배경: 패혈증은 높은 사망률을 나타내지만, 효과가 입증된 치료제가 없으며 신약 개발이 절실히 필요한 실정이다. 또한, 면역학적인 측면에서 패혈증은 과염증 및 면역마비 상태가 수반되며 이러한 복합 병증 상태로 인해 치료제를 개발 하는데 매우 제한적이다. 최근에는 미토콘드리아 기능 장애를 수반하는 다양한 질환의 치료 방법으로 미토콘드리아 이식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 패혈증 치료에 대한 연구는 시도되지 않았다. 본 연구에서는 흰쥐의 맹장 슬러리 모델을 통해 미토콘드리아 이식에 대한 면역조절 효과에 대한 치료 메커니즘을 연구하였다.
방법: 흰쥐의 골격근 유래 근원세포(L6 cells)와 인간 탯줄 유래 중간엽 줄기세포에서 미토콘드리아를 분리하였으며 분리된 미토콘드리아에 대한 특성 및 기능을 검증하였다. 또한, 패혈증 대한 미토콘드리아 이식의 치료 효과를 규명하기 위해 in vitro 및 in vivo 연구를 수행하였다. 흰쥐의 맹장 슬러리 모델에 분리된 미토콘드리아를 정맥 투여한 후 생존율, 세균 제거율 및 면역 반응에 대한 효과를 검증하였으며, 과염증 및 면역 마비에 대한 영향을 분석하기 위해 혈액 및 비장을 회수하여 염증 관련 사이토카인의 발현 정도를 분석하였으며 패혈성 비장에 대한 내재성 세포사멸 기전을 규명하였다. 또한, 지질다당류(LPS)로 자극된 인간 말초 혈액 단핵세포 유래 단핵구를 이용하여 과염증 및 면역마비에 대한 미토콘드리아의 면역조절 효과에 규명하였다.
결과: 패혈증 동물 모델에서 미토콘드리아 이식은 생존율과 세균 제거율을 증가시켰으며 패혈성 비장내 미토콘드리아의 기능을 회복시켰으며 세포사멸을 억제하였다. 또한, in vitro 및 in vivo 연구에서 과염증 및 면역마비에 대한 면역반응이 감소하였다.
결론: 패혈증 동물모델에서 이식된 미토콘드리아는 면역조절 효과를 나타내며, 패혈증에 대한 새로운 치료 전략이 될 수 있습니다.