목적: 방사선치료는 뇌종양과 동정맥기형의 핵심 치료이지만, 뇌부종, 탈수초화, 지연성 괴사와 같은 부작용을 동반한다. 이러한 부작용은 종양괴사인자-α, transforming growth factor, interleukin-1β와 같은 사이토카인에 의해 촉발되는 염증과 아폽토시스에 의해 유발된다. 지방조직 유래 중간엽 줄기세포(adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells, ADMSCs)는 다분화능과 항염증 특성으로 인해 방사선 유발 손상으로부터 보호를 제공한다. 본 연구에서는 방사선을 조사한 뇌 세포에서 ADMSCs의 신경보호 효과를 조사하고자 하였다. 방법: 쥐 대뇌피질 뉴런, 사람 교모세포종 세포(U87 세포주), 및 ADMSCs를 3 Gy에서 40 Gy에 이르는 방사선 선량에 노출하였다. 방사선을 조사한 뉴런을 ADMSCs 또는 그 secretome과 공동배양(co-culture)했을 때 아폽토시스 및 염증 관련 표지자를 평가하였다. 세포 생존율은 젖산탈수소효소(lactate dehydrogenase, LDH)와 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) 분석법을 사용하여 측정하였다. 아폽토시스는 Hoechst 염색 및 Bax, caspase-3, Bcl-2와 같은 단백질에 대한 western blot 분석을 통해 결정하였다. 결과: 더 높은 방사선 선량(30–40 Gy)은 대뇌피질 뉴런과 U87 세포의 아폽토시스를 유의하게 증가시키고 생존율을 감소시켰다. ADMSCs와의 공동배양은 아폽토시스 표지자의 수준, 특히 Bax 및 절단된 caspase-3를 감소시키고 세포 생존을 촉진하였다. 직접 공동배양은 ADMSC secretome 처리보다 더 뚜렷한 보호 효과를 보였으며, 이는 신경보호에 세포-세포 상호작용이 중요함을 시사한다. 결론: ADMSCs는 아폽토시스와 염증을 감소시킴으로써 방사선 유발 뇌 손상을 완화할 수 있는 유의미한 잠재력을 가진다. 직접 ADMSC 공동배양이 secretome 처리보다 우수하여 물리적 세포 상호작용의 중요성이 강조되었다. ADMSC 치료는 방사선치료로 인한 신경 손상을 보호하기 위한 유망한 접근이 될 수 있다. 줄기세포 치료의 전달 및 시점을 최적화하기 위한 추가 연구가 필요하다.
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