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| COMP-angiopoietin-1 이 허혈 조직에서 골수 유래 단핵구 세포의 회귀에 미치는 영향
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| 서울대학교 의과대학 내과학 교실, 서울대학교병원 임상의학연구소 심혈관줄기세포연구실 |
| 윤석원, 서정원, 김태연, 이해영, 강현재, 최동주, 김효수, 손대원, 오병희, 박영배 |
배경 : 줄기 세포의 허혈 조직 내 선택적 회귀는 신생 혈관 형성에서 매우 중요한 과정이다. Angiopoietin-1 (Ang1) 은 대표적인 내피 세포 생존 인자이며 vascular endothelial growth factor (VEGF) 와 더불어 태생기 혈관 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. Ang1 은 기존 실험에서 항염증 효과를 나타내어 염증 세포의 동원을 억제하는 것으로 알려져 있으나 허혈 조직 내에서 골수 유래 단핵구 세포의 회귀에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려져 있지 않은 상태이다. 본 실험에서는 Ang1 의 안정적이고, 강력한 유도체로 알려진 cartilage oligmeric matrix protein (COMP)-Ang1을 사용하여 이를 규명하고자 하였다.
방법 및 결과 : 첫째, Nude mouse 의 우측 대퇴 동맥을 제거하여 하지 허혈 모델을 만든 후 100g 의 COMP-Ang1 (치료군) 또는 동량의 식염수 (대조군) 를 허혈 하지에 근육 주사하였다 (각 군 n=4). 3일 후에 C57/Bl6 쥐의 골수에서 분리한 골수 유래 단핵구 세포에 DiI 표지를 시행한 후 각각의 nude mouse 에 심장 내 주입하였다 (1.0*107 단핵구 /마리). 18시간 후 각 군의 nude mouse 의 허혈 하지 조직을 얻었으며 이를 통해 치료군에서 대조군에 비해 단위 면적당 DiI 표지 세포의 회귀가 많이 일어난 것을 알 수 있었다 (치료군 19.3±4.8/mm2 vs. 5.2±2.0/mm2, p<0.05). 둘째, C57/Bl6 쥐에 같은 방법으로 하지 허혈 모델을 만든 후 COMP-Ang1 치료군과 대조군(각 군 n=15) 에서의 경과를 관찰하였다. 치료군에서는 또한 대조군에 비해 허혈 유도 3일, 7일 후에 Stromal derived factor-1 (SDF-1) 발현이 유의하게 증가된 것을 면역 형광 염색으로 확인할 수 있었다.21일째에 치료군은 대조군에 비해 laser Doppler 관류 영상에서 유의한 관류 증가를 보였으며 (normal to ischemic ratio, 0.55±0.07 vs 0.22±0.14, p<0.05) PECAM 면역 형광 염색에서 높은 모세 혈관 밀도를 보였다. 셋째, 이러한 현상의 기전을 규명하기 위해 제대정맥-내피세포 (HUVEC) 에 COMP-Ang1 을 전처치한 후 산소 농도 1% 미만의 저산소 상태를 24시간 동안 유지하고, 관련 물질들의 변화 양상을 관찰하였다. 대조군에 비해 COMP-Ang1 전처치군에서 akt 의 활성 이 증가하였고, SDF-1 의 발현이 증가함을 관찰할 수 있었고, 이러한 효과는 Tie-2 수용체 저해제 투여시 역전되었다.
결론 : 기존에 알려져 있는 항염증 효과와는 달리 저산소 자극에서 COMP-Ang1 은 내피 세포의 SDF-1 의 발현을 증가시켜 골수 유래 단핵구 세포의 회귀를 증가시킨다. 이러한 효과는 허혈 조직에서 신생 혈관 형성에 기여할 것으로 생각된다.
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