퇴행성 추간판을 위한 줄기세포 유래 세포외소포체의 치료적 가능성

• Published in: The journal of the Korean Orthopaedic Association pp. 1 - 10
• Main Authors: 박욱태, 서민수, 이근우
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한정형외과학회 01.03.2025
• Subjects: 정형외과학
• ISSN: 1226-2102; 2005-8918
• DOI: 10.4055/jkoa.2025.60.1.1

추간판의 퇴행성 변화는 척추 협착증, 추간판 탈출 등과 같은 퇴행성 척추질환의 주요 원인으로 퇴행성 척추 질환은 개인의 삶의질을 저하시킬 뿐만 아니라 사회-경제적 측면에서도 큰 영향을 미친다. 정상 추간판은 섬유륜, 수핵, 척삭 세포, 수핵세포 등으로구성되어 항상성을 유지하고 면역 특권이 있는 독특한 조직이다. 그러나 구조적 손상 등의 병적 과정을 통하여 추간판의 퇴행성변화가 시작되면, 혈관과 신경이 추간판 조직 내로 형성되며 염증 반응 등에 노출되며 이로 인해 퇴행성 변화가 가속화된다. 분자조직학적으로 세포외기질의 변성, 수핵세포의 사멸화, 연골분화의 억제, 골단판 연골세포의 파괴, 산화적 스트레스의 발생 등의변화가 추간판의 퇴행성 변화에서 관찰된다. 이러한 추간판 퇴행성 변화의 치료를 위하여 다양한 연구가 시도되었으며, 염증 반응의 억제, 추간판 조직 및 세포의 재생을 위한 줄기세포 연구가 대표적이다. 실험 연구 및 동물 모델에서 줄기세포 치료로 손상된조직 및 세포의 항염증 및 재생 효과를 일부 보였지만, 치료 효과가 다양하고 줄기세포 자체의 여러 문제들로 인하여 개발 및 연구의 확대가 어려운 상황이다. 줄기세포의 분비 인자에 의해 치료적 효과를 보인다는 연구로 인하여, 줄기세포의 대표적인 분비인자인 세포외소포체를 이용한 연구가 최근 각광받고 있다. 본 논문에서는 추간판의 정상 해부학 및 퇴행성 변화에 대한 병태 생리 등을 포함한 내용을 요약하고, 최근 추간판 재생과 관련된 세포외소포체의 연구 현황과 앞으로의 발전 방향에 대해 정리하고자 한다. Intervertebral disc degeneration is associated with diverse spine diseases, including spinal stenosis, facet arthropathy, and disc herniation, which have socio-economic effects. A normal intervertebral disc has consistency and homeostasis, consisting of annulus fibrosus, nucleus pulposus, notochordal cells, nucleus pulposus cells, and an endplate with an immune privilege. On the other hand, when the degenerative process has pathologic causes, the inflammatory reaction could lead to nerve sprouting and vascularization into the tissue. Histopathologically, the pathologic process involves the degradation of the extracellular matrix, apoptosis and necrosis of nucleus pulposus cells, inhibition of chondrogenic differentiation, disruption of endplate chondrogenic cells, and other processes. Various approaches for managing disc degeneration have been reported. Among them, mesenchymal stem cells (MSCs) have been regarded as representative trials. In vitro and animal studies with MSCs have reported some promising outcomes in terms of inflammatory modulation and regeneration, but several limitations have been pointed out, including the issues of graft rejection and survival. Because the paracrine mechanism would be a main therapeutic factor of MSCs, extracellular vesicles (EVs), one of the factors released from MSCs, have been considered a promising source for regenerative medicine. EVs possess nucleic acids, functional proteins, and inflammation-related factors, playing a significant role in the inflammatory reaction and regeneration. The current review article discusses the pathophysiology of disc degeneration, outcomes of conventional MSCs and EVs, and current limitations and future perspectives on EV therapeutics. KCI Citation Count: 0