떤 사람들은 자녀의 제대혈이나 유치를 은행에 보관하여 자녀에게 필요할 경우를 대비하여 나중에 사용할 수 있도록 줄기 세포 공급원을 보관해 둡니다. 유도만능줄기세포를 사용하면 배아줄기세포의 법적, 윤리적, 면역학적 함정을 피할 수 있기 때문에 이 분야에서 유망한 발전으로 간주됩니다.

줄기세포 배양은 최적의 조건에서 체외에서 줄기세포를 배양하는 과정입니다.

줄기세포는 조직 및 장기 재생과 같은 광범위한 의료 응용 분야를 가지고 있습니다.

줄기세포 샘플은 일반적으로 성체 또는 배아 조직에서 추출합니다.

그런 다음 이러한 샘플은 필요한 세포 간 상호 작용 및 영양소를 제공하는 비활성화된 마우스 배아 섬유아세포 세포로 구성된 피더 층으로 코팅된 플라스틱 배양 접시로 옮겨집니다. 줄기 세포의 자발적인 분화를 방지합니다.

배양 접시에는 주로 성장 호르몬과 필수 영양소를 함유한 배지가 보충됩니다. 줄기세포가 분열하고 배양 접시 위로 퍼져 군체를 형성할 수 있도록 영양을 공급합니다.

필요한 크기로 성장하면 이러한 군체를 부드럽게 제거하고 통로를 거친 후 여러 번 추가로 재도금하거나 하대배양하여 순수하고 지속적으로 성장하는 세포주를 확립합니다.

확립된 세포주는 in vitro에서 수백만 개의 줄기세포를 생성할 수 있습니다. 따라서 이러한 배양된 줄기 세포의 배치는 향후 사용을 위해 동결될 수 있습니다.