세포밖 소포체의 영향을 받는 동종이형, 동종이형, 이종 이식편과 인간 치수줄기세포의 체외 생체적합성 평가

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12475(2023) 이 기사 인용

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치수 줄기 세포(DPSC) 또는 줄기 세포 유래 세포외 소포(EV)를 사용하는 치료법은 뼈 조직 공학에 대한 유망한 응용을 보여주었습니다. 이 시험관 내 실험에서는 동종이형(maxresorp), 동종이형(maxgraft) 및 이종성(cerabone) 뼈 이식편에 대한 DPSC와 EV의 공동 골형성 능력을 평가했습니다. 우리는 골 형성 분화와 인간 DPSC의 증식이 뼈 이식편마다 다르며 EV의 영향을 받아 유리하다는 가설을 세웁니다. DPSC는 인간의 사랑니에서 얻어졌고 DPSC에서 파생된 EV는 세포 배양 배지에서 분리되었습니다. DPSC는 대조군을 위해 동종이형, 동종 이형 및 이종성 뼈 이식 대체물에 시드되었으며 동일한 지지체는 추가 그룹에서 EV와 함께 투여되었습니다. DPSC 세포로의 EV의 세포 흡수는 공초점 레이저 스캐닝 현미경으로 평가되었습니다. 세포 활력 염색 및 칼세인 아세톡시메틸 에스테르 염색을 사용하여 세포 부착 및 증식을 평가했습니다. 주사전자현미경을 이용하여 세포 형태를 측정하였고, 알칼리성 포스파타제와 알리자린 레드 염색을 통해 골형성 분화를 조사하였다. 병리가 없는 시험관 내 연구의 한계 내에서, 결과는 특히 DPSCS 및 EV와 함께 이종 뼈 이식 대체물을 사용하는 것이 치조골 결함에 대한 유망한 치료 접근법을 나타낼 수 있음을 시사합니다.

치조융기의 뼈 결함은 일반적으로 치아 상실, 염증, 외상 또는 병리학의 결과로 발생하며 치과 또는 임플란트 재활 중에 주요 문제를 야기합니다. 따라서 확대 시술의 목표는 임플란트 식립을 위한 충분한 골량을 생성하는 것입니다1. 뼈 결함을 확대하기 위해 다양한 뼈 이식 재료를 사용할 수 있습니다. 골발생성, 골유도성 및 골전도성 특성으로 인해 자가 유래 뼈 이식편은 기증자측 이환율2, 여러 번의 수술이 필요한 등의 주요 단점과 관련이 있지만 인간 턱의 뼈 결함 치료에 대한 최적의 표준을 나타냅니다. 증가된 가동 시간3. 자가 뼈 외에도 동종이형, 이종성 및 동종이형 뼈 이식 대체물(BGS)이 뼈 결함을 확대하는 데 사용될 수 있습니다. 뼈 대체재는 수확 이환율을 제거하는 장점을 제공하지만 현재 골형성, 골유도 및 골전도 측면에서 자가골보다 열등합니다. 따라서 BGS의 특성을 개선하기 위해 많은 연구가 수행되었습니다.

다능성 중간엽 줄기세포(MSC)는 다양한 조직에서 분리할 수 있는 성체 줄기세포입니다4,5,6,7. 2000년에 MSC는 발치된 제3대구치의 건강한 치수 조직에서 처음으로 분리되었습니다8. DPSC에서 파생된 MSC는 빠른 증식 및 콜로니 형성 능력 외에도 조골세포, 지방세포, 연골세포, 상아모세포 및 뉴런에 대한 강력한 분화 가능성을 나타냅니다. 골수에서 유래된 MSC와 비교하여 DPSC는 증식률이 더 높고10 클론 생성 세포이며 심각한 조직 손상을 치료할 수 있는 유망한 재생 잠재력을 가지고 있어 DPSC는 연구에서 MSC 중에서 자주 연구되는 줄기 세포 유형이 됩니다. 뼈 형성 세포로 분화하는 능력으로 인해 DPSC는 뼈 결핍의 재생 의학에서 유망한 치료 옵션이 됩니다3,11.

최근 증거에 따르면 줄기 세포 기반 치료의 유익한 재생 효과는 측분비 과정에 의해 조정될 가능성이 가장 높습니다9,12,13,14,15,16,17. EV는 측분비 방식으로 세포에 의해 분비되며 지질 이중층 구조로 둘러싸여 있으며 직경이 약 150-180 nm입니다. 여기에는 microRNA(miRNA)와 같은 유전 물질이 포함되어 있으며 EV는 엑소좀 또는 미세소포18,19,20,21 형태로 세포 간 통신의 일부입니다. MicroRNA는 mRNA의 번역을 억제하는 비암호화 RNA 구성요소입니다. 따라서 이들은 세포 증식과 세포 분화의 기본 구성 요소입니다. miRNAS의 표적 특이성과 조절 유전자는 골형성과 관련되어 있으며 결과적으로 MSC의 골형성 분화를 촉진하여 뼈 조직 재생을 유도합니다.