사람의지방줄기세포는지방조직내에존재하는 줄기세포로 얻기 쉽고, 골수줄기세포와유사한특징을 가지고있다. 그러나 지방을 추출하는 과정, 공여자의 나이, 체질량, 추출 부위에 따라 세포의 특성이 달라지며, 이질적인 세포군을 얻게 된다. 따라서 본 연구에서는 허벅지 지방에서 유래한 줄기세포 특성 분석 및 중배엽, 내배엽성 세포로의 분화능을 알아보았다. 허벅지 유래 줄기세포는 골수줄기세포와 유사한 섬유아세포와 유사한 모양을 보였으며, 체외에서 56.5번의 분열을 하였고, 약 5×1022개의 세포를 얻을 수 있었다. 이들은 SCF, Oct4, nanog, vimentin, CK18, FGF5, NCAM, Pax6, BMP4, HNF4a, nestin, GATA4, HLA-ABC, HLA-DR과 같은 유전자를 발현하였으며, Oct4, Thy-1, FSP, vWF, vimentin, desmin, CK18, CD54, CD4, CD106, CD31, a-SMA, HLA-ABC 등과 같은 단백질을 발현하였다. 또한 이들은 지방, 골, 연골 세포와 같은 중배엽성 세포로 분화하였고, 더욱이 인슐린 분비세포와 같은 내배엽성 세포로도 분화하였다. 결론적으로, 사람의 허벅지 유래 줄기세포는 골수 줄기세포와 유사하게 체외에서 증식이 가능하였으며, 유전자 및 단백질 발현 패턴을 가지고 있었으며, 다양한 세포로 분화 가능하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 허벅지 지방유래 줄기세포는 골수 줄기세포를 대체할 수 있는 세포치료제의 재료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외에서 증식 과정이 필수적이다. 그러나 배아줄기세포와는 달리 성체줄기세포는 체외에서 증식할 경우 일정시간이 지나면 줄기세포의 특성을 잃기 때문에 임상사용에 있어 제한점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 줄기세포의 특성을 잃지 않게 세포를 보존하는 방법이 필요하며, 본 연구에서는 탯줄 유래 줄기세포를 동결 보존한 후 해동시켜 줄기세포의 특성을 분석하였다. 사람의 탯줄 유래 세포를 분리하여 체외에서 배양한 후 2번째 또는 3번째 계대의 세포를 25% FBS와 10% DMSO가 첨가된 냉동배양액에 넣어 196℃에서 동결보존한 후, 6개월 뒤에 해동시켜 세포의 성장 속도와 유전자 및 단백질 발현을 살펴보았다. 냉동 보존한 후 세포를 해동시킨 결과74%의 생존율을 보였으며, 이 세포를 체외에서 배양하였을 경우, 냉동보존하기 전의 세포와 유사하게 방추사 모양의 섬유아세포의 형태를 나타냈다. 또한, 성장 속도 역시 냉동보존하기 전의 세포와 똑같이 10번째 계대까지 배양되었으며, 42번분열 능력을 나타냈다. RT-PCR 결과, 냉동 전후 세포 모두에서 Oct-4, nanog, SCF, NCAM, nestin, GATA4, BMP4, HLA-1 유전자는 모두 발현하였으며, Brachyury와 HLA-DR은 발현하지 않았다. 면역세포 화학 염색 결과, 배아줄기세포 단백질로 알려진 SSEA-3, -4, Oct-4 그리고 중간엽줄기세포 단백질인 Thy-1은 모두 발현하였으며, vimentin, fibronectin, HLA-1, HCAM, ICAM 모두 발현하였다. 그러나 SSEA-4과 Thy-1, vimentin, fibronectin, HLA-1는 냉동보존한 후 배양된 탯줄유래 세포에서 발현량이 증가하는 양상을 보였으며, CD44와 CD54는 감소하는 양상을 나타냈다. 또한, 조직적합성복합체 항원인 HLA-DR은 냉동보존 전후 탯줄 유래 세포에서 모두 발현하지 않았다. 이와 같이 유전자와 단백질의 발현은 냉동보존하기 전후의 탯줄 유래 세포에서 큰 차이가 없었다. 냉동 보존된 탯줄 유래 세포는 세포의 분열능력과 유전자 및 단백질의 발현이 냉동 보존 전 세포와 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 냉동보존법이 임상적으로 세포 치료 시 적절한 세포의 수나 시간을 맞추는데 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.

A variety of stem cells has been emerging as therapeutic cells that can replace organ transplantation in human liver diseases. The present study focused on whether human eyelid adipose-derived stem cells (HAD) might differentiate into functional hepatocyte-like cells in vitro. HAD were isolated from human eyelid adipose tissue. Effect of dimethyl sulfoxide (DMSO), fibroblast growth factor (FGF)-2 and FGF-4 on the hepatic differentiation of HAD have been examined in vitro. Immunocytochemical analysis and PAS staining showed that HAD cultured in both DMSO and FGF-4 exhibited the most intense staining than HAD of the other experimental groups. These HAD expressed numerous hepatocyte-related genes. Immunoblotting analyses showed that HAD cultured in the presence of DMSO and FGF-4 secreted higher amount of human albumin than HAD cultured in other conditions. Urea analysis also demonstrated that these HAD produced higher amount of urea than any other groups of HAD. In conclusion, combined treatment of DMSO and FGF-4 could effectively induce the functional differentiation of HAD into hepatocyte-like cells.

본 연구에서는 사람의 지방조직(human adipose tissue-derived stem cells, HAD), 탯줄(human umbilical cordderived stem cells, HUC), 그리고 양막(human amnion-derived stem cells, HAM)유래 줄기세포를 분리하여 세포의 형태 및 성장속도를 비교하고, 역전사 중합효소 연쇄반응과 면역세포화학 염색법을 이용하여 유전자와 단백질 발현을 비교 분석하였다. 또한 지방유래

중간엽 줄기세포(MSC)를 체외배양할 때 사용하는 소태아혈청 (FBS)의 생물학적 불안전성은 이를 임상적으로 사용하는데 있어 제한점으로 작용한다. 본 연구에서는 소태아혈청 및 인간의 제대혈청을 사용하여 인간의 양막유래 중간엽 줄기세포 (HAM)를 각각 배양한 후, 세포의 성장속도와 유전자 및 단백질의 발현 양상을 비교하였다. 제왕절개 후 얻은 양막으로부터 HAM을 분리하여 10% FBS, 5% HCS 혹은 10% HCS가 각각 첨가된 DMEM 배양액에서