배경: 시약용 적혈구(reagent red blood cells, RBCs)는 기증된 전혈로부터 제조되며, 그 결과 혈액형 항원에 대한 다양한 조합이 발생한다. 이러한 불일치는 항원 발현이 균일한 RBC를 생산함으로써 해결할 수 있다. 성숙 세포로부터 직접 생성된 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPSCs)는 RBC 생산을 위한 무한한 공급원을 제공한다. 본 연구는 진단 목적을 위해 iPSC로부터 적혈구계(erythroid) 세포를 생산하고자 하였다. 배양된 적혈구계 세포는 혈액형 항체에 의해 인지될 수 있는 표면 항원을 발현할 것이라는 가설을 세웠다. 방법: iPSCs를 OP9 기질(stromal) 세포와 함께 공배양하여 적혈구계로의 분화를 유도하였다. 현미경 및 유세포분석을 사용하여 세포 분화를 관찰하였다. 배양된 적혈구계 세포가 정상적으로 기능하는지 확인하기 위해 헤모글로빈 전기영동과 산소 결합능 검사(oxygen-binding capacity testing)를 수행하였다. 배양된 적혈구계 세포가 항체에 대해 응집 반응을 일으키는지를 조사하여 세포가 혈액형 항원을 발현함을 확인하였다. 결과: 생성된 iPSCs는 줄기성(stemness) 특성을 보였고 적혈구계로 분화할 수 있었다. 분화가 진행됨에 따라 핵을 가진 RBC의 비율이 증가하였다. 헤모글로빈 전기영동에서는 헤모글로빈 F 영역에서 뚜렷한 피크가 관찰되었다. 산소 결합능 검사 결과는 정상 RBC와 배양된 핵을 가진 RBC 사이에 유사하였다. ABO 및 Rh-Hr 혈액형 분류는 공여자 RBC와 배양된 핵을 가진 RBC 간의 항원 발현이 유사함을 확인하였다. 결론: 본 연구에서는 OP9 세포와 공배양한 iPSC로부터 진단 목적에 사용할 수 있는 혈액형 항원 발현 핵을 가진 RBC를 생성하였다. 희귀 혈액형 공여자 유래 iPSCs는 시약 생산을 위한 무한한 공급원으로 활용될 수 있다.

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