배경: 정맥 주사에 의한 이식 후 줄기세포의 표적 전달 효율은 빠른 제거로 인해 제한된다. 따라서 더 효과적이고 새로운 방법이 필요하다. 우리는 허혈성 뇌졸중 후 줄기세포의 표적 전달을 향상시키기 위해 페리마그네틱 산화철 나노입자(FION) 표지와 자기장을 결합하는 것이 도움이 될 수 있다고 가설을 세웠다. 방법: 일반적인 FION 나노큐브 합성에서 철(III) 아세틸아세토네이트를 올레산, 4-비페닐카복실산, 벤질 에터의 혼합물에 첨가하였다. 자기 나노입자를 이용한 신경줄기세포(NSC)의 치료 효과를 뇌의 허혈성 뇌졸중에서 평가하였다. SD 랫트에서 일과성 중대뇌동맥 폐색(MCAO)을 유도하였다. 철 산화물 나노입자로 표지된 NSC를 꼬리정맥에 주입하였다. 자기공명 추적을 수행하고 프러시안 블루(Prussian blue) 염색으로 표지된 줄기세포를 확인하였다. 고도 당화 종말산물(receptors for advanced glycation end products) 수용체로부터 유래한 폴리펩타이드와 뇌혈관 질환의 예방 및 치료를 위한 제약 조성물은 동일한 성분으로 구성된다. 결과: F3-VEGF NSC 세포에서 FION의 유입은 면역형광으로 확인되었다. F3 세포에서 VEGF를 과발현시킨 후, Western blotting으로 이를 확인하였다. FION을 포함한 NSC에서의 세포독성 측정 결과, 80 μg 이상의 독성이 관찰되었으나 40 μg를 7일간 처리한 경우 독성이 없었다. MCAO 유도 후 6시간째 4×10^6 개의 NSC를 주입하였고, 병원체에 이식된 줄기세포가 잘 이동할 수 있도록 자석을 배치하였다. 1일 후부터 최대 35일까지 매주 행동검사를 실시하였다. MCAO 유도 후 FION-NSC를 이식한 군은 대조군에 비해 35일째 행동검사에서 유의하게 개선되었다. 조직 내에서 FION의 분포를 측정하기 위해 MRI를 시행하였으며, 백색 원(white circles)의 병변 내로 침투하는 소견이 확인되었다. ICP-MS 결과, 자석 적용군은 FION 단독군에 비해 FION이 7배 더 농축된 것으로 나타났다. 뇌 조직에서의 분포는 FION의 형광 이미지를 통해 관찰되었다. 결론: 본 연구는 자기장 사용이 허혈성 뇌 손상에서 줄기세포 기반 세포치료의 표적 이동 효능을 향상시키는 데 유용할 수 있음을 시사한다.

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