인간 연골을 생성하는 새로운 방법

몬태나 대학 연구진과 파트너들이 인간의 머리와 목 연골을 생성하는 새로운 방법을 발견했습니다.

UM 생물학부 생물학 교수인 마크 그라임스(Mark Grimes)는 줄기세포를 인간의 두개안면 연골을 구성하는 세포 유형으로 유도했다고 말했습니다. 줄기세포는 스스로 복제할 수 있고 다양한 유형의 세포로 발전할 수도 있습니다.

“일반적으로 이러한 유형의 연골을 생성하는 세포를 신경 능선 세포라고 합니다”라고 Grimes는 말했습니다. “우리는 신경능선 세포로부터 두개안면 오가노이드를 생성하는 새로운 방법을 발견했습니다.”

오가노이드는 장기의 구조와 유전자 발현을 모방한 단순화된 소형 버전입니다. “오가노이드는 인간의 조직을 사용하여 불가능한 방식으로 연구할 수 있는 특정 인간 조직에 대한 좋은 모델입니다.”라고 그는 말했습니다.

Grimes는 두개안면 결함을 가지고 미국에서 매년 태어나는 230,000명의 어린이를 위해 인간 연골을 재생하는 새로운 방법에 대한 중요한 미충족 요구가 있다고 말했습니다. 실험실에서 연골을 성장시키면 부상으로 인한 두개안면 연골 손상을 복구하는 효과적인 치료법이 나올 수도 있습니다.

연구진은 줄기세포에서 연골세포가 어떻게 발생하는지 밝히기 위해 RNA와 단백질 수준에서 유전자 발현 데이터를 연구했다. 줄기세포는 초기 단계에서 소통해 인간의 귀를 구성하는 탄력 있는 연골이 된다는 사실을 밝혀냈다.

이를 달성하기 위해 팀은 생물학적 마커에 대한 광범위한 분석과 기계 학습 패턴 인식 기술을 사용하여 세포가 연골로 분화할 때 관련된 세포 신호 전달 경로를 이해했습니다.

현재의 성형수술 기술로는 사람의 귀, 코, 후두 등 자연적인 특징을 재구성하기가 어려우며, 이식된 조직은 면역억제제 없이 거부되는 경우가 많습니다.

Grimes는 “환자 유래 줄기세포를 사용하여 실험실에서 두개안면 연골을 생성하려면 인간 특유의 분화 메커니즘을 이해해야 합니다”라고 말했습니다. “우리의 목표는 인간 줄기 세포를 사용하여 이식용 두개안면 연골 생성 프로토콜을 개발하는 것입니다.”

해당 연구는 저널에 게재되었습니다. 아이사이언스. Grimes 외에도 UM 저자로는 Lauren Foltz, Nagashree Avabhrath 및 Jean-Marc Lanchy가 있습니다. 다른 저자로는 Missoula의 Western Montana 병리학 컨설턴트의 Bradly Peterson과 매사추세츠주 Danvers의 Cell Signaling Technology의 Tyler Levy, Anthony Possemato 및 Majd Ariss가 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/04/240410161547.htm