human muse cells transplantation으로 유도한 neuronal circuitry reconstruction

acute stroke의 tPA, ia thrombectomy로 기능적 예후를 호전시킬 수 있지만, 짧은 time window와 inclusion criteria를 만족하는 환자는 많지 않다. 따라서 이미 발생한 뇌경색 증상의 호전을 위해서 선택할 수 있는 일반적인 방법은 재활치료뿐이다. 기능적 예후를 호전시키기 위해 여러 가지 새로운 치료들이 시험, 시도되고 있으며, 그 중 대표적인 것이 stem cell therapy이다. Mesenchymal stem cells (MCSs) 이 주로 사용되는 stem cell로, 새로운 functional cell의 보충 보다는 trophic factor 분비가 주된 기전으로 생각되고 있는데, 그 이유는 투여된 stem cell이 손상된 조직으로 이동하는 비율이 높지 않기 때문이다. 기초와 임상 시험에서 MSCs 이식의 예후는 일관되지 않았고, host tissue에서의 survival rate는 중간정도였으며, 장기적인 효과도 일관되지 않았다. Multilineage-differentiating stress-enduring (muse) cells은 새로운 endogenous stem cells로, 스스로 재생이 가능하고, pluripotency를 보이며, stress에 tolerable하다. 간, 근육, 피부 조직에서 naïve muse cell을 정맥으로 투여했을 때, 손상된 조직으로 이동해서 functional cell로 분화했다.

저자들은 serum/xeno-free cultured-human bone marrow muse cell을 immunodeficient mice에서 lacunar infarction을 유도한 후 2주 지나서 perilesional brain에 주입했다. Transplant된 muse cell중 28%가 8주째까지 host brain에 남아있었고, neuronal marker인 NeuN, MAP2, 그리고 oligodendrocytic marker인 GST-pi를 표현하는 세포들로 분화했다. 병변 쪽 motor cortex와 anterior horn에서 host neuron과 muse cell의 connection을 확인할 수 있었으며, muse cell은 병변측 pyramidal tract를 통해 반대측으로 교차하여 spinal cord의 dorsal funiculus까지 neuritis 를 뻗었다. Muse cell transplanted mice는 cylinder test 에서 의미 있는 회복을 보였으며, 10 개월 후 human specific Alu sequence가 brain 에서만 검출되었고, 종양은 생기지 않았다.

저자들은 Severe combined immunodeficiency mice에서 delayed subacute phase의 lacunar stroke이후 muse cell은 신경세포들로 분화하여 신경재건을 촉진하고 기능을 향상시켰으며, 시간이 지난 후에도 안전한 경과를 보였으므로, 추후 lacunar stroke의 치료에 도움이 될 수 있으리라 기대했다.

Human muse cells reconstruct neuronal circuitry in subacute lacunar stroke model
Stroke. 2017, 48:428-435