중추신경계 조직의 재생을 위한 Carrageenan 포함 전기방사 PCL나노섬유의 개발

Title
중추신경계 조직의 재생을 위한 Carrageenan 포함 전기방사 PCL나노섬유의 개발
Authors
민슬기
Keywords
중추신경계조직의재생을위한carrageenan포함전기방사pcl나노섬유의개발
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
중추신경계 손상은 추락, 교통사고, 분자 유전학적 변이 등의 다양한 원인에 의해 발생하며 이는 알츠하이머병, 파킨슨병, 영구적 마비 등과 같은 다양한 질환의 원인이 된다. 이때, 신체 내에서는 아교세포 흥분과 다양한 해로운 분자물질들의 발현이 유도된다. 아교세포 중 하나인 성상세포의 활성화로부터 손상된 신경세포의 재생을 막는 아교 반흔이 생성되며, 다른 손상된 세포들 역시 신경세포의 재생을 방해하는 역할을 한다. 성상세포는 중추신경계에서만 존재하는 아교세포의 한 종류로서 손상된 신경세포의 재생을 돕거나 방해하는 반응에서 중요한 역할을 담당한다. 상해 후의 분자 생물학적 반응의 중요성에 대해서는 이미 많은 연구가 진행 되고 있다. 이러한 손상에 의한 신경계 조직의 손실을 복구하는 치료 물질로서 전기방사 나노섬유 지지체를 이용하였으며, 치료 효과의 증진을 위해 해양 홍조류 유래의 고분자 물질인 Carrageenan을 첨가하였다. Carrageenan은 식품 첨가물로서 항바이러스, 항박테리아의 효과가 있다고 알려진 물질이다. 본 연구에서는 중추신경계 손상으로 발생하는 공동을 충전하고 절단 및 손상된 신경세포의 재생을 돕기 위해 Carrageenan을 포함한 PCL을 이용하여 전기방사 나노섬유를 제작하였고 1일령의 래트로부터 초대 배양한 성상세포와 배근 신경절세포 (DRG neuron) 을 배양하였다. 세포의 변화는 MTT assay, 면역형광염색, western blot, qRT-PCR 방법을 이용하여 분석하였다. 본 실험을 통해 PCL-carrageenan 나노섬유에서 배양한 성상세포의 대사활성이 증가된 것을 관찰하였으며, carrageenan이 농도별로 처리된 배지에서 배양된 세포의 배양에 있어서 활성 변화가 없는 것을 보아 독성이 없는 것을 확인하였다. 성상세포의 활성화로 인해 과 발현되는 GFAP의 발현률은 western blot 결과를 기반으로, PCL과 PCL-carrageenan 나노섬유가 성상세포의 astrogliosis를 경감시킬 수 있다는 사실이 확인되었다. 또한 qRT-PCR 결과로부터 성상세포 발현 CSPG인 neurocan mRNA의 발현 감소와 HSPG인 syndecan 1의 mRNA 발현 증가를 확인하였다. 이로서 중추신경계 손상의 새로운 치료 물질로 가능성이 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 우리는 손상된 중추신경계를 치료하기 위해 사용하는 복합 나노물질로서 PCL-carrageenan 나노섬유의 가능성을 제시하였다.
Description
1. Introduction 1 1.1 Central nervous system injury (CNS injury) 1 1.1.1 Central nervous system injury (CNS injury) 1 1.1.2 Treatment status of CNS injury 2 1.1.3 Bridging biomaterials for regeneration 2 1.2 Electrospinning 3 1.2.1 Electrospun nanofiber for CNS injury 3 1.3 Carrageenan 4 2. Objective of research 5 3. Materials and methods 6 3.1 Fabrication of electrospun nanofibrous mat 6 3.2 Primary cell culture 6 3.3 Astrocytes culture on the nanofibrous mat 7 3.4 MTT assay 8 3.4.1 Viability 8 3.4.2 Adhesion 9 3.4.3 Cytotoxicity 9 3.5 Mechanical properties 10 3.5.1 SEM images for characterization of electrospun nanofibrous mat 10 3.5.2 TGA analysis 11 3.5.3 Mechanical strength analysis 11 3.6 Immunostainning 12 3.7 Western blot 12 3.8 Quantitative RT-PCR 13 3.9 Statistical analysis 13 4. Results and discussions 15 4.1 Mechanical properties 15 4.2 MTT assay 17 4.2.1 Cytotoxicity evaluation 17 4.2.2 Cell adhesion assay 18 4.2.3 Viability assay 19 4.3 Molecular analysis 21 4.3.1 Immunofluorescence of GFAP 21 4.3.2 Molecular analysis by western blot and qRT-PCR 21 5. Conclusion 22 6. References 23
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23648
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College of Natural Science(자연과학대학) > Ocean Sciences (해양과학) > Theses(해양과학 석박사 학위논문)
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