Isolation, Characterization and Tri-lineage Differentiation of Mesenchymal Stem Cells from Human Umbilical Cord Blood

Sung-Eun Yang; Yoon-Sun Yang; Chul-Won Ha

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자료유형: 학술저널

저자정보: Sung-Eun Yang Yoon-Sun Yang Chul-Won Ha

저널정보: 대한정형외과학회 대한정형외과학회지 대한정형외과학회지 제39권 제5호

발행연도: 2004.10

수록면: 537 - 545 (9page)

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목적: 저자들은 인간 제대혈(umbilical cord blood)에서 간엽 줄기 세포를 분리 및 확인할 수 있었고, 이들 세포군에 대하여 골, 연골 및 지방세포로의 분화가 가능하였기에 이를 보고하고자 한다.
대상 및 방법: 제대혈(n=411)로부터 단핵세포군을 원심분리 방법을 이용하여 분리한 후 배양하였으며, 5-8회 개대배양 시에 1,000배 이상의 증식을 보인 세포군에 대하여 간엽줄기세포 및 타 세포계열 표면항원 검사를 시행하였다. 분리된 간엽줄기 세포군에 대하여 골, 연골 및 지방세포로의 분화를 시도하였다.
결과: 총 411개의 제대혈 중 95개(23.1%)에서 첫 배양 시 간엽 줄기 세포양 세포군(MSC-like cell population)이 확인되었으며, 5-8회 개대배양 시 1,000배 이상의 증식을 보인 세포군은 9개(2.2%)였다. 이들 세포군은 기존에 알려진 모든 간엽줄기세포 표면항원검사에 양성, 타 세포계열 표면항원 검사에는 모두 음성이었다. 분리된 간엽 줄기 세포군은 골, 연골 및 지방세포로의 분화가 가능하였다.
결론: 본 연구의 결과는 인간 제대혈이 서로 다른 세포 계열로 분화할 수 있는 간엽줄기세포를 포함하고 있다는 사실을 지지하는 것으로 판단된다. 인간 제대혈은 상대적으로 많은 양의 간엽줄기세포를 비교적 용이하게 얻을 수 있다는 장점이 있는 세포 공급원이 될 수 있을 것으로 사료되며, 향후 조직 공학 및 세포 치료를 위한 세포 공급원의 하나가 될 수 있을 것으로 기대한다.

Purpose: Human umbilical cord blood (hUCB) is well known for a good source of hematopoietic stem cells (HSCs). However, the presence of mesenchymal stem cells (MSCs) in hUCB is still not well approved by many authors. We hereby report the isolation and characterization of MSCs from hUCB, as well as their differentiation into osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages.
Materials and Methods: Mononuclear cells were isolated from each hUCB harvest (n=411) by density gradient centrifugation, and suspended in -minimum essential medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS). The cell population was expanded by successive sub-cultivation under the same condition. The cell population that showed more than 1,000-fold expansion at fifth to eighth passage was inspected with known surface antigens of MSCs and other cell lineage. The isolated MSCs were cultured in osteogenic, chondrogenic, and adipogenic condition to identify their potential to differentiate into different mesenchymal cell lineage.
Results: Ninety five out of 411 hUCB units (23.1%) generated the MSC-like cell population during initial cultivation. Nine cell populations (2.2%) showed more than 1,000-fold expansion capacity at fifth to eighth passage. These cells positively expressed all known MSC-related antigens. They did not express any of myeloid, endothelial, or histo-compatibility antigens. All of the MSCs isolated showed the potential to differentiate into osteogenic, chondrogenic, and adipogenic lineages.
Conclusion: Our study supports that hUCB does contain MSCs, which can be differentiated into different cell lineages. We believe hUCB will be a good source of MSCs with the advantage of availability and relative abundance. We think hUCB should not be considered as a medical waste, and it will serve as a good source of cells for tissue engineering and cellular therapy in the future.

#Umbilical cord blood #Mesenchymal stem cells #Osteogenic differentiation #Chondrogenic differentiation #Adipogenic differentiation #제대혈 #간엽 줄기 세포 #골세포 분화 #연골세포 분화 #지방세포 분화

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