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교원질을 모방한 펩티드가 간엽줄기세포의 부착과 분화 및 수산화인산칼슘 표면에서 골형성에 미치는 영향

전문가 제언: ○ 생체재료를 이식해서 조직을 복원하기 위한 가장 보편적인 전략은 원래의 세포외기질을 모방한 펩티드를 이용해서 생체재료의 표면을 기능화 시키는 것이다. 그래서 수용체의 접착으로 여러 타입의 세포가 부착하고 증식과 분화를 통해 세포의 활성을 돕고자 한다. 가장 널리 연구된 접착진전 펩티드로는 세 개의 아미노산 서열의 Arg-Gly-Asp(RGD)이며 이는 fibronectin(FN), vitronectin(VN)과 같은 기질단백질에서 발견되며 인테그린 패밀리의 주된 리간드이다.

○ 실험실에서 인테그린-결합 펩티드는 천연의 하이드로 옥시아파타이트(hydroxyapatite: HA)에 세포가 부착하는 것을 증가시킨다. 그러나 생체에서는 HA에 단백질이 흡착되어 쉽게 변형이 일어나는데 흡착단백질 층에 RGD펩티드를 결합하면 HA에 세포부착을 방해하는 것으로 보고 있다.

○ 이 논문에서는 HA 디스크를 콜라겐을 모방한 펩티드 DGEA, P15(GTPGPQGIAGQRGVV), GFOGER로 코딩해서 간엽세포와 상호작용을 평가하고 있다. 이 중에 DGEA, P15으로 HA 디스크를 코딩한 경우는 코딩하지 않은 것에 비해 간엽세포의 부착이 천연 콜라겐과 다름없이 이루어지나 GFOGER는 그렇지 않았다. 이러한 펩티드로 코딩한 디스크를 혈청이나 절제한 경골에 이식해서 단백질로 다시 코딩한 경우에도 간엽세포의 부착을 증진시키지도 억제하지도 않았다.

○ DGEA나 P15로 코딩한 디스크에 부착된 간엽세포에서는 osteocalcin의 분비와 alkaline phosphatase가 활성화되는 것으로 보아 콜라겐 선택적인 인테그린(collagen-selective integrins)이 골 모세포로 분화를 자극하는 것으로 생각한다. 실제로 DGEA와 P15를 코딩한 경우는 별도의 분화유도인자를 배지에 넣지 않아도 골 모세포의 표시(markers)가 상향 조절되는 것을 볼 수 있다. 콜라겐을 모방한 펩티드는 HA가 골에 융합하는데 역할을 하며 간엽세포의 부착을 진전시키기보다는 골 모세포로 분화를 자극한다고 본다. 이러한 구체적인 연구는 골 재생의학에 많은 진전을 가져오리라 생각한다.

저자: Kristin M. Hennessy, et.al
자료유형: 학술정보