턱뼈 골수에서 채취한 중간엽 줄기세포는 다양한 분화, 자가 재생, 면역 조절에 중요한 기능을 합니다. 그들은 유전자 치료, 조직 공학 및 재생 의학에서 전구 세포의 중요한 저장소로 부상했습니다. 여기에서는 쥐에서 턱뼈 골수 중간엽 줄기세포를 분리하는 독특한 방법을 제시합니다.
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방법 논문
턱뼈 골수에서 채취한 중간엽 줄기세포는 다양한 분화, 자가 재생, 면역 조절에 중요한 기능을 합니다. 그들은 유전자 치료, 조직 공학 및 재생 의학에서 전구 세포의 중요한 저장소로 부상했습니다. 여기에서는 쥐에서 턱뼈 골수 중간엽 줄기세포를 분리하는 독특한 방법을 제시합니다.
골수 중간엽 줄기 세포(BMMSC)는 다방향 분화 가능성이 있는 줄기 세포의 한 유형입니다. 충수골에서 유래한 BMMSC에 비해 턱에서 유래한 BMMSC는 증식 및 골형성 분화 능력이 뛰어나 점차 턱 결손 복구에 중요한 종자 세포가 되고 있습니다. 그러나 하악골은 복잡한 뼈 구조를 가지고 있으며 충수골보다 수축성 함량이 적습니다. 전통적인 방법으로는 고품질의 턱 유래 골수 중간엽 줄기 세포를 대량으로 획득하기 어렵습니다. 이 연구는 쥐의 턱뼈 골수 중간엽 줄기세포(JBMMSC)를 분리하고 배양하기 위한 '줄기세포에 대한 틈새 기반 접근법'을 제시합니다. 원발성 쥐 JBMMSC는 뼈 절편 분해 방법과 결합된 전체 골수 부착 방법을 사용하여 분리 및 배양했습니다. 분리된 세포는 세포 형태 관찰, 세포 표면 마커 검출 및 다방향 분화 유도를 통해 JBMMSC로 식별되었습니다. 이 방법으로 추출한 세포는 '섬유아세포와 같은' 방추체 모양을 나타냅니다. 세포는 길고 방추 모양이며 섬유아세포와 같습니다. 유세포 분석 결과 이들 세포는 CD29, CD44 및 CD90에 대해서는 양성이지만 CD11b/c, CD34 및 CD45에 대해서는 음성이며, 이는 BMMSC의 특성과 일치합니다. 세포는 강력한 증식 능력을 보이며 골형성(osteogenic), 지방형성(adipogenic) 및 연골형성(chondrogenic) 분화를 거칠 수 있습니다. 이 연구는 단시간에 강력한 분화 능력을 가진 충분한 고품질 JBMMSC를 얻을 수 있는 효과적이고 안정적인 방법을 제공하여 생물학적 기능, 재생 의학 및 관련 임상 응용에 대한 추가 연구를 용이하게 할 수 있습니다.
중간엽 줄기세포(MSCs)는 골수에서 처음 발견되었으며, 배양에서 접착 군락을 형성할 수 있는 능력과 강력한 골형성 잠재력을 보여주었습니다1. Pittinger et al.2은 뼈, 지방 및 연골에 대한 다방향 분화 잠재력을 추가로 발견했습니다. 서로 다른 출처의 모든 중간엽 줄기세포는 다방향 분화의 잠재력을 가지고 있지만, 골수 중간엽 줄기세포는 다른 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포에 비해 가장 강력한 연골 분화 잠재력을 가지고 있어 뼈 조직 공학에 가장 적합한 후보 세포로 간주됩니다3. 그러나 많은 연구에서 다양한 기원의 BMMSC가 골형성 분화 능력 및 세포 증식 활성과 같은 부위 특이적 특성 및 특성을 나타낸다는 것을 입증했습니다 4,5. 이는 턱뼈와 충수골 사이의 생식층이 다르거나 장골능선(iliac crest)이 다르기 때문일 수 있다6.
턱뼈 골수 중간엽 줄기세포(JBMMSC)는 신경외배엽의 신경능선 세포에서 발생하는 반면, 대퇴골 유래 BMMSC는 중배엽에서 유래한다7. 장골과 장골능선에서 유래한 BMMSC와 비교했을 때, JBMMSC는 증식률, ALP 활성도 및 골형성 전위가 더 높다8. 게다가, 조직 및 장기에 대한 BMMSC의 적용 효과는 세포 유형 및 환경에 따라 다를 수 있습니다9. 턱 결손의 복구는 주로 턱 유래 중간엽 줄기 세포의 모집에 달려 있습니다. 따라서 JBMMSC를 연구하는 것은 턱뼈 조직 공학에서 임상적 적용을 위한 실험적 기초를 제공할 수 있다10. 그러나 기초 연구 및 임상 응용은 주로 충수골 및 축골에서 유래한 BMMSC에 초점을 맞추고 있다11. JBMMSC에 대한 연구는 제한적이며, 이는 하악골의 해면골 함량이 낮고 쥐의 턱에 해면골 함량이 훨씬 적기 때문일 수 있다12. 따라서, 충수골 또는 장골능선(iliac crest 13)에서 BMMSC를 분리하는 데 일반적으로 사용되는 일반적인 골수 세척법을 사용하여 턱뼈 유래 골수 중간엽 줄기세포를 분리하는 것은 어렵다13. Hong et al.14 및 Cheng et al.15의 방법을 바탕으로 조밀한 골 소화와 골수 세척 방법의 조합이 쥐 JBMMSC를 효율적으로 분리할 수 있다는 가설을 세웠습니다.
이 연구는 랫트 JBMMSC를 분리하는 효율적인 방법을 확립하고 턱뼈 조직 공학을 위한 충분한 종자 세포 소스를 제공하는 것을 목표로 합니다.
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이 프로토콜은 중국 PLA 종합병원의 기관 동물 윤리 위원회(Institutional Animal Ethics Committee)의 승인을 받았습니다. 실험에는 13주 된 수컷 Wistar 쥐가 사용되었습니다. 동물, 시약 및 장비에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 실험적 준비
2. 랫드 JBMMSC의 분리 및 배양
3. 세포 표면 마커 식별을 위한 유세포 분석
4. 세포 증식 측정
5. 콜로니 형성 능력
6. JBMMSC의 다계통 분화
참고: 다중 계보 차별화를 위해 P3 세대의 JBMMSC를 사용합니다. 대조군은 α-MEM 완전 배지로 배양하였다.
7. Real-time PCR
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72시간의 세포 접종 후, 대부분의 세포는 부유하고 둥근 모양이었으며 벽에 부착된 세포는 거의 없었습니다(그림 1B). 5일째 되는 날에는 부착성 세포 콜로니가 나타나 방추체 또는 섬유아세포와 같은 모양을 나타냈습니다(그림 1C). 7일째 되는 날, 부착 세포는 90%의 밀도에 도달하여 소수의 간헐적 부유 세포가 있는 "물고기 학교" 모양을 형성했습니다(그림 1D). 패싱된 세포는 빠르게 성장하여 3일마다 통과했습니다. 세포 형태는 상대적으로 균질하고, 주로 방추체 모양이며, 밀도 후 소용돌이와 같은 패턴으로 배열되었습니다(그림 1E-G).
유세포 분석 결과 중간엽 줄기세포 표면 마커 CD90, CD29 및 ...
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골수 중간엽 줄기 세포(BMMSC)는 골수에 존재하는 비조혈 줄기 세포의 하위 집합을 나타내며, 자가 재생 능력, 다방향 분화 가능성 및 조혈 지원 기능을 특징으로 합니다. 이 세포는 조직 재생, 혈관 형성 및 세포 활동 조절과 같은 다양한 생리적 과정에서 중추적인 역할을 합니다20. 결과적으로, BMMSC는 조직 복구 및 재생 공학에서 최적의 종자 세포 공급원으로 자주 활용됩니다21.
2005년 Matsubara et al.22에 의해 인간 턱뼈 골수 흡인체에서 처음 분리된 턱뼈 중간엽 줄기세포(JBMMSC)는 다른 골격 부위에 비해 턱뼈의 독특한 기원과 발달 경로에 기인하는 독특한 분화 특성을 나타냅니다 4,23. 두개안면골을 지배하는 뚜렷한 발...
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저자는 밝힐 것이 없습니다.
이 연구는 군사위원회 군수국의 건강 관리 프로젝트(19BJZ22), 베이징 자연과학 재단(7232154) 및 Fourth Mil Med Univ. 임상 연구 프로젝트(2021XB025)의 지원을 받았습니다.
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