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줄기세포 배양액의 항산화 작용으로 체외배양 배아의 발달률 향상 가능성 확인 - 네이처셀, 서울대 수의대 공동연구… SCI 국제학술지에 연구논문 게재 - 배양액 첨가 배지에서 자란 배아, 항산화 유전자 활성 증가 - 노령에 따른 난임이나 불임에 대한 새로운 치료 가능성 제시 성과
  • 기사등록 2021-02-16 13:37:33
  • 수정 2021-02-16 15:41:41
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▲ ⓒ (Comparison of Anti-Oxidative Effect of Human Adipose- and Amniotic Membrane-Derived Mesenchymal Stem Cell Conditioned Medium on Mouse Preimplantation Embryo Development) 논문표지


[트리니티메디컬뉴스=강다은 기자] 줄기세포 배양액이 체외 배아의 발달률과 세포의 산화를 억제하는 항산화 능력을 유의하게 향상시킨다는 연구 결과가 나왔다.


서울대 수의대와 네이처셀 연구진은 착상 전 생쥐의 배아를 10% 사람 양막 유래 중간엽 줄기세포 배양액(Conditioned Medium)을 첨가한 배지에서 체외 배양한 결과, 배아의 발달률과 항산화 능력이 크게 증진된다는 사실을 밝혀냈다.


최근 급증하고 있는 난임이나 불임에 대한 새로운 치료 가능성을 제시한 이 같은 연구 성과를 담은 논문(Comparison of Anti-Oxidative Effect of Human Adipose- and Amniotic Membrane-Derived Mesenchymal Stem Cell Conditioned Medium on Mouse Preimplantation Embryo Development)은 SCI급 국제 학술지인 ‘안티옥시단츠(Antioxidants · 항산화)’지 2월호에 게재됐다.


연구진에 따르면, 양막 중간엽 줄기세포 배양액이 첨가된 배지에서 배양된 배아의 경우 암컷 동물의 생식기능을 조절하고 항산화 작용과 연관된 것으로 알려진 유전자인 ‘FoxO1’와 ‘FoxO3’의 활성도가 비첨가 배지의 발현 정도(1.0 기준)보다 많은 3.0과 2.4로 각각 나타나 유의적으로 증진이 확인됐다.(도표 참조) ‘FoxO1’와 ‘FoxO3’의 증진 확인에 따라 대표적인 난임과 불임 치료법인 배아의 체외수정 및 체외 배양기술과 효과적으로 접목될 가능성을 한층 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다.


▲ ⓒ 마우스(생쥐) 배아를 양막 유래 중간엽줄기세포 배양액을 첨가한 배지(AMSC-CM)와 지방유래 중간엽 줄기세포 배양액을 첨가 배지(ASC-CM), 그리고 배양액 무첨가 배지(Control)에서 배양하였을 때 항산화 관련 유전자 ‘FoxO1’, ‘FoxO3’의 상대적 활성도.


뿐만 아니라 양막 중간엽 줄기세포 배양액을 첨가한 배지에서 배양된 배아는 자궁 착상 직전 단계까지의 발달률이 25%로, 비첨가 배지의 14%보다 유의하게 높았다. 배아세포 내의 활성산소 농도 역시 0.7로 비첨가 배지(1.0)에 비해 감소했다. 항산화 물질인 ‘글루타치온’ 농도는 비첨가 배지(1.0)에 비해 1.3배 정도 증진되었다.


또 양막 및 지방 유래 중간엽 줄기세포 배양액을 첨가한 배지에서 배양한 배아에서는 세포자멸(apoptosis)을 방지하는 유전자 ‘Bcl2’의 활성이 비첨가 배지(1.0)에 비해 각각 1.8과 1.7로 증가했다. 반면 세포자멸을 촉진하는 유전자 ‘Bax’의 활성은 두 가지 배양액 첨가 배지에서 각각 0.3과 0.5로 감소했다. 또 다른 세포자멸 촉진 유전자인 ‘Caspase3’의 활성 역시 0.6으로 유의하게 낮았다.


바이오스타 줄기세포기술연구원 라정찬 박사는 “중간엽 줄기세포의 배양액 속에 있는 항산화 물질과 다양한 성장인자로 인해 체외에서 배아가 배반포로 발달하는 능력 및 항산화력이 향상되었으며, 이는 중간엽 줄기세포의 배양액에 존재하는 성분들이 생식 보조기술 및 난임과 불임 치료에 응용될 수 있음을 보여주는 것”이라고 설명했다.


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