분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2008-09-25 08:53:54 , Hit : 4896
 사람의 피부세포를 인슐린 생산 베타세포로 전환

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-09-22

현재 미국에서만 2400만 명이 당뇨병으로 고생하고 있다. 당뇨병은 인체에서 인슐린이 제대로 생산되지 못하거나 생산된 인슐린에 반응하지 못해서 혈당을 조절하지 못하는 현상이다. 특히 인슐린을 만드는 췌장 베타세포가 파괴되는 자가면역 질환인 1형 당뇨병 환자들은 매일 인슐린 주사를 맞으면서 혈당을 관리할 수 밖에 없다. 이들 환자들에게는 췌장 베타세포를 이식하는 방법이 장기적으로 효과를 낼 수 있는 유일한 방법이다. 그러나 이 방법은 많은 문제점을 갖고 있다. 우선 조직 적합성을 갖고 있는 사람을 찾기가 힘들고 이식환자는 면역억제제가 지속적으로 투여되어야 한다.

이번에 노스캐롤라이나대학(UNC)의 연구팀은 전세계 수천만 명인 당뇨병 환자들에게 새로운 치료법을 제시해주는 연구결과를 발표했다. 연구팀은 사람의 피부세포를 당뇨병 치료에 이용되는 호르몬인 인슐린을 생산하는 세포로 형질전환시켰다고 ‘Journal of Biological Chemistry’에 발표했다. 이번 연구에는 기존의 유도 다능성 줄기세포(induced pluripotent stem cell: iPS)를 만드는 방법이 이용되었다.

2006년 8월 ‘Cell’에 일반 세포들을 재프로그래밍하여 줄기세포처럼 만능성을 갖게 하는 유전자 24종을 찾았다고 발표되었다. 이후 섬유아세포(fibroblast)라는 마우스의 피부세포에 4종의 전사인자 유전자(Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4)를 주입하자 줄기세포처럼 다양한 세포로 분화하는 세포가 만들어진 것으로 확인됐다. 이들 세포들을 처음으로 iPS라고 불렀으며, 이어서 2007년 11월에는 일본 교토대 야마나카 신야교수팀과 미국 위스콘신-매디슨대 제임스 톰슨교수팀이 인간의 피부세포로부터 iPS를 만들어서 각각 Science와 Cell에 발표했다. 이후 전세계의 여려 연구팀에서 iPS를 만드는 기술 및 응용하는 연구가 진행되게 되었다.

UNC의 연구팀은 기존 방식과 동일하게 사람의 피부세포에 레트로바이러스를 이용하여 OCT4, SOX2, c-MYC, KLF4를 도입시켜서 iPS 세포를 만들었다. 다음 단계로 연구팀은 기존 방식과는 달리 혈청을 이용하지 않는 방식으로 피더세포(feeder cell) 없이 iPS 세포에서 인슐린을 생산하는 베타세포 클러스터로 분화시키는데 성공했다. 이번 시험에서 베타세포 클러스터에 이어서 췌장 내배엽(pancreatic endoderm)으로도 분화될 가능성도 보였다고 한다. 또한 iPS에서 유래한 베타세포 클러스터는 C-펩타이드 양성 세포뿐만 아니라 글루카곤 양성 세포들이 포함되어 있으며, 포도당의 자극에 의해서 C-펩타이드를 유리시켰다고 한다.

이번 UNC의 연구결과는 재프로그래밍된 피부 세포를 인슐린을 생산하는 베타세포로 처음으로 분화시켰다는데 의미가 있다. 연구를 주도한 Yi Zhang 박사는 “우리는 피부세포를 재프로그래밍 했을 뿐만 아니라 이들 세포들을 인슐린 생산 세포로 분화시켜서 당뇨병 치료에 대한 가능성을 보여주었다.”라고 밝혔다. 미국 당뇨병 협회의 John Buse박사도 “물론 앞으로도 많은 추가 연구가 필요하지만 모든 당뇨병 환자들에게 희망을 제시했다는 점에서 의미가 크다.”라고 설명했다.







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