먼저 중간엽 줄기세포인 지방유래 줄기세포로 부터 엑소좀을 분리한 후 창상 치유 효능, 염증 완화 효능, 흉터 완화 효능을 검증한다. 이 과정에서 지속적인 연구를 위한 세포 모델 (인체섬유아세포 모델, 근섬유아세포 분화 모델, 대식세포 모델 등) 및 동물 모델(쥐 창상 모델, 쥐 화상 모델, 인체 흉터 모델)을 확립한다. 일차적으로 효능이 검증되면 그 효능 증대 방안으로 miRNA, siRNA, 단백질등을 엑소좀에 포함시켜 상기 모델에 적용하여 그 효과를 확인한다. 마지막으로 레이저 박피와 병용하는 방법으로 피부 직접투여 방식의 효능 극대화를 시도한다. 단계적으로 기술하면 아래와 같다.
- 인체 유래 지방 줄기 세포에서 추출한 엑소좀(이하 hASC-Exo)의 추출 및 특성 확인
: 엑소좀 추출 키트를 이용해 지방유래 줄기세포에서 엑소좀을 추출하고 그 성상을 분석
- hASC-Exo의 창상 치유 촉진 효과 확인 (인체섬유아세포 모델, 생쥐 창상 모델 사용)
: 인체섬유아세포를 인체 진피로 부터 분리, 배양하고 생쥐 등에 전층 피부 결손을 생성하여
실험 모델을 만든다
: 모델에 hASC-Exo를 투여하고 Collagen, α-smooth muscle actin 합성 정도 및 창상의 치유
정도 등을 조사함
- hASC-Exo의 염증 완화 효과 확인 (생쥐 대식세포 모델, 쥐 화상 모델 사용)
: 생쥐 RAW264.7 대식세포를 일반 배지, hASC-Exo 배양 배지, PBS에 6시간동안 공동 배양한 후
LPS(lipopolysaccharide)로 처치하고 염증관련 세포분비물질 등을 분석한다
: 쥐 등부위에 화상을 입히고 hASC-Exo를 주입한 후 혈액 및 조직에서 염증관련 인자의 발현을
확인한다
- hASC-Exo의 흉터에 대한 완화 효과 확인 (근섬유아세포 분화모델, 인체흉터 동물모델)
: TGF-β로 섬유아세포를 자극하여 근섬유아세포(Myofibroblast)로 분화를 유도하는 모델을 제작
하고 hASC-Exo를 주입한 후 α-SMA 및 Collagen Type I 발현정도를 확인함
: 인체피부조직을 생쥐 등에 이식하여 인체 흉터 모델을 제작하고 hASC-Exo를 주입하고
조직을 채취하여 육안 검사 및 α-SMA과 Collagen Type I의 발현을 확인 함
- hASC-Exo의 흉터 완화 효과 향상을 위한 유전물질 및 펩타이드의 주입
: 근섬유아세포 생성에 핵심적인 TGF-β/SMAD2 pathway를 타겟으로 하는 miRNA를
지방줄기세포에 transfection시키고 이 세포로부터 엑소점을 얻음
: TGF-βreceptor를 억제하는 siRNA를 전기천공법을 통해 hASC-Exo에 직접 주입
: 대식세포의 이동을 저해하는 CXCR-4 길항제를 hASC-Exo에 단순 노출시켜 주입
: 위에서 제작한 miRNA, siRNA, CXCR-4길항제를 포함하는 엑소좀을 상기 세포, 동물 모델에
사용하여 그 효능을 검증
- hASC-Exo의 피부 침투 효과 증진을 위한 분획성 이산화탄소 레이저의 사용
: 배양한 피부를 대상으로 10,600nm 파장의 분획성 CO2레이저를 이용하여 피부 일부를 박피하고
기본 적인 hASC-Exo 및 기능 강화된 hASC-Exo를 투여하여 그 기능 향상 효과를 검증
동종 복합조직 이식편의 생존 연장을 위한 지방유래 중간엽 줄기세포의 잠재적 치료 효능에 관한 연구
본 과제는 뼈·지방·피부 등 조직을 한꺼번에 이식하는 ‘복합 조직 이식술’에서 면역억제제의 장기 복용 부담을 줄이기 위한 연구임. 면역 조절능이 있는 지방 유래 중간엽줄기세포를 이용해 이식 생존과 면역 관용을 유도하는 가능성을 확인함.
연구 목표는 지방 유래 중간엽줄기세포 배양 후 면역 조절능을 검증하고 복합 조직 이식 모델에 투여해 생체내 효과를 확인하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 생체 외에서 수혜자 내 면역 반응 유도 여부, T림프구 증식 억제(비장세포·Mitogen 자극), 세포 접촉 필요성 및 Soluble factor 작용 여부를 확인함. 생체 내에서는 동종 이식 모델에 정맥 투여 후 이식편 생존율 증가와 조절T림프구(Regulatory T lymphocyte) 발현 증가를 검증함. 기대 효과는 면역 관용 유도의 기초 자료 확보 및 복합 조직 이식술의 임상 적용 가능성 기여로 정리됨.