Culture of Human Articular Chondrocytes in Serum-free Media

The aim of this study is to optimize the monolayer cultivation of human articular chondrocytes in serum-free media. For this purpose, chondrocytes were isolated from human articular cartilage and monolayer cultures were performed in DMEM/F12 medium with 10% fetal bovine serum (FBS) or serum-free media (SFM) containing various supplements and epidermal growth factor (EGF). Western blotting analysis, RT-PCR, dimethylmethylene blue (DMB) assay were carried out to evaluate the synthesis of collagen type II (Col. II) and glycosaminoglycans (GAGs). We observed that SFM with EGF stimulated the cell growth while the amounts of synthesized GAGs and Col. II were decreased gradually. However, the Col. II mRNA level was increased when the SFM was replaced by media containing 10% FBS. This study suggests that it is possible to obtain large amount of human articular chondrocytes by short-term monolayer cultures in SFM.

본 연구에서는 연골조직으로부터 세포를 분리한 후 10%의 혈청 첨가 배지와 무혈청 배지에서의 세포 성장속도, GAGs 합성 및 Col. II의 발현을 확인하였다. EGF를 첨가한 무혈청 배지를 연골세포의 증식에 매우 효과적이었으나 GAGs 합성 및 Col. II 의 합성을 저해하였다. 또한 무혈청 배지에서 배양한 세포를 차후 신체내로 이식한다면 연골세포의 특성인 Col. II를 재합성할 수 있음을 간접적으로 확인하였다. 이는 무혈청 배지를 이용하여 평판배양 시 짧은 기간 내 연골세포 치료제로서 가능한 세포수를 얻기 위한 모델로서 유용할 것으로 생각된다. 또한 계대배양에 따른 분화 및 형태의 변화 등의 문제점들은 생분해성 지지체와 연계하여 해결할 수 있을 것으로 생각되며, 차후 위의 SFM을 이용한 3D 배양에 대한 연구를 수행할 예정이다.