맞춤형 줄기세포 실용화 한발 성큼!

맞춤형 줄기세포 실용화 한발 성큼! 

 

 

〔피부로 만능줄기세포 배양 성공〕국내 연구진이 세포주 또는 성체에서 분리한 세포를 사용하여 '만능 줄기세포'를 가장 안전한 방법으로 만들어 내는데 성공했다. 서울대병원 심혈관센터 조현재. 김효수 교수팀은 실험용 생쥐의 피부세포 및 심근섬유 아세포에 특정 단백질을 처리하고, 배아 줄기세포 배양 방법을 적용, 만능줄기세포를 배양하는 데 성공했다고 2008.09.08일 밝혔다.

이번에 성공한 만능 줄기세포는 난자없이 피부 세포만으로 '맞춤형 만능 줄기세포'를 만들 수 있는 새로운 방법이어서 주목된다. 피부세포 등의 성체 세포만으로 '만능 줄기세포'를 만드는 기술은 현재 윤리적 한계가 많은 배아 줄기세포 연구의 대안으로 각광받고 있다.

2007년 미국 위스콘신대 톰슨 박사와 일본 야마나카 박사 공동 연구팀이 피부 세포만으로 사람에게서 줄기세포를 얻는 데 성공한 바 있고, 2008년 초에는 제주대 박세필 교수팀이 같은 연구성과를 발표한 바 있다. 하지만, 기존 연구는 배아 줄기세포에서 핵심인자 4개 (Oct-3/4, Sox2, Klf4, c-Myc)를 ‘바이러스 운반체’를 통해 세포내로 주입한 결과 만능 줄기세포를 유도할 수 있었지만, 레트로 바이러스(retrovirus)를 통해 특정 인자를 주입하는 방법은 잠재적인 부작용 때문에 실용화되지 못했다.

레트로 바이러스는 숙주의 염색체에 무작위로 그리고 영구적으로 통합되는 특성으로 인해 지속적으로 활성화 되어 있을 수 있고 일정시간 동안은 억제된 후 재활성화(reactivation)될 가능성이 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 실제로 자손 생쥐의 20%에서 유전자의 재활성화로 인해 목 부위에 종양이 발견됐다.

반면, 조현재 교수팀의 연구결과는 줄기세포 확립 과정에서 인체에 유해할 수도 있는 바이러스 벡터를 사용하지 않고, 특정 단백질 처리만으로 같은 효과를 낼 수 있도록 한 것이 특징이다. 기존 방법의 최대 약점인 안전성 문제를 해결했다는 것이다. 조 교수는 "기존의 배아 줄기세포와 유전자 발현이 거의 동일하고 분화능 측면에서도 기존의 배아 줄기세포와 거의 동일한 능력을 보인다"며 "생체에 주입했을 때 기형종을 만들었고 포배에 주입했을 때, 키메라 마우스를 탄생시켰다"고 설명했다.

조현재 교수는 “이 연구의 임상적 의의는, 환자의 피부로부터 채취한 일반 세포를 만능 줄기세포로 역분화시켜 얻은 줄기세포를 다시 원하는 심장세포 혹은 혈관세포 등으로 분화를 시켜, 자기의 세포로 손상된 장기를 재생시키는 자가 세포치료가 가능하다는 것을 시사하는 것이다” 라고 말했다. 

 

“성체에서 분리한 일반 세포를 이용해 역분화시키는 방법의 장점은, 수천 개의 배아를 사용할 필요가 없고, 다양한 조직적합성항원(HLA)을 망라하는 줄기세포 은행을 수립하는데 효과적이라는데 있다”고 말했다. “환자에서 분리한 체세포로부터 얻어진 역분화 만능 줄기세포를 환자 치료에 적용하기 위해서는 역분화-분화의 효율을 높이고 치료 효과를 높이기 위한 깊이있는 기초 연구가 중요한 시점”이라고 덧붙였다. (헬스 코리아 임호섭 기자, 입력 2008.09.08)  

 

 

난자없이 피부 이용 ‘맞춤형 줄기세포’ 확립 

 

난자없이, 피부 이용 배아줄기세포 개발 성공 

 

국내에서도 난자를 사용하지 않은 ‘맞춤형 다기능줄기세포(iPS)’ 생산에 미.일에 이어 세계 3번째로 성공했다. 이에 따라 황우석 사태 이후 극도의 침체기를 겪고 있는 국내 배아줄기세포 연구가 활기를 되찾을 수 있을지 주목된다. 제주대 줄기세포연구센터 박세필 교수팀과 미래생명공학연구소는 난자를 사용하지 않고 사람의 피부세포만으로 배아줄기세포 특성을 가진 iPS를 만드는 데 성공했다고 2008.06.22일 밝혔다.

 

박 교수팀은 미.일 연구진이 ’레트로 바이러스’ 벡터를 사용한 것과 달리 ’렌티 바이러스’ 벡터를 이용했으며 벡터 주입방식도 달리하는 한편 지난 2005년 박 교수팀이 미국 특허를 획득한 ’냉동 배반포기배를 이용한 인간 배아줄기세포 확립 기술’을 적용해 더 높은 효율로 다기능 줄기세포를 만들 수 있었다고 설명했다.

 

배아줄기세포는 성체줄기세포에 비해 각종 장기로 분화하는 능력이 뛰어나 다양한 난치성 질환을 치료해 줄 수 있을 것으로 기대를 모아왔다. 그러나, 난자와 배아를 사용하는 윤리적 문제 때문에 종교계나 사회단체 등에서 연구에 반대하는 목소리가 높았다. 박 박사팀은 사람의 피부세포를 떼어낸 뒤, 배아줄기세포의 성질을 갖도록 하는 4개의 특정 유전자를 주입하는 역분화 방식을 사용했다. 이 4개의 유전자는 배아가 배아줄기세포로 분화할 때 없어지는데 연구팀은 이 시간을 거꾸로 되돌린 셈이다.

이렇게 만들어진 맞춤형 다기능줄기세포(iPS)를 신경세포와 근육세포, 간세포 등으로 분화시켰으며, 유전자 발현과 현미경 검사를 통해 배아줄기세포 여부를 확인했다고 설명했다. 맞춤형 다기능줄기세포(iPS)는 2007년 미국 위스콘신대 톰슨 박사와 일본 교토대 야마나카 박사팀이 수립한 바 있다. 이 연구결과는 국내외 언론에서 ‘2007년 최고의 의학발전’으로 꼽히기도 했다.

박 박사팀의 연구는 맞춤형 다기능줄기세포(iPS)로는 세계 세 번째이지만 앞선 두 연구팀의 기술을 향상시켜 효율성을 5.1배가량 높인 것이 특징이다. 박 박사는 “지난 2005년 세계 최초로 미국특허를 획득한 ‘냉동 배반포기배 이용 인간배아줄기세포’ 확립기술이 토대가 됐다.”면서 “기술적으로도 의미가 있는 만큼 본격적인 경쟁에 나설 수 있다.”고 밝혔다. (서울 신문 박건형 기자, 입력 : 2008.02.01)