Effect of adipose-derived mesenchymal stem cells on regulatory T cell induction and skin allograft

Abstract

목적: 동종이식에서 이식편에 대한 면역거부반응을 예방하기 위하여 면역억제제가 반드시 사용되어야 하지만 장단기적으로 많은 부작용을 유발하기에 이식 후 면역관용의 유도는 면역억제의 부작용을 줄이며 동시에 이식편의 장기생존을 위한 대안으로 제시되어 왔다. 중간엽줄 기세포 중 지방에서 유래한 줄기세포는 세포간 접촉과 몇몇 사이토카 인의 작용이 면역관용 유도의 기전으로 알려져 있으나, 줄기세포를 주입하는 방법에 따른 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구자는 지방 에서 유래한 지방줄기세포를 사용하여 세포접촉에 따라 TGF-β1, IL-10가 CD4+CD25+FoxP3+ 조절T세포 발현에 미치는 영향을 분 석하였으며, 동종피부이식에서 지방줄기세포 주입방법에 따른 면역관 용의 차이를 보고자 하였다. 방법 및 재료: 지방줄기세포와 CD4+ T 세포를 혼합 배양한 그룹과 트렌스웰 배양한 두 실험군과 대조군인 조절 T 세포 단독 배양군에서 세포접촉 유무에 따른 CD4+CD25+FoxP3+ 조절 T 세포 발현을 FACS 로 비교하였으며, TGF-β, IL-10 항체를 사용한 후 조절 T 세포의 변화를 관찰하였다. 지방줄기세포와 혼합 배양군에서는 CD25, FoxP3, TGF-β1, IL-10 mRNA 변화를 실시간 중합효소연쇄반응으로 확인하였다. 지방줄기세포 주입방법에 따른 면역관용 유도 효과를 알아보고자 마우스를 이용한 2×2 cm 동종피부이식 모델을 사용하였다. 지방줄기세포 2.0 × 106을 복강 내 주입한 군과 국소 주입한 군으로 나누어 이식피부편의 생존 및 면적을 계산하고 혼합림프구반응을 관찰하여 그 효과를 비교하였다. 결과: 혼합배양, 트렌스웰배양 모두에서 지방줄기세포와 함께 배양한 CD4+ T 세포에서 조절 T 세포 발현이 증가하였다. 혼합배양에서 트렌스웰배양 조건에 비하여 조절 T세포 발현이 증가한 경향이 관찰되었으나 통계학적 의미는 없었다. 혼합배양군, 트렌스웰배양군 모두에서 TGF-β, IL-10 신호를 억제한 경우 조절 T세포 발현이 감소하였으나, 대조군 보다는 조절 T세포의 발현이 증가하였다. 지방줄기세포와 함께 배양한 두 군에서 CD25, FoxP3 mRNA가 증가하는 것이 관찰되었다. 지방줄기세포에서 TGF-β1, IL-10 mRNA가 높았으며, CD4+ T 세포의 TGF-β1, IL-10 mRNA도 증가시켰다. 마우스를 이용한 동종피부이식 실험에서 지방줄기세포를 국소주입한 실험군에서 50% 생존율이 의미있게 증가하였으나 복강내 주입한 실험군에서는 생존율의 차이를 보이지 않았다. 그러나 이식 후 생존면적을 관찰한 결과, 양군간의 통계학적인 차이는 없었으나 국소주입 실험군에서 조금 더 생존면적이 넓은 경향을 보였다. 그럼에도 불구하고 지방줄기세포를 주입한 개체에서 대조군과 비교했을 때 혼합림프구반응, 염증세포 숫자에서 의미 있게 감소하였다. 결론: 지방줄기세포는 CD4+ T 세포와 접촉 여부와 상관없이 CD4+CD25+FoxP3+ 조절 T 세포 발현을 증가시켰다. 지방줄기세포에서 분비된 TGF-β, IL-10은 조절 T 세포 발현에 영향을 주었다. 지방줄기세포와 함께 배양했던 CD4+ T 세포에서 TGF-β, IL-10 mRNA 발현이 증가되어 자가분비되는 것으로 생각되었다. 동종피부이식 시 지방줄기세포 주입은 14일간 혼합림프구반응을 감소시키는 효과가 있었으며, 지방줄기세포를 국소 주입한 경우 복강 내 주입했을 때 보다 생존율은 높았으나, 그 효과는 이식 초기에만 국한되었다.