중간엽 줄기세포(MSC)는 부상 후 복구 과정을 자극하고 수용자의 면역 반응을 조절함으로써 조직 항상성을 회복하는 데 중요한 역할을 합니다. MSC는 염증 세포에서 방출되는 화학 유인 분자에 반응하여 손상된 조직, 외상 또는 염증 부위로 이동합니다. 마찬가지로, 종양 환경은 종양 세포와 함께 MSC를 유인하는 용해성 인자를 분비하는 수많은 면역 세포로 구성됩니다. 종양 형성 및 성장 부위에 축적된 MSC는 암 관련 섬유아세포와 같은 간질 세포로 분화되어 종양 간질의 일부가 됩니다.

종양에서 MSC의 정확한 역할은 종양 유형, 종양 발달 단계 및 기타 요인에 따라 달라질 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 일부 연구에서는 MSC의 종양 촉진 역할을 제안하는 반면, 다른 연구에서는 잠재적인 항종양 효과를 나타냅니다. 그만큼 이중성 종양 미세환경에서 MSC의 비율은 암세포 및 주변 조직과의 상호작용의 복잡성을 강조합니다.

MSC 잠재력 잠금 해제: 정밀 암 치료 전략

종양을 촉진하는 특성에 대한 보고에도 불구하고 MSC는 다음을 제공합니다. 독특한 특성 암 치료 응용 분야:

1. 종양 친화성:

MSC는 종양 방향성(tumor tropism)으로 알려진 현상인 종양 부위로 이동할 수 있습니다. 이 특성은 종양에 치료제를 표적화하는 데 활용될 수 있습니다. 연구자들은 MSC에 항암제, 종양 용해성 바이러스 또는 기타 치료 페이로드를 로드하여 보다 정확하고 국소적인 치료를 가능하게 하는 방법을 모색하고 있습니다.

2. 면역조절:

MSC는 종양 미세 환경에서 면역 반응을 조절하는 데 활용될 수 있는 면역 조절 특성을 가지고 있습니다. 이 특성은 면역요법 접근법에서의 잠재력에 대해 조사되고 있습니다. MSC는 면역 억제 효과를 강화하여 종양 성장을 덜 지원하는 환경을 조성하도록 조작될 수 있습니다.

3. 낮은 면역원성:

MSC는 공동 자극 분자 발현이 없기 때문에 면역원성이 낮다는 특징을 가지고 있습니다. 이 특징은 동종 이식 중에 면역억제의 필요성을 제거합니다.

4. 조직 복구 및 재생:

MSC는 조직 복구 및 재생과 관련된 세포를 포함하여 다양한 세포 유형으로 분화할 수 있습니다. 이러한 재생 가능성은 암 치료의 맥락에서, 특히 방사선 및 화학 요법과 같은 암 치료로 인한 조직 손상을 해결하는 과정에서 탐구되고 있습니다.

5. 종양 미세환경의 조절:

MSC는 다양한 인자의 분비를 통해 종양 미세환경에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 종양을 촉진하는 효과가 있을 수 있지만 종양 미세 환경을 수정하여 암 성장에 더 적합하지 않게 만드는 잠재적인 수단으로도 연구되고 있습니다.

MSC를 약물 전달 수단으로 활용하는 다양한 방법

MSC의 이러한 특성을 고려할 때 MSC는 화학요법 약물, 나노입자 및 유전자 치료법을 포함한 다양한 항암제 전달에 이상적인 수단입니다. 다음은 그 중 일부입니다. 전략들 암 치료에서 MSC를 전달 수단으로 활용하려면:

항암 약물로 MSC 프라이밍

MSC는 세포증식억제제와 세포독성 약물에 대한 고유한 저항성으로 인해 항암제로 쉽게 프라이밍될 수 있습니다. MSC는 독소루비신(DOXO), 파클리탁셀(PTX), 젬시타빈(GEM)과 같은 화학요법제를 효율적으로 흡수한 후 표적화되고 점진적인 방식으로 방출할 수 있습니다.

수많은 연구에서 골수종 및 백혈병 세포를 포함한 다양한 암 유형에 걸쳐 항종양 효과를 발휘하는 프라이밍 MSC의 잠재력을 조사했습니다. 약물을 직접 전달하는 것 외에도 MSC는 특정 표적 부위에 약물이 탑재된 나노입자(NP)를 위한 효과적인 운반체 역할을 할 수도 있습니다. 원래 약물 안정성을 향상시키기 위해 설계된 NP는 단독으로 사용할 경우 면역원성 및 고르지 않은 종양 내 분포와 같은 문제에 직면합니다. MSC를 약물이 탑재된 NP의 세포 운반체로 활용하면 이러한 문제를 해결하고 표적 암 치료법을 발전시킬 수 있는 유망한 길을 제시합니다.

MSC의 유전자 변형

MSC는 유전자 변형을 통해 표적 암 치료를 발전시키기 위한 다양한 플랫폼을 제공하여 특정 유전자를 이러한 세포에 통합할 수 있도록 합니다. 주목할만한 응용 분야는 티미딘 키나제 및 시토신 데아미나제와 같은 효소를 코딩하는 자살 유전자를 MSC에 전달하는 것과 관련이 있습니다. 이들 효소는 간시클로버(ganciclovir) 및 5-플루오로시토신(XNUMX-Fluorocytosine)과 같은 무독성 전구약물의 활성 유도체로의 전환을 촉진합니다. 전신 투여 후 조작된 MSC를 정맥 내 주입하여 선택적으로 종양에 위치시킵니다. 종양 조직 내에서 불활성 전구약물을 세포독성 대사물로 전환하여 표적 외 독성을 최소화합니다.

MSC의 유전적 변형은 자살 유전자 전달을 넘어 확장됩니다. 이는 인터페론(예: IFNα, IFNβ), 세포사멸 촉진제(예: TRAIL), 염증성 인터루킨(IL-2), 종양 억제 유전자(예: PTEN), 항혈관신생제를 포함한 다양한 치료 분자의 생산을 허용합니다. 분자(예: Alpha-1 항트립신, NK4, VEGFR1) 및 기타 항종양 단백질(예: TNF-α, HNF4-α). 이들 단백질은 종양 세포에 직접적인 효과를 발휘하여 세포사멸을 유도하고 종양 침윤 백혈구와의 누화를 통해 숙주 염증 반응을 향상시킬 수 있습니다.

종양용해성 바이러스의 벡터로서의 MSC

종양 용해성 바이러스는 암세포를 선택적으로 감염시키고 제거하도록 설계된 종양 치료의 획기적인 접근 방식을 나타냅니다. 이 혁신적인 전략에는 정상 세포를 위험으로부터 보호하면서 종양 세포 내에서 복제하고 파괴하는 바이러스가 포함됩니다. 또한, 종양 용해성 바이러스는 숙주의 항종양 면역 반응을 자극하여 잔류 종양의 근절에 기여합니다.

아데노바이러스, 레오바이러스, 홍역 바이러스, 단순 포진 바이러스, 뉴캐슬병 바이러스, 백시니아 바이러스를 포함한 여러 바이러스가 잠재적인 종양 용해제로서 임상 시험을 거쳤습니다. 유망한 잠재력에도 불구하고 종양 용해성 바이러스는 종종 종양 부위에 도달하기 전에 숙주 면역 체계에 의해 인식되어 근절됩니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 MSC는 종양 용해성 바이러스의 귀중한 운반체로 등장합니다. MSC를 벡터로 활용함으로써 종양 용해성 바이러스의 생존 기간을 연장할 수 있으며 의도한 부위로의 표적 전달을 최적화할 수 있습니다.

MSC 유래 세포밖 소포체

세포외소포(EV)는 세포에 의해 세포외 공간으로 방출되는 미세한 막 결합 입자로, 단백질, 핵산, 지질과 같은 생리활성 분자를 세포 간에 운반하여 세포간 의사소통에 중요한 역할을 합니다. 이러한 천연 운반체의 치료 잠재력을 인식한 연구자들은 항암제 전달을 위한 유망한 수단으로 MSC 유래 EV를 점점 더 탐구하고 있습니다. 암 치료에서 MSC 유래 EV의 뚜렷한 장점에는 강력한 종양 친화성, 낮은 면역원성, 높은 안정성 및 보다 표적화된 반응을 위한 유전자 변형의 용이성이 포함됩니다.

항암제 전달을 위해 MSC 유래 EV를 활용하는 다양한 전략이 있습니다. 한 가지 접근법은 종양 세포 증식, 이동 및 침입에 영향을 미칠 수 있는 생물학적 분자를 운반하는 천연 MSC의 EV를 활용하는 것입니다. 대안적으로, MSC 세포는 약물이나 면역조절 분자로 프라이밍될 수 있으며, EV의 후속 방출은 활성제를 종양 부위에 효율적으로 전달합니다. MSC의 유전적 변형은 siRNA(small interfering RNA), microRNA와 같은 유전 물질을 운반하거나 MSC 유래 EV에서 분비될 수 있는 TRAIL과 같은 항암 분자를 발현할 수 있는 또 다른 방법을 제공합니다. 또한 EV는 MSC로부터 분리될 수 있으며 단순 확산이나 전기천공과 같은 방법을 통해 약물이나 생물학적 화물을 적재할 수 있습니다.

암 치료에 MSC를 사용하는 것은 빠르게 발전하는 분야이며 잠재적인 이점과 위험 사이의 균형이 활발하게 연구되고 있는 영역이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 연구자들은 치료 목적으로 MSC의 사용을 최적화하기 위해 종양 및 주변 미세 환경과 MSC 상호 작용의 복잡성을 더 잘 이해하기 위해 노력하고 있습니다. 암 치료에서 안전성과 효능을 향상시키기 위해 MSC의 유전 공학 및 변형과 같은 전략이 탐구되고 있습니다. 다양한 유형의 암에 대한 MSC 기반 접근법의 타당성과 효과를 평가하기 위한 임상 시험이 진행 중입니다.

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