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인간 제대혈의 CD14+ 단핵구 세포 및 CD34+ 조혈모세포에서 유래된 수지상세포의 특성 비교

Comparison of characteristics of Dendritic Cells derived from CD 14+ Monocyte and CD34+ Hematopoietic Stem Cell in Human Umbilical Cord Blood

대한산부인과학회지 2006년 49권 11호 p.2316 ~ 2325
정민형
김용만/송하영/김종혁/김영탁/목정은/남주현

Abstract

목적: 제대혈의 CD14+ 단핵구 및 CD34+ 조혈모세포를 이용하여 동일한 배양조건에서 수지상세포로 분화시켜 얻은 각각 의 수지상세포를 형태학적, 표현형적 및 기능적으로 비교 분석하여 그 특성을 알고 수지상세포를 이용한 항암면역치료 에서 어떤 세포가 적합한 전구세포인지 판단하고자 한다.

연구 방법: 정상적인 만삭 산모를 대상으로 하여 태반이 만출 되기 전 채취된 제대혈에서 CD14+ 단핵구 (n=17)와 CD34+ 조혈모세포 (n=15)를 분리하여 GM-CSF (800 U/mL)과 IL-4 (500 U/mL)를 이용하여 수지상세포로 분화시킨 후 LPS (1 Og/mL) 및 IFN-γ (1000 U/mL)를 이용하여 성숙시켜 confocal microscopy를 이용하여 형태학적 특성을 비교하였으며 FACS를 이용하여 표현형을 분석하였다. ELISA kit를 이용하여 수지상세포에서 생산된 IL-12p70의 양을 비교하였으며 혼합림프구 반응을 통해 T cell에 대한 증식능을 확인하였다.

결과: 단핵구 및 줄기세포에서 분화된 8일째 성숙 수지상세포는 형태학적으로 동일한 모양을 보였으며 CD80, CD83 및 CD86을 이용한 표현형 검사에서도 유사한 발현 정도를 보였다 (P>0.05). 기능적인 비교를 위한 혼합 림프구 반응에서도 모두 강력한 림프구 자극 작용을 보였으나 단핵구 기원의 수지상세포는 1:20의 비율에서 가장 강력한 효과를 보인 반면 조혈모세포 기원의 수지상세포는 1:2의 비율에서 가장 강력한 효과를 보이며 모든 비율의 혼합림프구 반응검사에서 단 핵구 기원의 수지상세포에 비해 상대적으로 유의하게 높은 증식능을 보였다 (P<0.05). IL-12p70 정량검사에서 두 종류의 수지상세포 모두 6일째의 미성숙세포에서보다 8일째의 성숙세포에서 유의하게 높은 수치를 보였다 (P<0.05). 또한 조혈 모세포 기원의 수지상세포에서 단핵구 유래 수지상세포에 비해 통계학적으로 높은 수치의 IL-12p70의 생산량을 보였다(P<0.05).

결론: 이상의 결과들을 고려하면 CD34+ 조혈모세포에서 기원된 수지상세포가 항암면역요법에 적합한 세포일 수 있으나 두 세포 모두 효과적이고 성숙한 수지상세포로 분화될 수 있어 항암면역치료에 유용하게 이용될 수 있으며 적절한 전구 세포의 선택은 제대혈에서 얻을 수 있는 세포의 채취 효용성에 좌우될 것으로 생각된다.

Objective: To compare the morphological, phenotypical, and functional characteristics of dendritic cells (DCs) generated from two precursor cell sources (CD 14+ monocyte and CD34+ hematopoietic stem cell) of human umbilical cord blood (UCB) under identical ex vivo generation conditions and to determine the best cellular source for DCs-based anticancer immunotherapy.

Methods: CD14+ monocytes and CD34+ hematopoietic stem cells were isolated from human UCB and induced to differentiate into DCs under identical culture conditions using granulocyte macrophage colony stimulating factor (800 U/mL) and IL-4 (500 U/mL). Then maturation of DCs was induced with IFN-γ (1000 U/mL) and LPS (1 Og/mL). Morphology was compared with confocal microscopy and phenotypical analysis was done with FACS. The level of IL-12p70 production was determined with ELISA kit and T cell proliferation capacity was assessed with mixed lymphocyte reaction (MLR).

Results: Eight-day-old mature DCs from CD14+ monocytes or CD34+ hematopoietic stem cells had identical morphology. Flow cytometric analysis revealed that CD14+ monocyte-derived DCs (M-DCs) and CD34+ hematopoietic stem cell-derived DCs (CD34-DCs) showed similar enhanced expression of CD80, CD83, and CD86 (P>0.05). The level of IL-12p70 production was significantly higher in mature DCs (8-day-old) than immature DCs (6-day-old) of either source (P<0.05), but it was significantly highly elevated in CD34-DCs (P<0.05). DCs of both precursors showed potent stimulation capacity in MLR, with CD34-DCs having a maximum effect at 1:2 ratio and M-DCs at 1:20 ratio, although CD34-DCs had significantly greater proliferative effects at all ratios (P<0.05).

Conclusion: These findings suggest that CD34-DCs may be a more attractive source for DC-based immunotherapy. But because of morphologic, phenotypical, and functional similarities between the two cellular sources, both are good sources for generating DCs and one is not superior to the other. Thus cellular availability could be an important factor in determining DC-generation protocol to be used if all other issues are equal. Further comparative testing for these two precursors is in need.

키워드

제대혈;단핵구;조혈모세포;수지상세포;항암면역치료;Umbilical cord blood;Monocyte;Hematopoietic stem cell;Dendritic cell;Anticancer immunotherapy
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