중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cells, MSC)는 현재 재생 의학(regenerative medicine) 분야에서 사용되는 줄기 세포들 중 가장 많이 연구가 이루어진 형태라 할 수 있다 [1]. MSC는 세포의 이동, 면역 조절, 여러 성장인자의 분비 촉진 등 여러 가지 특별한 기능을 가지므로 조직 재생이나 면역 염증 관련 장애(immune inflammatory disorders) 등 다양한 조건에서 적용이 가능하다 [2, 3]. MSC는 증식력이 높은 자가 재생성 세포(auto-regenerative cells)라 할 수 있으며, 분리, 배양 및 증폭 기술이 발전되면서 임상에서 본격적으로 활용할 수 있게 되었다. 장기 이식(organ transplantation) 관련 기술의 급속한 발전과 맞물리면서, 재생 의학에서 MSC의 잠재성은 최근 크게 주목받는 중이다 [4]. 본 동향리포트에서 저자는 조직 수리와 상처 치유, 면역억제 효과(immunosuppressive effects), MSC의 다양한 치료적 응용을 포함한 MSC의 주요 치료적인 응용 분야에 대하여 소개하고자 한다.MSC가 외상 및 조직 손상 부위에서 이동하여 조직 재생 및 복구 프로세스에 기능적으로 영향을 미친다는 증거들이 발견된 것이다. 손상이 일어나면 이차적인 피해를 최소화시키고, 죽은 조직을 제거하며, 재생 세포 유형의 이동과 확산을 촉진하여 혈관화 및 영양 공급량이 늘어날 수 있도록 항염증 작용이 반드시 일어나야 하는데, MSC가 그 역할을 수행한다는 여러 가지 정황이 발견되었다 [5, 6, 7]. 또한 MSC는 조직 치유에 유해한 박테리아의 성장을 늦춤으로써 상처 감염을 예방하는 것으로 나타났다 [8]. 한편, MSC는 국소적인 조직 복구와 재생을 촉진하는 미세 환경을 조성한다 [9]. MSC는 상처 치유 과정에서 조직을 구성하는 각종 세포와, 사이토카인(cytokines), 케모카인(chemokines), 세포외 기질(extracellular matrix proteins, ECM) 단백 간의 중재(moderator) 역할을 하기도 한다 [10]. 구체적인 조건 하에서 MSC는 VEGF(vascular endothelial growth factor)와 같은 국소 염증 조절인자의 생성과 확산을 직간접적으로 촉진시킨다 [11, 12]. 각질 형성세포(keratinocytes, KC), 내피세포(endothelial cells), 섬유아세포(fibroblasts)의 증식과 기능 또한 MSC의 작용에 의해 영향을 받을 수 있다 [13]. 또한 여러 연구에서 MSC가 특정 조건 하에서 상처 치유를 촉진하고 피부 탄력섬유(elastic fibers)와 혈관 조직, 교원질 섬유(collagen fibers) 밀도를 증가시킨다는 사실이 밝혀졌다 [14, 15]. MSC는 섬유아세포의 이동 및 형성과 상처 치유에 중요한 신호들을 증폭시키기도 한다. 혈관 내피성장인자(VEGF)와 표피 성장인자(epidermal growth fac-tor, EGF) 등 여러 성장 촉진 신호 또한 MSC에 의해 발현되어 내피 세포의 손상을 복구시킨다 [16]. 또한 MSC는 MMP-1, MMP-7, 그리고 MMP-9와 같은 여러 기질 금속 단백 분해효소(matrix metalloproteinases, MMP)의 발현을 매개하여 전반적인 섬유 조직 재생에 기여하기도 한다 [17]. MSC가 주로 응용되고 있는 분야를 (그림 1)에 정리하였다2.2. MSC의 면역조절 효과(Immunomodulatory functions of MSC) 상처 치유의 관점에서 MSC는 면역 조절 효과를 통해 조직의 피해를 최소화하고 염증을 감소시킨다는 사실이 확인된 바 있다. MSC는 세포와 세포 사이의 접촉, 그리고 여러 가지 성장 인자의 매개를 통해 매우 강한 면역 억제 효과를 나타낸다. 여기에 관여하는 성장 인자로는 TGF-β (transforming growth factor β), PGE2 (prostaglandin E2), IL-10, HLA-G5 (human leukocyte antigen G5), NOS2 (nitric oxide synthase 2), CD39, CD73 분자 등을 들 수 있다 [18]. 이들 성장 인자들 여러 면역 세포의 증식 및 분화를 어제하고 각종 사이토카인(IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, IFN-γ, TNF-α 등) 및 CCL2와 CCL5 같은 케모카인(chemokines)의 분비를 차단시킨다. MSC는 또한 CD4+와 CD8+ T세포의 활성화와 증폭을 억제하고 B세포에 의한 면역글로불린의 생산을 감소시키기도 한다 [19]. 또한 T 림프구 반응을 억제하여 피부 이식에서의 유용성 또한 입증되었다. 2020년에 이루어진 한 연구에 따르면 MSC는 큰 면역성을 띄는 면역항원 분자(CD45, CD34, CD79, HLA-DR, CD40, CD80L, CD80, CD86 등)들을 발현하지 않아 [20] 면역 감시를 쉽게 벗어나는(immune sur-veillance evasion) 것으로 드러났다(MSC의 양성 및 음성 표지자(positive and negative markers)들을 (표 1)에 정리하였다). 따라서 MSC는 이식 의학(transplantation medicine)에서 추후 중요한 연구 아이템으로 떠오를 가능성이 높다고 할 수 있다. MSC는 PGE2와 IL-10 분비를 통해 림프구와 대식세포의 기능을 조절할 수도 있다 [21]. PGE2는 손상된 조직 내에서 림프구의 활성화와 증식을 감소시켜 T1H (제1형 도움 T 세포)에서 T2H (제2형 도움 T 세포) 쪽으로의 전환(skewing)을 유도한다 [22]. 한편, IL-10은 I과 III형 교원질의 축적을 방지하고 반응성 산소종(reactive oxygen species, ROS) 이 상처 부위로 방출되는 것을 방지함으로써 흉터 형성을 억제하는 데 중요한 역할을 한다 [23, 24]. MSC는 선천 면역(innate immunity)과 적응 면역(adaptive immunity)의 조절을 통해 섬유화(fibrosis)의 진행을 억제하기도 하며, MSC에서 생산되는 케모카인과 사이토카인이 자가면역 질환(autoimmune diseases)의 치료에 효과적으로 이용될 수 있다는 사실 또한 밝혀진 바 있다 [25] (그림 2).