Combination therapy with RvD1 and peripheral nerve-derived stem cell spheroids after spinal cord injury in rat

Abstract

Spinal cord injury (SCI) is primarily caused by trauma, resulting irreversible and permanent loss of motor, sensory and autonomic functions. Recently, various attempts have been made to overcome secondary injury, which is the main pathophysiology of SCI. Among these studies, research related to stem cells is being actively conducted, and the therapeutic effect has been proven. In previous studies, we demonstrated that peripheral nerve-derived stem cell (PNSC) spheroids, which have similar characteristics to neural crest stem cells (NCSC), have functional recovery and neuronal regeneration effects in the SCI model. However, since PNSC spheroids alone have a limited anti-inflammatory effect in SCI treatment, I investigated the effect of combination therapy with Resolvin D (RvD) 1, which has anti-inflammatory and neuroprotective effects. This study was conducted both in vitro and in vivo in rats. Through in vitro studies, I confirmed the pro-inflammatory cytokine inhibitory effect and anti-inflammatory effect of RvD1. After the SCI model was created, it was confirmed through spinal cord function, biological efficacy, qRT-PCR, and immunohistochemistry that the combination of RvD1 and PNSC spheroids had better neuronal regeneration and anti-inflammatory effects than the other monotherapies. Thus, Combination therapy with RvD1 and PNSC spheroids is expected to be a new treatment approach for SCI. 척수 손상은 주로 외상에 의해 발생하며 비가역적이고 영구적인 운동, 감각 및 자율신경 기능의 상실을 일으키는 것으로 알려져 있다. 최근 척수 손상의 주된 병태생리인 이차성 손상을 극복하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 여러 줄기세포를 이용한 연구에서 치료 효과가 입증되고 있다. 이전 연구에서 우리는 신경 능선 줄기세포와 유사한 특성을 갖는 말초 신경 유래 줄기세포구가 척수 손상 모델에서 기능 회복 및 신경 재생 효과를 갖는다는 것을 입증하였다. 그러나 말초 신경 유래 줄기세포구의 단독으로는 항염증 효과가 제한적이기 때문에 항염증 및 신경보호 효과가 있는 RvD1과의 병용 요법의 효과를 연구하였다. 이 연구는 랫드를 사용하여 시험관내 및 생체 내에서 수행되었다. 시험관 내 연구를 통하여 RvD1의 전염증성 사이토카인 억제 효과와 항염증 효과를 확인하였다. 척수손상 모델 생성 후 척수 기능, 생물학적 효능, qRT-PCR, 면역조직화학요법을 통해 RvD1과 말초 신경 유래 줄기 세포구의 조합이 다른 단일 요법보다 우수한 신경 재생 및 항염증 효과를 가짐을 확인하였다. RvD1과 말초 신경 유래 줄기 세포구의 병용요법은 척수손상에 대한 새로운 치료 접근법이 될 것으로 예상된다