분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2010-03-02 08:39:08 , Hit : 4064
 암과 줄기 세포의 관계 규명!


KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2010-02-25

2010년 2월 24일자 사이언스데일리(ScienceDaily)에 따르면, 암세포가 어떻게 성장하는지를 이해할 수 있는 새로운 방법이 제시되었고, 이 연구를 바탕으로 획기적인 항암제를 찾는 새로운 기회를 맞이할 수 있을 것이라고 한다. 연구진은 암세포를 자극하기 위해, 인간의 전립선 조직(prostate tissue)을 떼어내어, 조직 내에서 줄기 세포를 추출한 다음, 이러한 세포를 유전적으로 변화시킬 수 있었다. 로스엔젤레스(Los Angeles)에 있는 캘리포니아 대학(University of California) 하워드 휴스 의학연구소(HHMI, Howard Hughes Medical Institute)의 연구원인 오웬 위트(Owen Witte)는 본 연구의 결과를 2010년 2월 20일 자, 미국과학진흥원(AAAS, American Association for the Advancement of Science) 연간 미팅에서 발표하였다.

조직이 손상되거나 변화가 일어날 때 이를 복구시킬 수 있는 줄기 세포들이 많은 조직들에 존재한다. 예를 들어, 피부 줄기 세포는 태양에 의해 회복할 수 없을 정도의 손상을 입은 피부를 대체하기 위해 새로운 세포를 생산하고, 가슴에 있는 줄기 세포는 여성이 임신했을 때 젖을 만드는 세포를 생산한다. 이러한 줄기 세포의 특징은 자가 갱신(self-renew)을 한다는 것이다. 이는 줄기 세포가 조직의 특성을 가진 세포를 만들 뿐만 아니라 새로운 줄기세포도 만든다는 것을 의미한다. 이러한 자가 갱신 줄기 세포가 암 세포와 관계를 가진다는 증거가 제기되었다. “조직을 형성하는 건강한 줄기 세포의 끊임없는 성장 능력은 암 세포의 습성과 다르지 않으며 자가 갱신 세포는 돌연변이 세포를 모으려고 한다. 이러한 세포들은 자가 갱신 능력이 매우 뛰어나고, 자가 갱신을 조절하는 신호 경로가 증가되거나 변하면, 암 세포를 형성하게 된다.”라고 위트(Witte)는 설명했다.

암 세포들이 많은 세포들로부터 만들어짐에도 불구하고, 오직 줄기 세포에서 얻어진 암 세포들만이 암 세포 성장에 기여한다는 사실에 대해 많은 과학자들은 의심을 품고 있다. 예를 들어, 유방암이나 백혈병(leukemia) 같은 몇몇 암의 경우 이러한 이론은 잘 맞아떨어진다. 하지만 위트(Witte)의 연구에서 사용된 전립선 암의 경우의 실험 결과는 이 이론과 일치하지 않음을 알 수 있다. 위트(Witte)의 연구팀은 전립선에 있는 조직 줄기 세포들과 암 줄기 세포들 사이의 관계를 분석해 오고 있다. 쥐의 전립선 조직을 세포 형태 요소로 나누고, 각각의 세포를 배양하며, 세포들 간의 상호작용이 어떻게 일어나는지를 이해하기 위해 재조립하는 방법을 통해 연구팀은 이 문제를 풀려고 노력해 오고 있다. 현재 연구팀은 최초로 인간의 조직을 이용하여 이 같은 실험을 성공하였다. 중요한 것은, 연구팀이 인간의 전립선 내에 있는 특정 유전자를 조작하여 줄기 세포를 암세포로 완벽하게 바꾸었다는 것이다.

본 연구팀이 이용한 이 기술은 아직 초기 단계에 있지만, 이 방법으로 새로운 암 치료제 개발에 있어 확실한 이점을 제공한다고 위트(Witte)는 말했다. 실험에 사용된 전립선 암으로부터 세포들은 직접적으로 자라지만, 이러한 세포들의 정확한 유전자 정보를 아직 알지 못하기 때문에, 과학자들은 줄기 세포가 왜 암세포로 변하는지에 대해 전혀 모를 것이다. 효과적으로 암 세포의 성장을 억제하는 약물이 다른 유전자 돌연변이에 의한 전립선 암에 있어 같은 효과를 주지 못할 수도 있다. 전립선 줄기 세포를 이용하여, 위트(Witte)는 어떤 유전자가 암 세포로 변하게 하는지에 대해 정확히 알게 되었다.

“이제 우리는 유전자를 조작하여 미리 프로그램화 할 수 있으며, 그들의 특정 변화에 대한 혼합물을 평가할 수 있다.”라고 위트(Witte)는 말한다. 이 정확한 연구법은 정밀 조절(fine-tuned) 가능한 암 치료법의 새로운 시대로의 발전을 가속화시킬 것이다. 이 새로운 시스템을 이용하면, 과학자들은 특정 복합체에 의해 영향을 받는 세포의 유전자 구성에 대한 확실한 이해를 할 수 있을 것이다. 더 나아가 개개의 환자에게 가장 적절한 약물을 임상 실험을 하는 의사가 처방하도록 도울 것이다. “암 연구 분야에 있어서 새로운 표적 치료법들은 상당히 많이 개발되어오고 있다. 이제 우리는 어떤 치료법을 이용하는 것이 최선의 방법인지에 대해 이해해야 한다.”라고 위트(Witte)는 언급했다.

본 연구는 오웬 위트(Owen Witte)뿐만 아니라, 하워드 휴스 의학연구소(HHMI, Howard Hughes Medical Institute)의 연구원인 보스턴 어린이 병원(Children’s Hospital Boston)의 조지 댈레이(George Daley), 스탠포드 의과 대학(Stanford University School of Medicine)의 아이빙 바이스맨(Irving Weissman), 솔크 생물학 연구소(Salk Institute for Biological Studies)의 프레드 게이지(Fred Gage), 메사추세츠 공과대학(MIT, Massachusetts Institute of Technology)의 루돌프 재니취(Rudolf Jaenisch), 그리고 위스콘신 대학(University of Wisconsin)의 R. 알타 캐로(R. Alta Charo)가 공동 연구하였다.

참고1. http://www.fnnews.com/view?ra=Sent0901m_View&corp=fnnews&arcid=00000921904167&cDateYear=2010&cDateMonth=02&cDateDay=18를 참조하여 아래와 같이 정리했습니다. 현재 학계에서는 암줄기세포(cancer stem cell)에 대한 연구와 논의가 한창이다. 암줄기세포란 암의 발생과정 중 특정 세포에 유전자 변이가 초래돼 줄기세포처럼 무한히 분열증식하고, 다양한 표현형을 가진 암세포를 끊임없이 만들어내는 독보적인 능력을 가진 세포를 일컷는다. 암줄기세포는 종양 조직 내에서 적은 양으로 존재하지만, 치료에 대한 내성 및 재발, 그리고 전이를 유발시키는 주요 원인으로 밝혀짐으로써 학계의 주목을 받고 있다. 따라서 암줄기세포를 특이적으로 치료할 수 있는 표적 치료제가 개발되면 기존 항암제로 치료가 불가능했던 환자를 효과적으로 치료할 수 있고 암의 완치도 기대할 수 있어 최근 관련 분야의 관심의 대상이 되고 있다.  


출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100220184323.htm







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