A2B5 양성세포의 선택적인 배양에 의한 인간 전분화능 줄기세포로부터 희소돌기아교 전구세포로의 효과적인 분화

Abstract

희소돌기아교세포는 신경세포의 축삭(axon)을 감싸는 수초화(myelination) 기능을 하는데, 신경세포에서 축삭을 통하여 전기적으로 보내는 정보를 잃지 않고 빠르게 보낼 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 최근에 인간 희소돌기아교세포의 분화방법은 보고 되어 있으나, 희소돌기아교 전구세포로 분화를 시키는데 3개월이라는 긴 기간을 필요로 하며, 희소돌기아교세포로의 분화효율이 낮다. 따라서 기존의 분화방법 보다 효과적인 분화방법을 확립하기 위하여 희소돌기아교 전구세포로 분화 하기까지의 기간을 줄이고, 희소돌기아교 전구세포를 높은 효율로 얻고자 하였다. 인간 전분화능 줄기세포로부터 유래된 배아체(embryonic body)에 Activin/Nodal과 BMP 신호를 억제하여 신경외배엽(Rosette형성)으로 분화 후에 basic fibroblast growth factor(bFGF)와 epidermal growth factor(EGF)가 포함된 배지에서 신경전구세포로 증식시켰다. 증식한 신경전구세포에 존재하는 A2B5를 발현하는 세포를 자성면역분리법(Magnetic-activated Cell sorting: MACS)을 이용하여 선택적으로 분리하였다. 분리된 A2B5 양성세포는 희소돌기아교 전구세포로 분화로 유도 하기 위해서 sonic hedghoc(SHH), platelet-derived growth factor(PDGF-AA), insulin-like growth factor(IGF-1), forskolin 그리고 N-Acetyl-Cysteine(NAC)가 첨가된 배지에서 배양하였다. 그 결과, A2B5 양성세포는 희소돌기아교 전구세포 특이적 바이폴라(bipolar)/트리폴라(tripolar)의 세포모양을 가지며, 세포표면에 특이적으로 발현하는 PDGFRa/NG2를 70~80% 로 높게 발현하였다. 흥미롭게도, 희소돌기아교 전구세포에 특이적으로 세포증식과 생존에 관련이 있다고 알려진 NRG를 첨가한 배지에서 배양하였더니, A2B5/PDGFRa/NG2 양성세포는 NRG에 의해 세포 안 희소돌기아교 전구세포 특이적 유전자 NG2, Sox8/10, olig1/2가 높게 조절되면서 증식하였다. 결과적으로, 인간 전분화능 줄기세포로부터 분화를 시작한지 30일 후에 희소돌기아교 전구세포를 90%의 높은 효율로 얻었다. 수립된 이 분화방법을 이용하여 높은 효율로 분화된 희소돌기아교 전구세포는 앞으로 세포치료나 약물 스크리닝에 이용하기에 매우 적합한 재료가 될 것이며, 질병치료에 있어 중요한 역할을 할 것이다.