돼지 간 유래 탈세포화 세포바깥바탕질 하이드로겔 지지체를 활용한 가슴샘상피세포의 3차원 배양 (Three-Dimensional Culture of Thymic Epithelial Cells on Decellularized Porcine Liver Extracellular Matrix Hydrogel Scaffolds)

서지정보

· 발행기관 : 대한체질인류학회
· 수록지 정보 : 해부·생물인류학 / 37권 / 4호 / 287 ~ 302페이지
· 저자명 : 김휘곤, 황선영, 이리라, 윤식

초록

가슴샘은 T 세포의 선택과 성숙을 매개하여 적응 면역에서 필수적인 역할을 한다. 가슴샘상피세포(thymic epithelial cell)는 가슴샘의 주요 기질 구성 요소로서 스펀지 형태의 3차원 구조를 형성하며, T 세포 발달에 필요한 미세환경을 제공한다. 가슴샘상피세포와 발달 중인 가슴샘세포(thymocytes) 사이의 물리적 및 생화학적 상호작용은 이러한 3차원 구조 내에서 이루어지며, 적절한 T 세포 성숙에 필수적이다. 그러나 기존의 2차원 세포 배양 시스템은 가슴샘 미세환경을 재현하지 못하여 가슴샘상피세포의 주요 분자 인자 발현을 감소시시고 기능 저하를 유발함으로써 효과적인 T 세포 발달을 유도하지 못하는 한계를 초래한다. 이에 비해 3차원 세포 배양은 세포가 구조화된 지지체 내에서 성장하면서 이웃 세포 및 세포바깥바탕질과 상호작용할 수 있도록 하여 생체 내 환경을 보다 정밀하게 모사하며, 세포의 성장과 기능을 촉진할 수 있다. 3차원 세포 배양 기술 구현을 위해서는 생체 세포바깥바탕질의 구조적 및 생화학적 특성을 재현할 수 있는 지지체가 필수적이다. 탈세포화 세포바깥바탕질 지지체는 세포 성분을 제거한 후 세포바깥바탕질의 고유 구조와 생물학적 활성을 유지하여 이러한 요구를 충족시킨다. 탈세포화 세포바깥바탕질 기반 하이드로겔은 추가적인 생물학적 인자 없이도 증식, 이동, 분화와 같은 다양한 세포 활동을 지지하여 조직공학 응용에 이상적인 소재로 간주된다. 본 연구에서는 돼지 간 유래 탈세포화 세포바깥바탕질을 이용하여 가슴샘상피세포의 3차원 배양을 지지하는 자가 겔화 하이드로겔을 개발하였다. 이 하이드로겔은 가슴샘상피세포의 증식, 생존, 스페로이드 형성 및 활성을 증진시켰다. 이러한 연구 결과는 가슴샘상피세포의 3차원 배양에 대한 이해를 증진시키며, 돼지 간 유래 탈세포화 세포바깥바탕질 하이드로겔이 T 세포 발달, 가슴샘 오가노이드 바이오프린팅 및 가슴샘 재생 분야에서 유망한 응용 가능성을 지니고 있음을 시사한다.

영어초록

The thymus is essential for adaptive immunity, mediating the selection and maturation of T cells. Thymic epithelial cells (TECs), as key stromal components, form a three-dimensional sponge-like network that creates the microenvironment critical for T cell development. Physical and biochemical interactions between TECs and developing thymocytes occur within this network and are indispensable for proper T cell maturation. Conventional two-dimensional (2D) cell culture systems, however, fail to replicate the thymic microenvironment, leading to reduced TEC functionality and impaired T cell development. Three-dimensional (3D) cell culture offers a more physiologically relevant model by enabling cells to grow within structured scaffolds that facilitate interactions with neighboring cells and the extracellular matrix (ECM), thereby mimicking the in vivo environment. Scaffolds that replicate the structural and biochemical properties of the ECM are essential for implementing 3D culture. Decellularized extracellular matrix (dECM) scaffolds meet these requirements by preserving ECM's native structure and bioactivity after removing cellular components. dECM-based scaffolds support diverse cellular activities-such as proliferation, migration, and differentiation-without the need for additional biological factors, making them ideal for tissue engineering applications. This study developed a bioactive hydrogel derived from porcine liver dECM to support the 3D culture of TECs. The hydrogel enhanced TEC proliferation, survival, spheroid formation, and activity, closely replicating the native thymic microenvironment. These findings advance our understanding of TEC behavior in 3D culture and highlight the potential of porcine liver dECM hydrogels for applications in T cell development, thymic organoid bioprinting, and thymus regeneration.

참고자료

· 없음