이 연구는 Wharton's jelly(WJ)의 무결성을 보존하기 위한 고유한 둔부 해부 절차를 제시하여 WJ가 덜 손상되고 수확된 중간엽 줄기 세포(MSC)의 양과 생존력을 높입니다. 이 방법은 기존의 날카로운 해부 방법에 비해 우수한 수율과 증식 능력을 보여줍니다.
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방법 논문
이 연구는 Wharton's jelly(WJ)의 무결성을 보존하기 위한 고유한 둔부 해부 절차를 제시하여 WJ가 덜 손상되고 수확된 중간엽 줄기 세포(MSC)의 양과 생존력을 높입니다. 이 방법은 기존의 날카로운 해부 방법에 비해 우수한 수율과 증식 능력을 보여줍니다.
중간엽 줄기 세포(MSC)는 놀라운 재생 및 면역 조절 특성을 가진 다능 세포의 집단입니다. 탯줄(UC)에서 추출한 Wharton's jelly(WJ)는 MSC의 뛰어난 공급원으로 생물의학 분야에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 제한된 공급과 기존 방법의 표준화 부족과 같은 문제가 발생했습니다. 이 기사에서는 탯줄에서 온전한 WJ를 절개하여 MSC 수율을 향상시키는 새로운 방법을 제시합니다. 이 방법은 둔기 절개를 사용하여 상피층을 제거하여 전체 WJ의 무결성을 유지하고 수확된 MSC의 양과 생존력을 증가시킵니다. 이 접근 방식은 기존의 날카로운 해부 방법에 비해 WJ 폐기물을 크게 줄입니다. WJ-MSC의 순도를 보장하고 외부 세포 영향을 최소화하기 위해 UC를 뒤집은 후 내부 장력을 사용하여 내피를 박리하는 절차를 수행했습니다. 또한, 페트리 접시는 부착 및 세포 성장을 개선하기 위해 외식물 배양 중에 짧은 시간 동안 뒤집혔습니다. 비교 분석을 통해 제안된 방법의 우수성을 입증했으며, 기존 방법보다 더 나은 생존력을 가진 WJ 및 WJ-MSC의 더 높은 수율을 보여주었습니다. 두 방법 모두에서 세포 표면 마커의 유사한 형태 및 발현 패턴은 다양한 응용 분야에서 이들의 특성화와 순도를 확인합니다. 이 방법은 WJ-MSC 분리를 위한 고수율 및 고생존력 접근법을 제공하여 MSC의 임상 적용에 대한 큰 잠재력을 보여줍니다.
1991년 Wharton's jelly(WJ)에서 중간엽 줄기세포(MSC)를 처음 분리한 이래로 이러한 다능성 줄기세포는 재생 특성과 다중 계통 분화 능력1으로 인해 연구자들로부터 상당한 주목을 받았습니다. MSC는 골수, 말초 혈액, 치수, 지방 조직, 태아(인간 유산) 및 출산 관련 조직을 포함한 다양한 출처에서 분리할 수 있습니다2. 탯줄(UC)은 비침습적 특성, 풍부한 세포 수율 및 분화 능력으로 인해 유망한 저장소로 부상했으며 높은 증식률, 분화 가능성 및 면역 조절 특성을 나타냅니다3. 태아 MSC는 강력한 줄기 및 면역 특성을 나타내어 지난 20년 동안 수행된 임상 시험 및 기초 연구의 주요 초점이 되었습니다 2,4,5. UC 유래 MSC는 골수 또는 지방 조직과 같은 다른 MSC 공급원에 비해 치료 잠재력이 우수합니다 6,7.
UC는 양수 상피, 3 개의 혈관 (2 개의 동맥과 1 개의 정맥) 및 WJ3로 알려진 젤라틴 물질로 구성됩니다. 흥미롭게도, UC는 내피와 중피로만 구성되는 단순한 혈관 구조를 구성하지만 tunica adventitia는 구성하지 않습니다. WJ에는 림프나 신경이 포함되어 있지 않다8. UC는 분절 분리에 이상적인 고유한 구조를 제공합니다. UC-MSC는 주로 WJ에 있습니다. MSC는 양막, 양막하(양막과 양막은 탯줄 내벽 영역으로도 지정됨) 및 WJ8의 혈관 주위 영역을 포함하여 WJ의 다른 구획에서 분리될 수 있습니다. WJ의 각 영역은 고유한 구조, 면역조직화학적 특성 및 기능 3,6을 가지고 있습니다.
UC의 WJ에서 분리된 MSC는 다른 지역의 MSC에 비해 우수한 임상적 유용성을 가진 것으로 널리 알려져 있다3. WJ-MSC는 다계통 분화 잠재력, 면역 조절 특성, 파라크린 효과, 항염증 효과 및 면역 특권 특성으로 인해 다양한 질병의 치료를 위한 전임상 및 임상 환경에서 광범위하게 연구되었습니다 2,3. WJ-MSC는 이식편대숙주병(GvHD), 이식편거부척척증, 크론병, 자가면역질환 및 심혈관질환 9,10,11,12,13,14를 포함한 다양한 질병 치료에 대한 유망성이 입증되었습니다. WJ-MSC에 대한 임상 수요가 계속 증가함에 따라 탯줄의 공급 부족은 현재 탯줄의 광범위한 응용 분야에 장애물이 되고 있습니다.
WJ-MSC의 수율은 세포 추출에 사용되는 방법에 따라 달라진다15. WJ-MSC는 외식물 배양 또는 효소 분해를 통해 분리할 수 있지만, 후자의 방법은 증식 시간이 길어 세포 손상의 위험을 증가시키고 세포 생존율을 감소시킬 수 있습니다16. 그러나 수많은 연구에 따르면 외식물 배양법은 세포 수율과 생존율을 증가시키고, 외식물 조직에서 방출되는 파라크린 인자도 세포 증식을 촉진하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다17,18.
이 연구는 고유한 해부 접근 방식을 적용하여 전체 WJ를 얻어 WJ에 대한 손상을 최소화하면서 증식 능력, 생존력 및 양이 향상된 MSC를 수득했습니다. 이 혁신적인 방법은 WJ-MSC를 격리하기 위한 간소화된 전략을 제공하여 MSC 응용 분야의 중요한 요구 사항을 해결합니다.
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샘플은 중국 광둥성에 있는 Shenzhen Longgang District Maternity and Child Healthcare Hospital의 동의한 건강한 기증자로부터 얻었습니다. 연구를 위한 인체 샘플 사용은 베이징 중의약 대학 선전 병원 윤리 위원회(SZLDH2020LSYM-095) 및 선전 룽강구 산부인과 및 아동 건강 관리 병원 의료 윤리 위원회(LGFYYXLLS-2020-005)의 승인을 받았습니다. 모든 실험은 승인된 지침에 따라 수행되었습니다. 시약 및 사용된 장비에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 인간의 탯줄 채취
2. 탯줄에서 Wharton's jelly의 격리
3. UC-MSC의 격리 및 배양
4. 유세포분석에 의한 세포 표면 마커의 발현
5. 세포 계수 방법에 의한 세포 성장 곡선 결정
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UC-MSC를 수집 및 배양하는 절차와 후속 분석은 그림 1에 요약되어 있습니다. UC는 독특한 방법을 사용하여 여러 섹션으로 깔끔하게 해부되었습니다. 주요 절차의 특정 작동 다이어그램은 그림 2에 설명되어 있습니다. 외식물 배양에서 얻은 세포의 성장은 정기적으로 모니터링되고 기록되었습니다. 부착성 방추형 세포는 외식물을 배양한 후 약 4일 후에 관찰되었으며 점점 더 소용돌이 모양으로 기어 들어갔습니다. 이들 세포는 또한 P0로 확인되었으며, 증식 및 패시징 동안 균일한 크기와 형태를 유지하면서 후속 패시징을 위해 계속 증식했습니다. 기존 방법과 현재 방법은 세포 크기와 형태 측면에서 무시할 수 있는 차이를 보였습니다(그림 3).
기존의 절개 방법은 혈관과 UC의 내부 상피에서 WJ를 긁어내는 것입니다. WJ 수율은 중량...
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MSC는 재생 의학에 심오한 영향을 미치는 역동적인 연구 분야입니다22. 그들의 독특한 특성은 과학적 탐구의 초점이 되며 광범위한 질병 및 부상 치료에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다7. WJ-MSC는 MSC의 별개의 부분집합이며, 이는 혈관간 상피와 양막 상피(23) 사이에 위치한 UC 내의 젤라틴 결합 조직에서 얻을 수 있습니다. MSC의 임상적 응용은 충분한 세포 수를 확보하는 데 있다24. 그러나, 통로 수가 증가함에 따라, 세포는 어느 정도의 노화 현상을 보이기 시작했고, MSCs의 증식 능력은 P524 이후 점차 감소하였다. 따라서 MSC 수율을 향상시키기 위한 방법을 최적화하는 것이 필수적입니다.
WJ-MSC를 격리하는 가장 효율적인 방법은...
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저자는 이해 상충이 없다고 보고합니다.
이 연구는 중국 국립자연과학재단(National Natural Science Foundation of China, 82172107), 중국 광둥성 자연과학재단(Natural Science Foundation of Guangdongprovince, China (2021A1515011927, 2021A1515010918, 2020A1515110347), 선전의학연구기금(Shenzhen Medical Research Fund, SMRF. D2301015), 선전시 과학기술혁신위원회(JCYJ20210324135014040, JCYJ20220530172807016, JCYJ20230807150908018, JCYJ20230807150915031), 룽강구 경제기술발전특별기금(LGKCYLWS2022007).
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