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HSC niche는 HSC의 생존, 증식, 분화를 조절할 수 있는 모든 신호를 HSC에 제공하는 매우 특수화된 고유한 미세 환경을 의미한다. 이 니쉬들은 조혈 작용의 특정단계에 더 적합하도록 맞춤 설계되어 있으며, 이를 위해 외부로부터 들어오는 신호에 다이나믹하게 반응할 수 있으며, 변화하는 생리적 상황에도 잘 적응할 수 있는 가소성 있는 지지세포들로 구성되어 있다. HSC niche를 위한 여러 기질세포 중 으뜸은 MSCHSC 만을 위한 매우 특별하고 안정적이고 안전한 양육 공간이자 보금자리 또는 둥지라고 할수있는 niche 환경을 만들기 위해 많은 세포들이 참여하고 기여한다. 실질세포를 둘러싸고 이들에게 구조적 지지와 가이드라인을 제공하는 주변의 지지세포를 간질(stromal) 세포라고 함을 앞에서..

앞글들에서 중간엽 줄기/기질 세포(MSC)에 대하여 자세히 고찰해 보았다. 이제 중간엽 줄기/기질 세포의 비호를 받는 조혈 줄기세포에 대하여 알아 보자. 조혈 줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC)조혈 줄기세포를 이제 편의상 약자로 HSC로 쓰기로 한다. MSC의 사촌쯤 되는 HSC도 계통발생학적으로 따져 보자면 마찬가지로 중배엽(mesoderm)에서 파생된 중간엽 세포의 일종이라고 할 수 있지만, MSC와 별개의 줄기세포로 다루는 이유는, 분화하는 능력과 그 방향, 체내에서 발견되는 위치, 그리고 무엇보다 수행하는 생리적 기능과 역할이 다르기 때문이다. HSC는 평생 동안 인체의 모든 혈액 세포를 생산하는 책임을 맡고 있다. 그리스어로 피를 만든다는 뜻인 조혈(Hematopoi..

이 글에서는 MSC를 이용한 다양한 치료법 등을 소개해 본다. MSC 응용 치료 전략MSC가 이질적인 특성을 가지며 세포적, 분자적 단위에서 어떻게 작동하는가가 아직도 명확하게 규명된 것은 아니지만, 그럼에도 불구하고 임상 시험에서 계속해서 안전성이 확인되어 온 MSC 기반 치료법은 분화력(differentiation)을 활용한 조직 재생과 면역조절과 항염기능을 중심으로 하는 2가지 방향으로 매우 빠르게 발전하고 있다. 관절 연골을 재생하거나 간조직을 재생하려는 다양한 임상 시험에서 기능적으로 완벽한 조직 재생은 아직 이루어지지 못했으나 점점 성과를 보이고 있다. 임상 시험도 중간 단계에 머물러 있어 국제적으로 승인된 재생 목적 MSC 치료제는 없는 것으로 보인다. 뼈가 손실된 환자에게있어 가장 효과적..

기질세포와 줄기세포 양면을 보여주는 MSC앞 글에서 MSC가 염증 반응을 억제하고, 손상을 복구에 필요한 여러 인자들을 분비하여 치료가 가능한 환경을 조성하는 것을 살펴보았다. 다시 정리해 보면, T세포, B세포, NK세포, 수지상세포등의 활성을 억제되도록 조율하여 조직회복에 유리한 환경을 형성하고, HGF, IGF-1을 분비하여 세포사멸을 억제하고 섬유화가 진행되는 것을 줄여 조직의 기능을 보전하기 위해 힘쓰며, VEGF, Angiopoietin-1, FGF-2 등의 인자를 분비하여 손상 부위에 새로운 혈관이 빨리 생성되도록 촉진하여 산소와 영양을 공급하고, SDF-1(CXCL12), SCF, Wnt 신호분자를 분비하여 손상된 장기에 상주하는 줄기세포들을 깨워 분화와 재생을 유도한다. 이 모든 역할은 ..

MSC의 면역 조절: 항염 환경 조성MSC가 면역 조절에 어떻게 기여하고 관여하는지 그 과정을 좀 더 자세히 알아보자. 조직에 손상이 일어나면 이를 치유하고 추가적인 감염을 막기 위해 면역세포들이 사이토카인들(인터페론-γ, IFNγ), 종양괴사인자-α(TNF-α), IL-1, 케모카인, 성장인자등을 분비하면서 염증반응을 시작하고, 이 신호에 자극받아 활성화된 MSC는 다양한 케모카인의 도움을 받아 혈류를 타고 손상부위를 찾아간다(homing). 이는 MSC가 손상된 조직이나 염증이 있는 조직에서 분비되는 케모카인이나 사이토카인들을 인식할 수 있는 수용체들을 갖고 있기 때문이며, 이들의 상처 부위를 “찾아갈 수 있는” 능력은 손상복구에 매우 중요한 장점으로서 MSC가 가진 주요한 특징 중 하나이다. MSC..

실제로 중간엽 줄기세포가 가진 다능성 분화 능력은 논쟁의 대상이다. 체내에서 다분화 가능성이 있기는 하지만 원하는 방향대로 분화시켜 여러 유형의 세포를 만들어 낼 수 있는지는 아직도 의문이다. 실험실에서 분화시킬 수 있는 것과 체내에서 임상적으로 성공하는 것은 전혀 다른 것이다. 중간엽 줄기세포를 이용하여 연골이나 뼈를 복제, 재생할 수 있다면 아마도 재생의학의 꿈이 이루어지는 것이리라. 하지만 이 부분은 아직 큰 성공을 거두고 있지 못한 것 같다. 그리고 이러한 점들이 ‘줄기세포’라고 칭하는 것이 정확하지 않을 수 있고, 때로는 과도한 희망과 오해를 불러일으킬 소지가 있으니 중간엽 '줄기'세포라고 부르지 말고 중간엽 '기질'세포(stromal cell)라고 부르자는 견해도 있다. [1] 나 역시 중간엽..

줄기세포가 가진 분화 잠재력(potency) 단계(전능성 → 다능성 → 다기능성) 앞글에서 본 배아 발전 과정에서 볼 수 있는 줄기세포의 단계를 다시 정리해 보자. 수정 후 초기 8세포기 혹은 16세포기 까지의 초기 난할 단계의 배아는 완전한 하나의 개체를 형성시킬 수 있는 능력 즉, 전능성을 갖는 줄기세포이다. 이후 세포들이 배반포기(blastocyst)에 이르러, 배아 내부의 내부세포괴(inner cell mass, 포도알)와 바깥의 영양막(Trophoblast, 풍선)으로 갈라졌을 때, 바깥 층을 제외하고 내부의 세포 집단만이 향후 3배엽 중 어떤 배엽으로도 분화할 가능성이 있으므로 이 단계의 배아 줄기세포(embryonic stem cell)는 만능성(Pluripotent) 줄기세포라고 한다. 시..

뼈에 대한 일련의 글을 통해, 대부분의 뼈는 바깥쪽은 단단한 피질골(치밀골)로 덮여있고 안쪽은 작은 골기둥(trabeculae)들로 이루어짐으로써 중간중간에 공간이 생겨 마치 스펀지 같은 형태의 해면골로 이루어져 있다는 것을 살펴보았었다. 삐뚤삐뚤 바닷가 방파제들이 마구잡이로 싸여있는 것 같은 모양을 한 이 해면골 안의 빈 공간을 바로 골수(bone marrow)가 채우고 있다. 골수는 붉은색을 띠는 골수와 노란색을 띠는 골수로 두 종류로 나뉘는데, 혈액을 만드는 작용을 하는 골수는 붉은색을, 지방세포가 많이 침착된 골수는 노란색을 띤다. 다양한 혈액 세포와 면역 세포들을 생성하는 줄기세포인 조혈 줄기세포(Hematopoietic Stem Cell, HSC)가 거주하는 곳이 해면골의 빈 공간을 채우고 있..

골형성 촉진제(Anabolics)1. 부갑상선호르몬(PTH) 유사체기본적으로 부갑상선 호르몬(Parathyroid Hormone, PTH)은 칼슘이 부족한 경우 뼈 재흡수를 자극하여 혈중 칼슘양을 유지하는 이화성(catabolic) 호르몬이다. 하지만, 역설적으로 간헐적을 투여할 경우 중간엽 기질 세포를 조골세포로 증식하고 활성화되도록 유도하여 뼈 형성을 증가시키는 동화작용을 일으키는 동화성(anabolic) 호르몬으로 역할할 수 있다. 이는 주로 PTH가 Wnt/β-catenin 경로를 활성화하여 조골세포의 분화를 촉진시키는 것과 Wnt/β-catenin 경로를 길항하는 스클레로스틴(SOST)을 골세포에서 억제하는 것을 통해 일어난다. 그러나 여기서 핵심은 ‘간헐적’인 투여방식인데, 장기적으로 사용하여..

골다공증(Osteoporosis)뼈의 항상성은 기존의 뼈를 부수는 파골세포와 그 자리에 새로운 뼈를 생성하는 조골세포 간의 주기적이고 지속적인 협업에 의해 유지되는 균형 상태라는 점을 알아보았다. 핵심 키워드는 ‘균형’이다. 건강한 상태에서는 골 흡수와 골 형성 사이에 정밀한 균형이 유지된다. 즉, 부순 만큼 새로 생성된다면 뼈의 밀도와 전체 질량은 보존되어 건강한 뼈 상태를 유지할 수 있다. 하지만 불행히도 노화나 질병을 비롯한 여러 가지 이유로 인해 정교한 균형을 유지하는 것이 어려워질 수 있고, 그로 인해 뼈 건강에 빨간등이 들어올 수 있다. 나이가 들면서 재흡수되고 분해되는 뼈의 양보다 새로 형성되는 뼈의 양이 점진적으로 어느 정도는 줄어든다. 즉, 뼈흡수가 우세해지고 뼈 형성은 지연되거나 불완..