[바이오타임즈] 올해 1월 Cell Stem Cell지에 실린 논문에 따르면 독일의 연구원들은 인간의 혈액세포 및 기타 세포를 기존에 알려지지 않은 유형의 줄기세포로 변형하는데 성공했다. 이 새로운 유형의 줄기세포는 중추 신경계의 초기 배아단계에서 생성되는 세포와 유사하다. 무한히 증식할 수 있는 능력을 가진 세포들은 새로운 미래 재생치료법의 기본적인 구성요소가 될 수 있다.
줄기세포는 배아로부터 추출할 수밖에 없었다는 문제가 있었다. 이는 윤리적으로도, 실용적으로도 많은 단점을 가지고 있었다. 하지만 2006년 일본 연구원인 Shinya Yamanaka가 성체세포의 성장과정을 되돌려 유도 다능성 줄기세포 (induced pluripotent stem cells, iPS)라는 줄기세포로 바꾸는 방법을 찾아내며 상황이 바뀌었다. Yamanaka는 4가지 종류의 유전적 요인을 사용하여 피부세포나 췌장세포와 같이 대부분의 불특정 세포를 배아와 유사한 줄기세포로 변환할 수 있다는 것을 입증하였으며, 이 줄기세포들은 어떠한 종류의 세포로도 변환할 수 있다. 이러한 기념비적인 발견 덕분에 Yamanaka는 2012년에 노벨 의학상을 수상했다.
독일 암연구센터(German Cancer Research Center, DKFZ)의 연구원이자 하이델베르그 HI-STEM의 관리자인 Andreas Trumpp 또한 Yamanaka와 비슷한 방법을 사용했다. Trumpp와 그의 동료들은 기존과 다른 4가지 종류의 유전적 요인을 사용하여 세포를 신경계발달 초기단계의 세포로 변환시켰다.
과거에 과학자들은 성체세포를 신경세포나 신경전구세포(neural precursor cell)로 어느정도 변환할 수 있었다. 하지만, 해당 세포들은 증식할 수 없어 결국 다른 세포유형의 이질적인 혼합물로만 존재했기 때문에 치료목적으로는 부적합했다.
반면에 하이델베르그에서 개발된 기법으로 변환된 세포는 동종의 세포를 만들어낸다. 이 세포들은 배아단계의 신경계발달에서 생성되는 줄기세포와 유사한 형태를 띄며 의료목적으로 사용할 수 있다. 연구자들은 이 세포들을 “유도 신경판 테두리 줄기세포(induced Neural Border Stem Cells, iNBSCs)“라 불렸으며, 두 개의 중요한 방향으로 분화될 수 있다. 이 두가지는 신경계의 세포 혹은 신경능선세포(neural crest cell)이며, 두개골 연골(skull cartilage) 및 말초민감신경세포(peripheral sensitive nerve cell) 등이 신경능선세포의 예시로 들 수 있다.
Trumpp와 그의 동료들은 피부와 췌장 조직세포 뿐만 아니라 혈액세포 역시 변환하는 것에 성공했다. 이는 미래에 신경계 질병을 앓는 환자의 혈액을 단순 채취하여 신경세포를 만들어내고 다시 신체에 주입함으로써 치료할 수 있게 된다.
“이는 줄기세포 연구에서의 주요한 돌파구이다” 라고 Trumpp가 밝혔다. “특히 인간의 배아 줄기세포 생성이 불법인 독일에서 더욱 의미가 깊다. 줄기세포는 기초연구 뿐만 아니라, 질병으로 인해 손상된 환자의 세포를 복구하는 재생치료법에 있어 거대한 잠재력을 가지고 있다. 하지만 이러한 변환은 문제 또한 갖고 있다: 그 예시로 다능성 세포(pluripotent cell)는 기형 종(teratomas)이라 불리우는 생식선 종양(germ line tumor)을 만들어 낼 가능성이 있다.
저자는 iNBSCs가 맞춤의학에 편입될 수 있다고 주장한다. 기증세포가 환자로부터 오기 때문에, 면역체계는 분화한 iNBSCs를 몸의 일부로 받아들일 것이고, 거부반응과 관련된 문제를 일으키지 않을 것이다. 또한, iNBSCs는 DNA는 자르고 붙이는 유전자 편집 도구인 CRISPR/Cas9로 수정할 수 있다.
“따라서 이 세포들은 기초 연구, 새로운 활성물질 탐색, 그리고 신경계 질병을 포함함 재생치료법의 개발에 있어 흥미로운 세포들이다. 하지만 환자들에게 있어 이 세포를 활용하기 위해서는 진행해야 할 연구가 많다.”고 Trumpp가 결론지었다.
[바이오타임즈=안선희 기자] smbio.sunny@gmail.com
