골세포(osteocyte)는 유체로 채워진 골의 소강(lacunae)에 위치하며, 작은 세포외 소포(small extracellular vesicles, sEVs)와 성장인자를 분비함과 동시에 수상돌기-수상돌기(dendrite-dendrite) 직접 연결을 통해 인접 또는 원거리의 세포들과 소통한다. 그러나 골세포에서 sEV 생성이 조절되는 기전은 아직 규명되지 않았다. 본 연구에서는 3차원(3D) 지지체(scaffold) 위에서 배양한 골세포에서 sEV 생성과 그 기전을 조사하였다. 우리는 3D 이상(二相) 인산칼슘(biphasic calcium phosphate, BCP) 지지체 위에서 배양한 MLO-Y4 세포에 전단 응력(shear stress) 자극을 가하기 위해 관류(perfusion) 시스템을 사용하였고, RNA sequencing을 통해 sEV 생성 및 유전자 발현을 분석하였다. 그 결과, 3D BCP 지지체에서 배양된 MLO-Y4 세포에서 유체 전단 응력에 의해 sEV 생합성 및 분비 경로와 관련된 유전자들의 발현이 증가함을 확인하였다. 특히, 유체 전단 응력은 3D 배양된 MLO-Y4 세포에서 피로인산염 수송체(pyrophosphate transporter)인 Ank의 발현을 유도하였다. sEV 생성에서 Ank의 역할을 추가로 확인하였다. Ank 억제제인 프로베네시드(probenecid)는 전단 응력 유도 sEV 생성을 유의하게 억제한 반면, Ank cDNA 과발현은 이를 촉진하였다. 또한 전단 응력 유도 sEV 생성에 대한 프로베네시드의 억제 효과는 MLO-Y4 세포에 외인성(pyrophosphate) 피로인산염을 추가함으로써 회복되었다. 이러한 결과는 3D 배양 골세포에서 전단 응력 매개 sEV 생성이 Ank에 의해 수송되는 세포외 피로인산염에 의해 조절됨을 시사한다.

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