SCOPUS
KCI등재
SCIE
단계적 온도 하강법을 이용한 췌도세포 냉동보존법 = The Effect of Step-wised, Controlled Cooling Method for Islet Cryopreservation on the in vivo and in vitro Islet Function
저자
정인경 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 오승훈 (삼성생명과학 연구소) ; 김병준 (을지대학교 내과학교실) ; 양태영 (조선대학 내과학교실) ; 이병완 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 하창영 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 노정현 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 정재훈 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 민용기 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 이명식 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 이문규 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과) ; 김광원 (성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 내분비-대사 내과)
발행기관
학술지명
Diabetes and Metabolism Journal(Diabetes and Metabolism Journal)
권호사항
발행연도
2002
작성언어
Korean
주제어
KDC
513.46
등재정보
SCOPUS,KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
65-75(11쪽)
제공처
중단사유
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연구배경:최근 당뇨병의 새로운 치료법으로 시도되고 있는 췌도이식은 충분한 췌도수의 확보와 췌도생존율을 높이기 위한 면역억제제 사용이 제한점이 되고 있다. 본 연구의 목적은 이식 전 충분한 췌도 수의 확보를 위해 분리한 췌도를 냉동보존하는 방법을 확립하고 냉동보존한 백서 췌도세포의 시험관내 그리고 생체내 기능을 조사하였다.
방법:분리한 백서의 췌장소도를 48시간 배양한 후 한 시험관당 췌도세포 1000개씩 나누었다. 냉동보존은 6개의 시험관에 DMSO를 첨가한 후 초 냉각(supercooling), 핵화(nucleation)단계를 거친 후 99% isopropanol과 액체질소가 들어있는 dewer를 이용하여-0.25℃/분의 냉각속도로 -40℃까지 단계적으로 얼린후-70℃ 액체질소 탱크에 보관했다. 해동은 냉동시킨 vial들을 액체 질소 태으에서 꺼내 37℃ 항온조에 담가 급격히 해동시킨 후, 원심분리하여 상층액을 제거하고 각 vial에 0.75M sucrose 용액을 가한 후, 10% fetal calf serum이 함유된 RPMI 1640 media에서 배양하였다 각각 6개의 시험관에서 해동한 췌도들을 광학현미경 및 형광현미경하에서 췌도의 모양과 생존율에 대해 조사하고 인슐린 정적반응을 알아보았다. 또한 분리한 췌도를 냉동보존하지 않고 이식한 경우를 대조군(6마리)과 생체내 기능을 비교하였다.
결과:① 냉동보존후 획득한 췌도의 수와 생존율 해동후 획득한 췌도의 수는 해동시킨 당일날이 902±21, 24시간 배양 후에는 857±16, 72시간 후에는 817±18개로 점차 감소되었다. AO/PI 염색상 각 췌도의 생존율은 냉동 전을 100으로 하였을 때 해동당일, 24시간 후, 72시간 후가 각각 60±5, 80±5, 90±5%로 해동후 3일간 배양하였을 때 냉동전의 수준으로 회복하였다. ② 냉동보존후 췌도의 포도당에 대한 정적 인슐린 분비능:냉동직후 감소된 경향을 보였으나 해동후 3일간 배양한 췌도의 인슐린 분비는 냉동전과 통계적으로 의미있는 차이가 없이 냉동보존 전의 수준으로 회복되었다. ③ 냉동보존후 췌도의 포도당에 대한 동적 인슐린 분비능:냉동보존한 췌도를 해동후 3일째의 인슐린 동적 분비능은 냉동 전과 마찬가지로 자극 인슐린의 반응의 제1기와 2기가 잘 관찰되었다. ④ 냉동보존한 췌도세포 이식 후 혈당 변화:스트렙토조토신으로 유도된 당뇨병 쥐에 췌도이식 후 혈당은 냉동보존한 췌도이식군에서 대조군에 비해 혈당의 조절효과가 더 오래 지속되었다.
결론:소동물에서 단계적 온도 하강법을 이용한 췌도세포 냉동보존법을 확립하였으며 이는 기능, 구조 및 생존율에 큰 이상을 보이지 않았으므로 장차 사람의 췌도세포 동종이식시 부족한 췌도세포수를 극복하고 면역반응을 줄일 수 있는 매우 유용한 방법이 될 것으로 판단된다.
Background : Although islet transplantation has been attempted to reverse the state of diabetes, achieving a critical number of islets and modulating the immune response limit the success of islet transplantation. Cryo-preservation of islets offers many important benefits for islet transplantation by collecting islets with a wide variety of HLA phenotypes and islet MHC expression. The aims of this study was to determine the optimal conditions for cryo-preservation by using a controlled cooling method and to evaluate in vitro and in vivo functional properties of the cryo-preserved islets.
Methods : Collagenase-isolated, Ficoll-purified islets were cultured for 48 hours. They were aliquoted into freezing tubes (1000 islets per tube), equilibrated with 2M dimethyl sulfoxide (DMSO) in three steps, supercooled, nucleated, and controll-cooled at rate of 0.25℃/min to - 40℃ prior to storage at - 196℃. Rapid thawing and removal of DMSO with 0.75 M sucrose preceded 48 hour of culture and the morphology, viability, glucose-induced insulin secretion, and in vivo function of rats transplanted with cryopreserved islets was reexamined.
Results : ① Recovery was 90.2±0.2%, 85.7±0.1% and 81.7±0.1% immendiately after, 24 hours and 72 hours after thawing respectively. The viability was 60±5%, 80±5%, 90±5% immediately after, 24 hours and 72 hours after thawing respectively. ② The glucose-stimulated-insulin secretion (GSIS) tended to decrease immediately after thawing, but GSIS increase to the level of pre-cryopreservation 72 hours after thawing. ③ The in dynamic GSIS, the first and the second phase of insulin secretion were well preserved in islets cultured for 72 hours after thawing. ④ The cryopreserved islets were cultured for 3 days and transplanted into renal sub-capsular space of streptozotocin (STZ) induced diabetic rats. The duration of normoglycemia in the STZ-induced diabetic rats transplanted with cryopreserved islets was significantly longer than of the fresh islets.
Conclusion : The optimal condition of cryopreservation using the controlled cooling method was established in rat pancreatic islets. This cryopreservation method can be a feasible approach for human islet transplantation (J Kor Diabetes Asso 26:64~74, 2002).
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