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Apr 26, 2023

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커뮤니케이션 생물학 6권, 기사 번호: 164(2023) 이 기사 인용

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3차원 망막 오르가노이드(3D-망막)는 이식 치료를 위한 유망한 이식 소스입니다. 우리는 이전에 인간 다능성 줄기 세포(hPSC)로부터 3D 망막 생성을 위한 자가 조직 배양을 개발했습니다. 여기에서는 조직 시트 이식에 대한 품질 관리 방법과 전임상 연구를 제시합니다. 자가 조직화 hPSC는 망막 조직과 표적 외 조직으로 분화됩니다. 유전자 발현 분석을 통해 주요 비표적 조직이 눈 관련, 피질 유사 및 척수 유사 조직으로 확인되었습니다. 품질 관리를 위해 우리는 각 hPSC 유래 신경 표피를 두 개의 조직 시트, 즉 이식용 내부 중앙 시트와 qPCR용 외부 주변 시트로 절개하여 망막 조직 선택을 보장하는 qPCR 기반 테스트를 개발했습니다. qPCR 동안 티슈 시트는 새로 개발된 보존 방법을 사용하여 3~4일 동안 보관되었습니다. 쥐의 종양원성 연구에서 이식 관련 부작용은 관찰되지 않았습니다. 망막 변성 모델 쥐에서 망막 이식은 성숙한 광수용체로 분화되었으며 전기 생리학 분석에서 빛 반응을 나타냈습니다. 이러한 결과는 자기 조직화 망막 시트 이식 요법에 대한 우리의 이론적 근거를 보여줍니다.

다능성 줄기세포(PSC)는 3차원(3D) 신경 조직을 자가 구성하는 능력을 가지고 있습니다1. 3D 조직을 갖춘 자가 ​​조직 집합체를 오가노이드라고 하며 세포/조직 이식 치료를 위한 유망한 이식 소스를 나타냅니다. 인간 망막 이식 치료를 위해 여러 가지 망막 분화 방법이 개발되었습니다2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22. 그중에서도 자가 조직화 줄기 세포 배양 기술인 SFEBq(빠른 응집을 갖춘 배아체 유사 응집체의 무혈청 부유 배양)는 3D 망막 생성5,6,7,8,15,17에 유용합니다. 우리는 이전에 피더가 없는 인간 배아 줄기 세포(ESC) 및 유도 만능 줄기 세포(iPSC)7,8로부터 3D 망막을 생성하기 위해 시간 제한 뼈 형태발생 단백질(BMP) 처리를 통해 SFEBq 방법을 수정했습니다. 이 배양 시스템의 3D-망막은 광수용체 및 기타 망막 뉴런을 발생시키고 단계 의존적 방식으로 다층의 층상 망막 조직을 형성하여 생체 내 발달을 요약하는 신경 망막(망막) 전구세포를 포함합니다.

색소성 망막염은 간상체 광수용체의 점진적인 상실에 이어 원추체 광수용체의 상실을 특징으로 하는 유전 질환 그룹으로, 선진국에서 실명의 주요 원인입니다. 광수용체 및/또는 망막 전구세포의 이식은 유망한 치료 옵션입니다23,24,25,26. 실제로, 망막 조직과 일차 배아 조직의 세포를 이식하면 시각 기능을 향상시킬 수 있는 잠재력이 있었지만23,27,28,29, 조직/세포 생착 및 기증자-숙주 물질 전달의 기여는 아직 연구되고 있습니다30. 세포 치료를 위한 적절한 양의 망막 조직과 세포를 공급하기 위해 PSC에서 생성된 3D-망막은 유망한 이식 소스가 됩니다. PSC 유래 망막에서 정제된 광수용체 전구체는 생존하고 숙주 망막과 접촉하며 시각 기능을 향상시킬 수 있습니다. 3D-망막에서 해부된 마우스 및 인간 망막 조직 시트(이하 망막 시트)는 말기 망막 변성 모델 마우스 및 쥐에 접목되었으며 기능적 성숙을 나타내어 빛 반응이 회복되었습니다33,34,35,36,37. 또한, hPSC 유래 3D 망막은 면역원성과 면역억제 특성이 낮았습니다. 망막 변성의 영장류 모델에서 인간 PSC-망막 시트의 이식은 2년 동안 장기간의 생착을 보여주었다36,39. 이러한 전임상 이식 연구는 동종 PSC 유래 망막 시트가 시각 기능을 향상시킬 가능성이 있음을 나타냅니다.