본 논문에서는 말초 동맥 질환은 죽상 경화증에 의해 대동맥과 주변 혈관의 기능과 구조에 문제가 있는 혈관질환으로, 최근까지 MSC를 말초 동맥 질환 환자에 이식하여 많은 임상연구가 진행되고 있음을 설명하고 있다. 자가유래와 동종의 UC-MSC 역시 말초 동맥 질환 치료를 위해 꾸준히 연구되고 있고, MSC의 효율성을 높이기 위한 생체 내 미세환경을 반영한 3D 스페로이드의 연구 결과를 허혈성 하지 질병에도 적용한다는 걸 확인했다.
<h2>말초 동맥 질환</h2> <p>말초 동맥 질환(Peripheral Artery Disease, PAD)은 죽상 경화증에 의해 대동맥과 그 주변 혈관의 기능과 구조에 이상이 있는 혈관질환으로 최근까지 MSC를 말초 동맥 질환 환자에 이식하여 많은 임상연구가 진행되고 있다. 보고된 연구에 따르면 말초 동맥 질환 환자에게 BM-MSC를 이식하여 3년 동안 추적관찰을 하여 효과를 확인하였다. BM-MSC가 이식된 41명의 환자는 대조군 환자 그룹과 비교하였을 때 재발률이 낮았고 손상된 부위가 더욱 빠르게 치유되었으며 재생된 혈관과 개선된 기능을 보였다. 또 다른 임상연구에서 말초 동맥 질환 환자 18명에게 BM-MSC를 이식하였을 때 대조군 환자 그룹과 비교하여 통증감소, 손상부위 개선 등을 확인하였다. 이러한 결과와 함께 연구자들은 \( 2 \times 10^{6} \)개를 근육 주사하는 것이 좋다고 말하며 적정 용량을 규명하기위해 추가적인 연구가 필요하다고 말한다.</p> <p>자가유래(Autologous)뿐 아니라 동종(Allogenic)의 UC-MSC 도 말초 동맥 질환 치료를 위해 꾸준히 연구되고 있다. 2019년에 게재된 한 임상연구에서 UC-MSC의 치료 효과를 평가하기 위해 23명의 말초 동맥 질환 환자의 근육에 UC-MSC를 주입하였고 6개월 동안 추적 관찰하였다. 그 결과 이식 전과 비교하였을 때 혈관과 통증, 궤양이 개선된 결과를 보였다. 또 다른 임상연구에서는 UC-MSC를 이식 후, 말초 동맥 질환 환자의 치료 기작을 확인하였다. 8명의 말초 동맥 질환 환자를 치료 전과 치료 후 1개월 뒤 결과를 비교하였을 때 면역 조절 인자들인 TNF-\( \alpha \)와 IL-6의 감소와 면역세포인 T세포 및 NK세포의 감소를 확인함으로써 MSC를 이용한 치료 효과는 항 염증(AntiInflammatory)과 면역조절(Immunomodulation)에 의한 것이라고 보고되었다. 다른 연구자들은 UC-MSC를 4명의 말초 동맥 질환을 가진 당뇨환자에게 주입 후 4주 간격으로 확인하였다. 처리 후 24주 동안 부작용은 관찰되지 않았으며, 허혈부위가 개선됨과 동시에 통증, 수족 냉증 등 이식 전과 비교하였을 때 향상된 결과를 보였다.</p> <p>많은 임상연구결과에서 주로 MSC를 혈관과 근육 내로 직접 주입하는 방식으로 진행하였다. 그러나 이러한 방법은 MSC의 기능을 잃고, 극소수의 세포들만 손상된 부위에서 살아남게 된다. 이러한 결점을 극복하기 위해 MSC의 효율성을 높이기 위한 생체 내 미세환경을 반영한 3D 스페로이드(Spheroid)의 연구가 계속 진행되고 있으며 허혈성 하지(Critical Hindlimb Ischemia, CLI) 질병에도 적용되고 있다. 한 연구에서는 MSC 스페로이드를 체외 배양 후 말초 동맥 질환을 유도한 토끼의 뒷다리에 주입하였고, 대조군 그룹과 비교하여 생체 내 세포의 모양(Morphology), 크기 분포(Size Distribution), 역학적 안전성과 외부에서 MRI를 통한 추적능력(Trackability)과 분포도(Distribution)가 평가되었다. 결과적으로 3D 스페로이드를 통한 주입은 횔씬 안전적인 역할을 보였고 줄기세포 표현형을 유지하였으며 MRI를 통해 쉽게 추적할 수 있었다. 앞서 말한 결점을 보완하기 위해 생체 내의 MSC의 세포 사멸을 억제하여 세포의 생존율을 높이기도 한다. 2020년 게재된 연구 자료에 의하면 JH4 라는 lamin A-Progerin Binding 억제제가 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)로부터 유도되는 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS) 생산 및 세포사멸로부터 AD-MSC를 보호하며, 말초 동맥 질환 모델인 쥐에서 JH4와 AC-MSC의 공동 투여는 AC-MSC의 세포사멸을 억제하였고 이로 인해 혈관재생 및 손상 부위의 기능을 회복했다. 세포의 생존율을 증가시키는 연구뿐만 아니라 주입된 MSC가 국소 부위로 호밍하기 위한 연구도 진행되고 있다. 한 연구자들은 쥐의 허혈성 하지 모델에 MSC를 정맥으로 이식 후 외부에서 초음파를 이용하여 골격근에 Mechanotransduction을 유도하였다. 연구 결과는 이식 후 7주까지 확인하였으며 MSC만 단독 이식한 그룹과 비교하여 혈관재생 및 CD31, VEGF와 IL-10 발현을 증가시키면서 개선된 혈관과 혈관 밀도를 보였다. 연구자들은 손상된 조직에서 사이토카인과 케모카인등의 발현을 증가시켜 MSC의 호밍능력을 향상시킨다고 주장했다.</p>