아스코르빌 인산나트륨과 결합된 감열성 하이드로겔은 인간의 탯줄을 촉진합니다

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11909(2023) 이 기사 인용

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이식된 줄기세포의 낮은 생존율과 제한된 기능은 상처 회복 효능을 크게 제한하는 것으로 간주됩니다. 결과적으로, 이러한 문제를 해결하기 위한 혁신적인 치료 전략을 식별하는 것이 필요합니다. 첫째, 배양된 HUCMSC의 생존 및 이동에 대한 PF-127 하이드로겔 단독 및 SAP와 조합의 생물학적 효과를 세포 생존력, 세포사멸 및 스크래치 상처 분석을 통해 평가했습니다. S. aureus와 E. coli를 사용하여 PF-127과 SAP 조합의 항균 활성을 평가했습니다. 또한, 시험관 내에서 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVEC)의 혈관 신생 및 이동을 촉진하는 HUCMSC 조절 배지(HUCMSCs-CM)의 능력을 튜브 형성 및 트랜스웰 이동 분석을 사용하여 평가했습니다. 마지막으로, PF-127과 SAP 지지체에 내장된 HUCMSC를 마우스의 절제 피부 상처 부위에 투여했습니다. PF-127/HUCMSCs/SAP 하이드로겔의 세포 반응뿐만 아니라 상처 치유 능력을 조사하기 위해 조직학적 및 면역조직화학적 분석이 사용되었습니다. PF-127은 HUCMSC에 세포독성을 보인 반면, SAP의 첨가는 시험관 내에서 PF-127 하이드로겔에 캡슐화된 HUCMSC의 세포 생존성을 크게 촉진하고 세포사멸을 완화했습니다. SAP 보충은 체외에서 HUCMSC 이동에 대한 PF-127의 억제 효과를 실질적으로 폐지했습니다. PF-127과 SAP의 조합은 S. aureus 및 E. coli에 대해 명백한 정균 기능을 발휘했습니다. 더욱이, SAP와의 공동 처리는 시험관 내에서 HUVEC의 혈관 신생 및 이동에 대한 HUCMSCs-CM의 자극 효과를 현저하게 향상시킬 수 있습니다. PF-127 결합 SAP 내장 HUCMSCs 이식은 상처 치유 과정을 강력하게 가속화하고, 증식하는 세포와 새로 형성된 혈관의 수를 촉진할 뿐만 아니라 혈관 내피 성장 인자의 발현을 향상시켰습니다. SAP와 결합된 PF-127은 세포 생존, 항균 작용 및 혈관 신생을 촉진하여 생쥐의 HUCMSCs 매개 외상성 상처 봉합에 기여합니다. 우리의 결과는 외상성 피부 결함의 임상 치료를 위한 이론적 기초를 제공했습니다.

외상성 피부 손상은 정상 피부 조직의 구조적, 기능적 완전성을 파괴할 수 있습니다1. 표피만 손상시키는 표면 피부 손상은 완전히 자가 치유될 수 있는 반면, 기저 진피를 손상시키는 심부 피부 상처는 제한된 자가 회복 능력, 심각한 미생물 감염 및 비정상적인 섬유성 흉터를 나타냅니다2. 큰 피부 상처, 심각한 피부 손상, 피부 화상과 같은 심각한 피부 병변을 치료하려면 괴사조직 제거 수술, 성장 인자 보충 또는 상처 생체 활성 드레싱을 사용한 음압 요법이 필요한 경우가 많습니다3,4. 그럼에도 불구하고, 이들 치료법의 치료 효능은 종종 많은 환자들에게 만족스럽지 못한 것으로 보입니다.

요즘 중간엽 줄기세포(MSC) 기반 치료법은 상피 모집, 혈관 신생 촉진 및 염증 조절을 통해 조직 재생 및 상처 치유에 효과적인 접근 방식으로 인식되고 있습니다5,6. 특히, 인간 탯줄 유래 MSC(HUCMSC)는 수확된 반복성, 경미한 침습적 수집 과정 및 높은 MSC 수율로 인해 전임상 및 임상 시험에서 가장 널리 사용되는 것 중 하나입니다. HUCMSC는 다른 MSC보다 수명이 길고, 증식 능력이 높으며, 세포 분화 능력이 강력하기 때문에 재생 의학의 이상적인 세포 공급원으로 간주됩니다7,8,9. 상처 재생에 대한 이전 조사에서 MSC를 전달하는 일반적인 방법은 주사입니다. 동시에, 이식된 MSC의 낮은 생착, 짧은 유지 및 낮은 생존율로 인해 치료 효율성이 제한되었습니다.

최근 조직 공학 연구의 발전으로 인해 MSC와 상처 미세 환경에서 MSC의 생존 시간을 연장하는 생체 재료 기반 지지체의 조합은 상처를 젊어지게 하는 유망한 대안으로 작용했습니다. Pluronic F-127은 열에 민감한 하이드로겔로 저온에서는 액체로 존재하고 온도가 상승하면 반고체 겔로 존재합니다13. PF-127의 분해는 숙주에 대한 부작용이 거의 없이 생체 내 이식된 후 급속히 진행됩니다. 미국 FDA는 줄기세포의 임상적 활용을 위해 PF-127을 승인했습니다14. PF-127 하이드로겔에 캡슐화된 Wharton's 젤리 MSC는 생쥐의 당뇨병 상처 치유를 크게 촉진할 수 있습니다15. Wenet al. PF-127을 사용하여 토끼의 척추 융합에 MSC를 전달했으며 이 화합물이 MSC 단독보다 우수하다고 보고했습니다. 또 다른 연구에서는 PF-127이 간질 세포 유래 세포밖 소포체를 유지하는 데 유익하다고 보고했으며, PF-127의 적용은 관절 식도 누공의 복구 및 재생을 개선했습니다17. 그러나 PF-127이 피막화된 세포의 생존에 세포독성 효과가 있는 것으로 보고되었기 때문에 피부 상처 치료에 PF-127을 적용하는 데 장애물이 있습니다15,18,19. PF-127의 세포 독성 감소에 대한 연구에서는 막 안정화제를 공급하면 PF-12720에서 중간엽 줄기세포의 생존 가능성을 현저하게 촉진할 수 있음이 입증되었습니다.