새로운 뼈 조직을 형성하는 '동축'줄기 세포

새로운 연구는 새로운 뼈 조직을 생성하기 위해 특정 줄기 세포를 조작하는 가능한 방법을 확인했습니다. 이 조사의 결과는 골격 손상 또는 골다공증과 같은 상태를 가진 사람들의 결과를 크게 향상시킬 수 있습니다.

새로운 연구는 줄기 세포가 다른 유형의 조직이 아닌 새로운 뼈 조직을 형성하도록 장려하는 방법을 조사합니다.

줄기 세포는 모든 기능을 전문화하고 수행 할 가능성이있는 미분화 세포입니다.

최근의 많은 연구는 치료 목적으로 줄기 세포를 가장 잘 사용하는 방법에 초점을 맞추 었습니다. 연구자들은 손상된 세포 세트 나 더 이상 기능하지 않는 세포 세트를 성공적으로 대체 할 수있는 새로운 조직을 만들기 위해 세포를 조작하는 방법에 특히 관심이 있습니다.

메릴랜드 주 볼티모어에있는 Johns Hopkins University School of Medicine의 새로운 연구에서 Aaron James 박사와 그의 팀은 "혈관 주위 줄기 세포"로 알려진 특정 유형의 줄기 세포가 새로운 형태를 형성 할 수있는 메커니즘을 조사했습니다. 뼈 조직.

이 줄기 세포는 지방 조직이나 뼈 조직으로 변하는 경향이 있습니다. 현재까지 정확히 무엇이 그들의 운명을 결정하는지는 명확하지 않았습니다.

“우리의 뼈에는 새로운 뼈를 만들기 위해 추출 할 줄기 세포가 제한되어 있습니다. 만약 우리가이 세포들을 뼈 세포의 운명을 향해 그리고 지방에서 멀어지게 할 수 있다면, 그것은 뼈 건강과 치유를 촉진하는 우리의 능력에 큰 발전이 될 것입니다.”

Aaron James 박사

연구진은 쥐 모델과 인간 세포 배양에 대한 연구를 수행했으며 그 결과를 저널에보고합니다. 과학 보고서.

세포 운명을 주도하는 단백질

James 박사가 수행 한 이전 연구에서는 WISP-1이라고하는 특정 신호 단백질이 지방 또는 뼈 조직을 형성할지 여부를 "말"함으로써 혈관 주위 줄기 세포의 운명을 주도 할 가능성이 있다고 제안했습니다.

현재 연구에서 연구진은 인간 줄기 세포 세트를 유 전적으로 변형하여이 단백질을 생산하지 못하도록함으로써 줄기 세포 운명을 결정하는 데 WISP-1의 역할을 증명하고자했습니다.

연구진은 조작 된 줄기 세포의 유전자 활동을 여전히 WISP-1을 생산하는 세포의 유전자 활동과 비교했을 때 단백질이 중요한 역할을한다는 것을 확인했습니다. WISP-1이없는 세포에서는 지방 형성을 담당하는 4 개의 유전자가 WISP-1을 계속 생산하는 세포에서보다 50 ~ 200 % 더 높은 수준의 활성을 나타 냈습니다.

이것은 또한이 신호 전달 단백질의 정확한 복용량이 줄기 세포가 지방 조직 대신 뼈 조직을 형성하도록 유도 할 수 있음을 나타냅니다.

예상대로 연구자들은 WISP-1 생산을 증가시키기 위해 줄기 세포를 변형 시켰을 때, 뼈 조직 성장을 자극하는 3 개의 유전자가 정상적인 수준의 신호 단백질을 가진 줄기 세포에 비해 2 배 더 활성화된다는 것을 발견했습니다.

동시에 지방 조직의 성장을 자극하는 유전자 (예 : peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG))의 활성은 WISP-1 부스트로 줄기 세포에서 42 % 더 낮았으며, 이러한 감소는 뼈 조직 성장을 결정하는 유전자.

줄기 세포 개입은 가능성을 보여줍니다

연구의 다음 단계에서 과학자들은 쥐 모델을 사용하여 WISP-1이 하나의 뼈를 형성하기 위해 두 개 이상의 척추 (척추 뼈)를 결합해야하는 의료 개입 유형 인 척추 융합에서 뼈 치유를 촉진 할 수 있는지 여부를 결정했습니다.

척추 융합의 치료 적 용도는 척추 측만증과 같은 척추에 영향을 미치는 다양한 조건의 맥락에서 허리 통증 또는 척추 안정성을 개선하는 것입니다.

일반적으로 "이러한 절차에는 엄청난 양의 새로운 뼈 세포가 필요합니다."라고 James 박사는 설명합니다. “융합 부위에서 뼈 세포 생성을 지시 할 수 있다면 환자가 더 빨리 회복하고 합병증 위험을 줄일 수 있습니다.”라고 그는 말합니다.

현재 연구에서 연구진은 활성 WISP-1이있는 인간 줄기 세포를 쥐에 주입했습니다. 그들은 융합 절차의 일부로 결합 될 예정인 척추 사이에 이것을했습니다.

4 주 후, James 박사와 그의 팀은 동물들이 척추 조직에서 여전히 높은 수준의 WISP-1을 나타냄을 발견했습니다. 더욱이 새로운 뼈 조직이 이미 올바른 위치에 형성되어 척추 뼈가 "용접"될 수있게되었습니다.

반대로, 동일한 외과 적 개입을 받았지만 WISP-1 부스트없이 랫트는 같은 기간 동안 어떤 척추 융합도 나타내지 않았습니다.

“우리는 우리의 발견이 이와 같은 수술 후 뼈 형성을 촉진하고 골절 및 골다공증과 같은 다른 골격 손상 및 질병에 대한 세포 치료법의 발전을 촉진하기를 바랍니다.”라고 James 박사는 선언합니다.

앞으로 연구팀은 줄기 세포에서 WISP-1 수치를 낮추면 지방 조직을 형성하여 더 빠른 상처 치유를 촉진하는 데 도움이 될 수 있는지 여부도 알아내는 것을 목표로합니다.

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