[IJSC 논문소개] Culturing at Low Cell Density Delays Cellular Senescence of Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in Long-Term Cultures
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- Culturing at Low Cell Density Delays Cellular Senescence of Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in Long-Term Cultures
- International Journal of Stem Cells 2021;14:103-111
Si-Na Kim1,2, Byeol Choi1, Chan-Ju Lee1, Jeong Hyun Moon1, Min Kyoung Kim1, Eunkyung Chung1, Sun Uk Song1,2
1SCM Lifesciences Co. Ltd., Incheon, Korea
2Department of Biomedical Sciences, Inha University College of Medicine, Incheon, Korea - Mesenchymal stem cells (MSC)는 난치성 질환, 면역 질환 등의 다양한 분야에서 다양한 가능성을 보이고 있다. 최근 재생 의학의 발전에 따라 MSC를 세포 치료제의 목적으로 사용하려는 연구가 다수 진행되고 있으며, 이에 따라 MSC는 세포 치료제의 주요한 원료 의약품으로 여겨지고 있다. 하지만 가장 큰 문제점은 골수에서 생성되는 MSC의 수가 제한적이며, 인체 내에 매우 적은 세포수만 존재한다는 것이다. 따라서 MSC를 치료 및 연구에 이용하기 위해서는 장기 배양을 통한 MSC의 대량 증식 및 생산이 필요하다. 이를 위한 여러 증폭 기술이 개발되어 왔으나, MSC의 대량 생산 중 반복되는 계대배양은 최종적으로 MSC의 품질 저하 및 세포의 senescence를 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 Seeding 밀도를 조절하는 간단한 방법을 통하여 MSC의 제한된 lifetime을 연장시켜주는 기술을 개발하였다. 먼저 연구진은 저밀도 장기배양 (50개 세포/cm2)을 한 MSC가 고밀도 장기배양 (4000개 세포/ cm2)조건의 MSC보다 더 빠른 doubling time과 더 많은 세포 수의 증가를 관찰하였다. 특히 저밀도 장기배양의 세포는 고밀도 장기배양을 진행한 MSC에 비하여 낮은 수준의 노화 관련 유전자 발현을 보였으며, 세포 내 reactive oxygen species(ROS)가 감소되어 있는 현상을 관찰하였다. 추가 적으로 고밀도 장기배양 MSC에서 ROS를 억제시 세포 성장능력이 일부 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 MSC의 장기배양시 seeding 밀도에 따라서 senescence가 조절될 수 있음을 제시하고 있다. 이러한 결과는 줄기 세포 치료제의 대량 생산을 위한 다양한 조건의 주요한 데이터로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.