골수 줄기세포와 정상 세포 융합 성공
2003-10-16 생명과학
골수 줄기세포(bone marrow-derived stem cells)를 정상적인 신경단위세포(neuron)와 심장근세포(cardiomyocytes), 간세포(hepatocytes) 등과 융합하는 데 성공한 연구 결과가 발표됐다. 이번 연구는 미국과 스페인, 독일의 과학자들이 공동으로 수행했으며, 연구 결과는 영국의 저명한 학술지 “네이처(Nature)”, 온라인 속보판, 10월 12일자(doi : 10.1038/nature02069)에 소개됐다.
줄기세포에 대한 연구들의 궁극적인 목적은 이로부터 분화된 특정 세포 유형을 유도하는데 있다. 이 기술이 정립되면 문제가 생긴 세포 조직을 신선하고 건강한 세포조직으로 교체하는 것이 가능하기 때문이다. 그러나 원하는 세포조직 유형이 생길 때까지 이를 정확히 유도하는 것이 쉽지 않다. 이번 세포 융합 성공이 관심을 끄는 이유도 이와 같은 맥락이다. 최근에 발표된 여러 연구 사례들에 따르면, 골수 줄기세포는 간세포나 심장세포, 신경세포 등 특정 세포로 분화할 수 있다. 그런데 흥미롭게도 골수 줄기세포를 다른 세포와 융합하는 것만으로 원하는 세포의 양을 늘리는 것이 가능하다. 간단하게 원하는 세포 유형을 확보하는 셈이다.
실험은 크게 두 가지 방법으로 진행됐다. 먼저 시험관 조건에서 세포를 배양한 다음 세포 융합을 시도해 그 가능성을 확인했다. 두 번째 실험에서는 실험용 생쥐를 대상으로 동종 사이에 골수를 이식하는 실험을 통해 골수 줄기세포와 정상 세포 사이에 세포 융합이 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 주의할 점은 모든 세포 유형이 골수세포와 융합하지는 않는다는 것이다. 한 예로 섬유아세포는 심장세포나 신경세포들이 골수세포와 융합할 수 있는 조건에 놓여도 세포 융합을 나타내지 못한다.
이번 연구는 Cre/lox 재조합 기술(Cre/lox recombination)이란 방법을 활용해 골수 줄기세포와 정상 세포의 융합 여부를 확인했다고 한다. 특히 골수를 이식한 생쥐를 대상으로 한 실험에서는 녹색 형광성 단백질(green fluorescent protein)로 골수세포를 표지해 이를 추적했다. 그 결과 뇌와 심장, 간 등에서는 형광성이 확인되고 장이나 신장, 폐, 골격근(skeletal muscle) 등에서는 형광성이 나타나지 않았다고 한다.
세포 융합 후 공여세포(donor cells)의 유전자가 제거되는 현상도 관찰할 수 있었다. 간세포와 소뇌 푸르키니에세포(Purkinje cells), 심근세포 등은 세포 융합 후 두 개의 세포핵(cell nuclei)을 갖고 있었다. 그러나 종국에는 공여세포의 표지가 사라졌다. 이는 시간이 흐르면서 세포 융합 공여 유전자가 불활성 과정을 거쳐 제거된다는 것을 의미한다.
그러나 세포 융합 결과 원하지 않는 세포 유형이 유도될 가능성도 있다고 한다. 이를 분화 변환(transdifferentiation)이라 부르는데, 세포 유형이나 실험 조건 등에 따라서 그 빈도가 변하는 양상을 확인할 수 있었다. 후속 보강 연구가 필요한 대목이다.
정보출처 http://www.medscape.com/viewarticle/462895
출판날짜 2003년 10월 13일
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