인간배아줄기세포 (Human embryonic stem cell) 로부터 분화된 신경외배엽은 크게 두 가지로 구분되어지는데 중추신경계 와 말초신경계로 나눠진다. 중추신경계는 뇌 및 척수, 말초신경계는 뇌 및 척수로부터 나오는 신경과 여러 세포로 구성이 되어있다. 말초신경계를 구성하는 세포의 기원은 신경능선세포 (neural crest stem cell)로 부터 시작이 되어 진다. 신경능선세포는 neural ectoderm 으로 부터 유래가 되며, 초기 배아의 발생단계 중 neural tube가 형성이 되어 질 때 생성이 되는 세포이다. 이러한 세포들은 다양한 조직이 형성되는 곳으로 이동하며 신체를 구성하는 세포와 조직으로 분화가 가능하다. 신경능선세포에서 말초신경을 지지해주는 Schwann cell, 멜라닌 세포, 그리고 중간엽 세포군인 세포로 분화가 가능하다. 이러한 분화 결정은 여러 분비인자에 의해 영향을 받는데 BMP, WNT, FGF, RA 등 여러 영향을 받는다.
본 실험에서는 1차적으로 neural ectoderm으로 분화를 시키는데 endoderm 분화 필수 경로인 TGF-beta/Activin/Nodal 경로와 mesoderm 분화 필수 경로인 BMP 경로를 저해함으로써 신경능선세포를 얻어 비교분석을 진행하여 중요 marker인 p75의 발현 량을 분석을 한다. 2차로 중간엽 줄기세포 분화를 들어가 중간엽 줄기세표 표면 marker인 CD43, CD73, CD105의 발현 량을 각각 분석하였다. 이후 MSC의 증식능력 및 다분화능력의 특징 또한 비교분석을 진행을 하였다. 하지만 이러한 분화 방법에 있어 동물유래성분이 들어가는 경우이기에 추후에 세포치료제로써의 재료로 적합하지 않기에 Xeno-free 조건에서의 신경능선세포 및 중간엽 줄기세포의 분화를 이전의 일반적인 분화와 어떠한 차이를 보이는지 비교분석 실험을 진행을 하였다.
본 연구는 인간배아줄기세포로 부터 신경능선세포 및 중간엽 줄기세포의 특징을 이해하고, 다량의 Xeno-free 조건의 세포를 얻는 것을 목표로 하며, 향후 중간엽 줄기세포를 tissue engineering 및 paracrine effect를 이용한 세포 치료제로 활용 및 개발에 크게 기여 할 것으로 생각이 되어 진다.