슈반세포

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11932(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

키토산은 다양한 조직 재생 효과를 가지고 있습니다. 본 연구는 좌골 신경 결손 모델의 쥐에 이식된 슈반 세포(SC)로 캡슐화된 키토산-콜라겐 하이드로겔 신경 도관(CCN)의 신경 재생 효과를 조사하기 위해 고안되었습니다. 우리는 의도된 세포를 캡슐화하기 위해 키토산 하이드로겔의 외부 층과 콜라겐 하이드로겔의 내부 층으로 구성된 CCN을 준비했습니다. 10mm 좌골 신경 결함이 있는 쥐를 CCN으로 캡슐화된 SC(CCN+), SC가 없는 CCN(CCN-), SC로 캡슐화된 실리콘 튜브(실리콘+) 및 자가 신경 이식(자동)으로 치료했습니다. 행동 및 조직학적 분석에 따르면 CCN+ 그룹의 운동 기능 회복, 축삭 재성장 및 수초화는 CCN- 및 실리콘+ 그룹보다 우수했습니다. 한편, CCN-군과 실리콘+군은 운동 기능 회복과 신경 조직학적 회복에서 유의미한 차이를 보이지 않았다. 결론적으로, SC로 캡슐화된 CCN은 말초 신경 재생, 특히 축삭 재성장과 숙주 SC의 재수초화에 시너지 효과를 나타냅니다. 이식 후 초기 단계에서 SC로 캡슐화된 CCN은 회복에 긍정적인 영향을 미칩니다. 따라서 SC로 캡슐화된 CCN을 사용하는 것은 대규모 말초 신경 결함에 대한 유망한 접근 방식이 될 수 있습니다.

무긴장 신경 복구술은 절단된 말초 신경을 접합시키는 경우의 표준 봉합 기술입니다1. 자가 신경 이식은 두 신경 덩어리의 간격이 크고 무긴장 봉합이 불가능한 경우 치료의 최적 표준입니다2. 그러나 자가 신경 이식은 기증자 부위 이환율 및 수술 시간 연장 등의 단점이 있습니다3,4,5. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 인공신경관이 개발되었다. 인공 신경 도관용 재료는 이상적으로 분해 과정에서 신경 재생에 악영향을 미치지 않아야 합니다6.

키토산의 기본 성분은 절지동물의 외골격에서 얻은 N-아세틸글루코사민의 장쇄 중합체인 키틴입니다. 키틴은 셀룰로오스 다음으로 두 번째로 풍부한 천연 다당류입니다. 키틴의 탈아세틸화된 형태는 키토산이며, 키틴의 알칼리성 가수분해를 통해 저렴한 비용으로 생산할 수 있습니다8. 키토산은 생체 적합성, 생분해성, 독성이 낮거나 전혀 없는 등 생물학적 특성으로 인해 1980년대부터 상처 치유 응용 분야에 매력적인 재료였습니다9. 그러나 키토산은 말초 신경 재생 분야에서는 비교적 새로운 물질입니다10. 이전에는 생체 내에서 완전히 분해되었으며 분해 중에 신경 재생 과정에 잠재적으로 해를 끼칠 수 있는 독성 대사 산물을 방출하지 않았습니다8. 대조적으로, 키토산 분해 대사산물은 축삭 재생을 촉진하는 것으로 보고되었습니다11,12. 동물 연구에서 키토산 인공 신경 도관은 신경 재생을 촉진했습니다13,14. 임상 무작위 대조 시험에서 손가락의 말초 신경 손상 회복은 단순 봉합보다 키토산 인공 신경 도관을 사용하는 것이 더 좋았습니다15. Reaxon®(독일 마인츠 소재 Medovent GmbH)은 2014년 6월에 출시된 최초의 키토산 인공 신경 도관입니다.

인공 신경 도관의 놀라운 발전에도 불구하고 인공 신경 이식은 최대 30mm의 손가락 신경 결함에 대해 여전히 임상적으로 권장되며 자가 신경 이식은 광범위한 말초 신경 결함 치료를 위한 최적의 표준으로 남아 있습니다17. 인공 신경 이식은 신경 영양 인자, 피브린 매트릭스 브리지 및 슈반 세포(SC)18,19,20의 부족을 비롯한 여러 가지 이유로 대규모 말초 신경 결함에 대한 자가 신경 이식보다 여전히 열등합니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 인공신경이식술의 결과를 개선하려는 다양한 연구가 시도되어 왔다. 이러한 연구는 인공 신경 도관 재료의 혼성화가 신경 복원에 유익하다는 것을 발견했습니다. 또한 키토산은 이러한 물질의 장점을 활용하여 콜라겐, 폴리글리콜산, 폴리락타이드산과 혼성화 시 신경 결함에 대한 신경 재생 치료를 촉진시키는 것으로 보고되었습니다13,21,22. 인공신경도관은 SC 등의 세포나 신경성장인자(NGF), 신경교세포주유래신경영양인자(GDNF), 섬유아세포성장인자(FGF) 등의 성장인자를 첨가하여 전달체계 역할을 하며, 도관은 신경 재생을 자극합니다23,24,25. 또한, SC, 중간엽 줄기세포, 유도만능줄기세포와 같은 특정 세포를 인공 신경 도관 내에 캡슐화하여 신경 재생을 촉진합니다.