[IJSC 논문소개] Improved Differentiation Ability and Therapeutic Effect of miR-23a-3p Expressing Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in Mice Model with Acute Lung Injury
한국줄기세포학회
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- Improved Differentiation Ability and Therapeutic Effect of miR-23a-3p Expressing Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in Mice Model with Acute Lung Injury
- International Journal of Stem Cells 2021;14:229-239
Peng Zhang1, Linghua Liu2, Lei Yao2, Xiaoxue Song2
1Department of Intensive Care Medicine, Provincial Hospital Affiliated to Shandong First Medical University, Jinan, China
2Department of Respiratory and Critical Care Medicine, Shaanxi Provincial People’s Hospital, Xi’an, China - Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs)의 이식은 acute lung injury(ALI)을 완화하는데 효과적인 치료법으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 microRNA(miRNA)을 매개로 하는 BMSCs 기반의 치료 효과 여부를 확인하는 것이다.
마우스에 lipopolysacharide(LPS)를 처리해서 ALI를 유도하였다. 그 후, lentivirus를 통해서 miR-23b-3p 또는 fibroblast growth factor 2 (FGF2)을 발현하는 BMSCs를 제작하고, 그 세포를 ALI 마우스 기관내에 주입하였다. 주입한 마우스 폐 조직 내에서 miR-23b-3p, FGF2, Occludin, 그리고 surfactant protein C(SPC) 의 발현을 immunoblot 또는 RT-qPCR을 통해서 확인하였다. 그리고 폐 조직의 병리학적 변화는 hematoxylin-eosin stanining을 통해서 확인하였다. 폐 부종 여부는 전체 체중 대비 폐의 습윤 무게의 비(ratio of lung wet weight/body weight)로 평가하였다. Bronchoalveolar lavage fluid(BALF)에서의 interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-4, IL-8의 발현 정도는 ELISA를 통해서 측정되었다.
LPS를 주입한 마우스의 폐조직에서는 miR-23b-3p, SPC, Occludin의 발현이 감소했고, LWW/BW의 비는 증가하였다. 또한, 조직 병리학적 검사에서 병리학적 이상이 악화되었으며, BALF에서 IL-1β, IL-6, IL-4, IL-8의 발현은 증가되었다. 마우스 내에서 miR-23b-3p가 상향 조절될 경우, LPS에 의한 유도 효과가 상쇄되는 반면, 하향 조절되는 경우, LPS 유도 효과가 강화되었다. miR-23b-3p의 발현 증가로 인해서 하향 조절된 FGF2는 miR-23b-3p의 target 유전자였다. 과발현된 FGF2는 IL-1β, IL-6, IL-4, IL-8의 발현을 상향조절하는 반면에, miR-23b-3p, SPC, Occludin의 발현을 감소시켰고, LWW/BW의 비를 증가시켰으며, 병리학적 이상을 악화시켰다. 또한, FGF의 과발현은 ALI 마우스에서 miR-23b-3p의 발현이 증가하면서 나타나는 효과를 상쇄시켰다.
본 연구에서는 miR-23b-3p을 과발현하는 BMSCs가 FGF2을 타켓으로 해, LPS에 의해 유발되는 acute lung injury(ALI)에 대한 BMSCs의 보호 효과를 강화한다는 것을 보여준다.