분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2014-01-07 10:47:06 , Hit : 2055
 줄기세포 요법 개발을 제한하는 문제점의 해결 방법

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2014010082&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-01-07      
          
UC San Diego의 과학자들이 줄기세포 요법 개발에서 주요 문제 중 하나인 사람 면역계의 이식 거부 반응을 막는 효과적인 전략을 개발했다고 한다. 또한 이번 연구 결과는 종양이 사람의 인체로 확산될 때에 면역계를 어떻게 회피하는지에 대해서도 새로운 시각을 제공하고 있다고 한다. ‘Cell Stem Cell’ 온라인판에 발표된 이번 연구에는 중국의 과학자들도 참여하였다고 한다. 중국 과학자들은 사람의 배아 유래 줄기세포를 외부의 세포로 인식하여 면역 거부 반응을 높이도록 만들어진 인간화 형질전환 마우스를 개발하는데 핵심적인 역할을 수행했다고 한다.

줄기세포는 인체의 근원 세포로 여러 종류의 세포나 조직으로 분화할 수 있다. 그 중에서도 배아에서 채취한 배아 줄기세포는 분화능이 뛰어나서 체외에서 증식하여 무한히 분열할 수 있는 세포집단의 원천으로 큰 기대를 모으고 있다. 때문에 전문가들은 특정 장기가 손상된 환자들을 위한 거부반응이 없는 장기이식이나 당뇨병에서 파킨슨병과 같은 질병을 갖는 환자들의 재생의료 및 신약 개발에 폭넓게 이용될 것으로 기대하고 있다. 이런 효과 때문에 배아 줄기세포를 척수손상이나 심근경색 등 재생의료에 응용하기 위한 연구가 추진되고 있다. 그러나 실제 임상에서는 이들 세포들이 생체에서 잘 생존하지 못한다는 문제점이 발생하고 있다.

배아 줄기세포는 사람 자신의 인체 세포에서 유래하지 않았기 때문에 타인 유래 동종(allogenic) 세포로 인식된다. 때문에 정상적인 사람의 면역계는 배아 줄기세포를 외부의 침입자로 인식하여 공격하게 된다고 한다. 현재 타인 유래 동종 세포에 대한 면역반응을 감소시키는 유일한 방법은 면역억제 약물을 투여하는 것이라고 한다. 연구를 주도한 Yang Xu 교수는 “불치병 환자들의 목숨을 구하기 위한 장기이식의 성공률은 상당히 높은 편이다. 그러나 파킨슨병이나 당뇨병 등의 만성 질환 환자들에게 줄기세포 요법을 위하여 장기간 독성 면역억제제를 투여하는 것은 이들 환자들의 건강을 오히려 위협하게 된다”고 지적했다.

연구팀은 배아 줄기세포에서 유래한 타인 유래 동종 세포 이식 전략 개발을 위하여 사람의 면역기능과 유사한 모델을 찾아왔다고 한다. Xu 교수는 “문제점은 우리가 마우스의 면역계의 데이터만을 보유하고 있으며 이것을 사람에게 적용할 수 없다는 사실이다. 때문에 우리는 제 기능을 갖춘 사람의 면역계를 보유한 인간화 마우스를 최적화시키기로 결정하게 되었다”고 밝혔다. 이를 위하여 연구팀은 면역결핍 마우스를 제조한 후에 사람의 태아 흉선 조직과 태아 조혈 줄기세포를 이식하였다고 한다. Xu 교수는 “이러한 이식 처리로 마우스들에서 사람의 배아 줄기세포 유래 세포들을 효율적으로 거부하는 사람의 면역계가 기능을 발휘하게 되었다”고 밝혔다.

연구팀은 자신들이 제조한 인간화 마우스 모델을 이용하여 여러 다양한 면역 억제 물질을 단독 또는 병용으로 시험하였다. 여기서 확인된 한 가지 병용 투여가 사람의 배아 주기세포를 면역 거부반응으로부터 완벽하게 보호하는 것으로 나타났다. 그 병용 투여는 T 세포 반응을 억제하여 류마티스 관절염 치료제로 허가를 받은 CTLA4-lg와 암에서 면역관용 유도에 중요한 PD-L1의 병용이었다. 연구팀은 이 두 물질의 병용이 면역거부를 촉발시키지 않고 인간화 마우스에서 타인 유래 동종 세포의 생존하는데 도움을 주는 것을 확인했다.

Xu 교수는 “사람의 배아 줄기세포에서 유래한 세포에서 이들 물질을 발현시킬 수 있다면 우리는 타인 유래 동종 면역 거부 반응으로부터 세포를 보호받도록 만들 수 있다. 그러나 이들 물질 중 하나만을 발현시킬 때에는 아무런 효과를 보지 못했다. 아직도 우리는 이들 물질에 관련된 경로들이 어떻게 공동으로 면역거부 반응을 억제하는지를 정확하게 규명하지 못했다. 그러나 이제 이러한 연구를 위한 이상적인 시스템을 구축하게 되었다”고 설명했다.

연구팀은 인간화 마우스 모델의 제조와 여기서 얻어진 연구 결과가 암에 대한 면역 반응을 활성화시키는 방법을 찾는데 새로운 도구로서 큰 역할을 할 것으로도 기대하고 있다. 그 이유는 이들 분자들이 사람의 면역계를 회피하기 위하여 암에서도 생성시키는 주요 물질이기 때문이라고 한다. Xu 교수는 “암세포들이 우리의 면역계로부터 보호받는데 동일한 경로를 이용하고 있다. 우리가 암에서 이들 경로를 붕괴시키거나 침묵시키는 경로를 개발할 수 있다면 우리는 암에 대한 면역반응을 높일 수 있을 것이다. 인간화 마우스 시스템은 사람의 암 면역능에 대한 연구에서도 매우 효과적인 모델이 될 것”이라고 설명했다.

Journal Reference: Zhili Rong, Meiyan Wang, Zheng Hu, Martin Stradner, Shengyun Zhu, Huijuan Kong, Huanfa Yi, Ananda Goldrath, Yong-Guang Yang, Yang Xu, Xuemei Fu. An Effective Approach to Prevent Immune Rejection of Human ESC-Derived Allografts. Cell Stem Cell, Volume 14, Issue 1, 121-130, 2 January 2014.



http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-01/uoc--bds123013.php







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