줄기세포 배양 Stem Cell Culture

줄기세포가 연구나 치료에 이용되기 위해서는 양질의 줄기세포가 대량으로 필요합니다.

줄기세포의 잠재력을 잃지 않고 체외에서 각 순수 조직의 줄기세포를 생산하기 위한 배양 시스템을 개발하는 것이 필요합니다.

현재는 2차원 및 3차원 세포 배양 시스템이 존재합니다.

2차원 세포 배양 시스템은 지난 40 년간 전 세계 수천 개의 실험실에서 일상적으로 수행되었습니다.

2차원 세포 배양에서, 세포는 바닥 측의 단단하고 평평한 표면, 그리고 정 단면의 액체에 노출됩니다.

2차 세포 배양의 경우, 세포에 대해 각 세포 유형에 고유한 세포 외 기질이 결여되어 세포 대사를 변화시키고 그 기능성을 감소시킬 수 있기 때문에 생존 세포에 대한 극적인 적응이 필요합니다.

3차원 세포 배양 시스템은 줄기 세포에 대한 생체 모방 미세 환경을 생성 할 수 있으며, 생체 내에서의 고유한 세포 외 기질(ECM)과 유사합니다.

최근 수십 년 동안 첨단 생체 재료는 3 차원 세포 배양 시스템에 크게 기여 했으며 줄기세포 증식과 분화를 개선하기 위해 더욱 독특하고 복잡한 생체 재료가 제안되었습니다.

그 중에서도 나노 구조화된 생체 재료는 표면적 대 부피비가 유리한 특징을 가지며 나노 규모에서 천연 ECM의 물리적 및 생물학적 특징을 모방하기 때문에 특히 관심의 대상이 됩니다.

재생 치료 모델 Regenerative
Therapy Model

줄기세포는
- 항염증 효과 제공
- 손상된 조직에 대한 원점 복귀 및 조직 성장에 필요한 내피 전구 세포와 같은 세포 모집
- 흉터 형성을 통한 조직 재형성 도움
- 세포사멸 억제
- 뼈, 연골, 힘줄 및 인대 조직으로의 분화의 5가지 주요 메커니즘을 통해 회복을 중재하는 것으로 생각됩니다. 손상된 부위로의 혈액 공급을 더욱 증가시키고, 결과적으로 조직 재생을 촉진하기 위해, 혈소판이 풍부한 혈장을 줄기세포 이식 시 함께 이식될 수 있습니다.

줄기세포는 또한 표면에서 발현되는 비교적 적은 수의 MHC 분자로 인해 낮은 면역원성을 갖는 것으로 알려져 있습니다.

또한 면역 반응을 회피시키고, 새로운 조직의 내성을 촉진하는 케모카인을 분비하는 것으로 밝혀졌습니다.

이것은 큰 면역 거부반응의 위험 없이 동종 이계 치료를 수행 할 수 있게 합니다.

일부 줄기세포의 효능이 전달 방법에 의해 영향을 받을 수 있습니다.

예를 들어, 뼈를 재생시키기 위해 줄기세포는 기능성 뼈의 생성을 위해 필요한 미네랄을 생산하는 스케폴드에 종종 도입됩니다.

약물 발견 및 생의학 연구 Drug Discovery
And Biomedical
Research

줄기세포의 직접 분화를 통해 생체 외에서 기능을 나타내는 성인 조직을 계속하여 배양시키는 능력은 약물 연구를 위한 새로운 기회를 만듭니다.

연구자들은 분화된 세포를 성장시킨 다음 각 세포 유형에 대해 새로운 약물을 시험하여 생체 내 연구를 수행하기 전에 생체 왜에서의 상호 작용을 검사 할 수 있습니다.

이 약물 시험은 종-특이적 상호 작용의 가능성 때문에 수의학 연구에 사용하기 위한 약물 개발에 중요합니다.

생체 외에서 인간 조직에 대한 영향이 동물 시험 단계 이전에 대략적인 메커니즘 및 결과를 제공 할 것이기 때문에, 동물 실험의 필요성이 감소 될 것이라는 희망이 있습니다. 

유도된 다능성 줄기세포(iPSC)의 출현으로, 멸종 위기종의 동물에 사용하기 위한 치료법이 탐구되고 만들어졌습니다.

배아나 난소를 확보할 필요 없이 연구자들은 비 침습적 기법으로 인해 중간엽 줄기세포를 더 쉽게 제거하고 동물에 대한 위험을 크게 줄일 수 있습니다.

줄기세포 공급원 Stem Cell Source

재생 요법을 목적으로 하는 대부분의 줄기세포는 일반적으로 환자의 골수 또는 지방 조직에서 분리됩니다.

중간엽 줄기세포(MSC)는 뼈, 연골, 힘줄 및 인대뿐만 아니라 근육, 신경 및 다른 조직을 구성하는 세포로 분화 될 수 있습니다.

손상된 조직으로 이식 된 줄기세포의 수는 치료 효능을 변화시킬 수 있습니다.

이를 위해 하나의 예시로 골수로부터 유래된 줄기세포는 수백만 개의 세포로 증식하기 위해 실험실에서 배양됩니다.

지방유래 조직은 또한 사용 전에 가공을 필요로 하지만, 지방유래 줄기세포에 대한 배양 방법은 골수 유래 세포에 대한 것만큼 광범위하지는 않습니다.

골수 유래 줄기세포가 뼈, 연골, 인대 및 힘줄 복구에 바람직하다고 생각되는 반면, 다른 연구자들은 지방유래 줄기세포 분획에 이미 존재하는 비교적 수월한 수집 기술 및 다세포 미세 환경이 자가 이식을 위한 바람직한 공급원이라고 생각합니다.

동물에 대한 최소한의 위험으로 확보할 수 있는 용이성 때문에 진피와 피부 줄기세포 공급이 연구되고 있습니다.

조혈모 세포는 또한 혈류를 통해 이동하는 것으로 밝혀졌으며, 다른 중간엽 줄기세포와 동일한 분화 능력을 갖고 있으며, 비 침습적인 방법을 통해 확보할 수 있는 장점이 있습니다.

최근 여분의 배아 중간엽 줄기세포의 사용에 대한 관심이 많아졌습니다.

다른 동물들의 제대, 노른자 및 태반에서 발견되는 줄기세포의 분화 능력을 조사하는 연구가 진행 중입니다. 

이들 줄기세포는 내배엽 및 외배엽 기원의 조직을 보다 쉽게 형성하는 능력을 포함하여, 그들의 성체가 만들 수 있는 능력보다 더 차별화 된 능력을 갖는 것으로 생각됩니다.