협측 점막 상피를 각막 상피로 전환분화하기 위한 프로토콜 구현 (TransBuCor)

1. 각막 해부학 및 조직학에 대한 회상

   각막은 시력에 필수적인 안구 구성 요소입니다. 종종 눈 앞쪽에 있는 첫 번째 "투명한 현창"이라고도 합니다. 빛이 눈에 들어올 때 가장 먼저 만나는 구조입니다. 주요 역할은 입사 광선을 수렴시키는 것입니다. 광선은 망막에 도달하기 전에 수정체를 향해 진행하여 시각적 폭포를 시작합니다.

   각막은 각막상피층, 보우만층, 각막실질, 데스메막, 각막내피의 5개 층으로 구성된 무혈관의 투명한 조직입니다.

   • 각막상피는 각막의 가장 바깥층으로 각막상피세포로 구성되어 있으며 전체 각막의 약 10%를 차지한다. 이 층은 지속적으로 재생성되며, 7일마다 완전한 재생이 이루어집니다. 이 층의 긁힌 자국은 일반적으로 잘 치유됩니다.
   • 보우만층은 각막 상피와 기질을 함께 묶는 데 도움이 됩니다. 이 층은 한번 손상되면 재생되지 않으며 잠재적으로 시력에 영향을 줄 수 있는 영구적인 흉터를 남길 수 있습니다.
   • 각막실질은 각막의 약 90%를 차지하며 콜라겐과 각막세포로 구성되어 있습니다.
   • 데스메 막은 콜라겐으로 구성되어 있으며 각막 간질과 내피를 분리합니다. 이 층은 나이가 들수록 점차 두꺼워집니다.
   • 각막 내피는 가장 안쪽 층이며 다른 각막 층에서 체액을 운반하는 데 도움을 줍니다. 이 층이 손상되면 이 과정이 손상되고 사람의 시력에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 각막 상피의 재생 및 치유 과정

   각막 상피 ​​세포는 기저 세포층의 윤부(각막과 공막 사이의 전이 영역)에 있는 보그트 방어벽(Vogt's palisades)이라고 불리는 색소 선와에 위치한 윤부 줄기 세포로부터 지속적인 재생을 통해 3~10일 이내에 재생됩니다.

   윤부 줄기 세포 결핍(LSCD)은 각막 상피 ​​재증식 및 윤부 장벽 기능에 중요한 윤부 줄기 세포의 손실 또는 손상을 특징으로 합니다.

   LSCD의 원인은 유전적(PAX6), 만성 염증(예: 중증 알레르기성 각결막염 또는 안구 주사비)에 따른 이차적, 헤르페스 각막염과 같은 감염을 통해 획득되거나 스티븐-존슨 증후군 또는 라이엘 증후군과 같은 수포성 질환에 이차적일 수 있습니다. LSCD는 화학적 또는 열적 화상으로 인한 외상을 통해서도 획득될 수 있습니다. 병인은 특발성일 수도 있습니다.

   이러한 줄기세포가 손실되면 각막 상피는 스스로 복구 및 재생될 수 없습니다. 이는 상피 분해, 지속적인 상피 결함, 결막화, 각막 혈관신생, 각막 흉터 및 만성 염증을 유발합니다. 이러한 요인들은 광공포증, 각막 선명도 상실, 시력 상실 및 만성 통증의 원인이 됩니다. 이로 인해 각막 이식이 거부되거나 치유가 잘 되지 않아 불가능해집니다.

   각막실명의 원인을 해결하기 위한 현재의 해결책은 제한되어 있습니다. 기술에는 환자의 반대편 눈에서 자가 윤부 이식이 포함되지만 이는 위험을 초래할 수 있으며 병리가 양측인 경우에는 불가능합니다. 동종 이식편은 거부반응의 위험이 매우 높으며 전신 면역억제 치료가 필요합니다.

3. 눈주위 재건의 점막 이식

구강점막 이식술은 결막결손 및 흉터 치료를 위한 잘 확립된 수술 기법입니다. 구강 점막은 결막과 유사한 생물학적 특성을 가지고 있으며 둘 다 느슨한 결합 조직층을 덮고 있는 하나 이상의 상피 세포 층으로 구성되어 있습니다. 기증 장소에 쉽게 접근하고 널리 이용 가능하므로 반복적으로 수확할 수 있습니다. 기증 부위의 이환율은 낮으며 수술은 일반적으로 환자가 잘 견딜 수 있습니다. 더욱이, 수술 기법은 상대적으로 간단하므로 구강 점막은 결막 이상을 대체하는 데 이상적인 후보가 됩니다.

구강 점막 이식편은 무안구증 환자의 수축된 안와를 치료하고 종양 절제 후 환자의 안구 표면과 원구를 재건하는 데뿐만 아니라 굴절성 익상편 치료와 천포창이나 안구 심검유두 환자의 치료에도 사용되어 왔습니다. 또한 녹내장 후 결막 결핍, 망막 수술, 각막 삽입물과 관련된 각막 융해, 누낭비강절개관 덮기 등 수술 후 합병증을 치료하는 데 가장 일반적으로 사용되는 조직입니다. 또한, 구강 점막은 심한 화학적 화상으로 인해 발생한 난치성 각막 공막 용해를 치료하는 데 사용되었습니다.

일부 팀에서는 협측 점막 세포를 사용하고 이를 윤부 줄기 세포로 전환분화할 것을 제안했습니다. 구강은 쉽게 접근할 수 있으며 환자에게 최소 침습적이고 위험도가 낮은 방식으로 줄기 세포를 점막에서 분리할 수 있습니다. 이들 세포는 높은 분화 잠재력을 갖고 있으며 배아 줄기 세포의 마커를 발현합니다. Tra2-49, Tra2-54, SSEA4, Oct4, Sox2 및 Nanog뿐만 아니라 신경 능선 마커 Nestin. 그러나 인간을 대상으로 한 임상시험은 아직 초기 단계에 있으며 현재까지 검증된 치료법은 없습니다.

이 개념 증명 연구의 목적은 구강 점막 세포를 윤부 줄기 세포로 분화하여 환자를 대상으로 한 향후 임상 시험에 사용하기 위한 프로토콜을 개발하는 것입니다.