고형장기(간)의 줄기세포 분리와 조직 재구성(Tissue Reconstitution Using Somatic Stem Cells in the Liver)

전문가 제언

□ 줄기세포는 신체를 구성하는 모든 세포·조직의 근간이며, 기원 조직의 종류에 따라 성체 줄기세포(adult stem cell)및 배아 줄기 세포 (embryonic stem cell: ES cell)로 분류된다. 성체줄기세포는 골수·액막·망막·각막·뇌·골격근·치수·간·피부·위장관·상피세포 및 췌장 등 성체 내 각종 장기에 존재하는 반면, ES cell은 착상 전 수정란이나 발생 중인 태아생식기조직 등에서만 유래한다. 성체줄기세포보다 훨씬 광범위한 분화 능력을 가지며 다양한 조직으로 분화할 수 있는데 이를 전능성(pluripotency)이라고 한다. 최근 연구에 의하면, 성체줄기세포도 적절한 조건하에서 ES cell 못지않은 분화능을 가지고 있다는 것이 밝혀졌으며, 현재 배아 및 성체줄기세포에 대한 분화 능력 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 줄기세포 주 확립을 위해서는 각 조직에서 분리된 세포를 적절한 성장인자가 포함된 배양액을 이용하여 세포증식유도 지지세포들과 함께 배양시킨다. 이때 줄기세포의 특성을 유지· 발현시키는 인자들을 배양액 내에 첨가하여야 하며, 이를 통하여 동일한 특성을 가진 줄기세포가 집락(colony)을 형성하게 된다. 줄기세포의 집락을 계속 유지시키면서 필요한 시기에 적절한 방법으로 분화를 유도한다면, 각종 세포를 생산할 수 있기 때문에 암이나 난치병치료를 위한 첨단 세포치료기술이 개발될 수 있을 것이다. 따라서 선진 각국은 줄기 세포에 대한 연구를 활성화시키고 있으며, 국내에서도 최근 보건복지부와 과학기술부에서 줄기세포에 대한 연구지원이 활발하게 이루어지고 있다.

□ 인간 ES cell 은 유전자 치료나 조직 및 장기이식의 연구에 있어서 향후 중요한 세포이식제의 개발이라는 측면에서 또한 무한한 능력에 대한 잠재적 가능성과 인간 개체로 발생할 수 있는 배아를 사용한다는 점에서 아직도 사회적 윤리적 문제를 안고 있음에도 불구하고 전 세계적으로 인간 ES cell 주를 확립하려는 경쟁이 가속되고 있다. 또한 지난 2월 체세포 복제된 인간배아를 이용한 복제인간 ES cell 의 확립이 우리나라 황우석, 문신용 교수 연구팀에 의해 최초로 보고 되어 세계적 관심을 불러 일으켰다. 그러나 세포주의 확립이 보고 된지 5년이 경과되고 있는 시점에서 줄기세포를 이용한 세포치료기술의 연구는 당초 예상했던 것보다는 지연되고 있는 것이 현실이다. 즉, 줄기세포를 확립하는 기술은 비교적 쉽다고 하겠으나 확립된 줄기세포를 이용한 다양한 치료용 세포로의 분화유도 기술과 치료법의 개발에는 상당한 노력을 요구하는 것으로 생각된다. ES cell 는 생쥐 배아로부터 처음으로 확립되었지만 주된 연구내용은 특정 유전자의 기능해석을 위한 knock-out mouce 생산에 국한되었다. 세포기원에 따라, 수정란 유래의 ES cell, 태아조직유래의 배아생식선세포(embryonic germ cell), 배아종양세포(embryonic carcinoma cell)로 나누어진다. 다양한 세포 조직으로 분화 가능한 전능성세포 관련 연구는 배아종양세포 위주로 진행되었으나, 종양세포의 특성 및 불안정한 염색체 상태에 의하여 지극히 한정된 연구결과만이 도출되었다. 최근 들어 장기나 조직을 구성하는 말단세포로 분화할 수 있는 사람의 줄기세포가 동정되고 미분화상태로 유지할 수 있는 기술이 현실화됨에 따라 줄기세포는 난치병을 치료할 21세기 의료혁명의 주인공으로 인정되어가고 있다. 사람의 ES cell은 이론적으로 전분화능을 지닌 세포이기 때문에 인체를 구성하는 어떠한 세포로도 분화 가능하다. ES cell의 분화를 조절할 수 있는 방법만 개발된다면 사람의 발생과정에 대한 이해는 물론 난치병 환자의 치료에 필요한 정상 세포를 무한정 생산할 수 있으며, 필요한 장기도 대량 생산할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 실제로 여러 난치병의 치료 가능성에 대해 세계의 이목이 집중되고 있으며 수많은 환자와 그들의 가족은 물론 많은 과학자와 생물공학회사들은 ES cell을 이용한 세포치료기술로 파킨스병, 치매, 당뇨병, 다낭성 홍반, 화상 등을 치료할 수 있기를 열망하고 있다. 특히 인간 유전자 지도가 완성됨에 따라 ES cell로부터 여러 조직 세포로 분화하는 과정에 관여하는 다양한 유전자의 기능을 해석할 수 있게 되었으며, 이를 통해 질병의 근본적인 원인도 알 수 있어 획기적인 질병 치료기술의 개발은 물론 고부가가치를 지니는 산업적 이용도 가능하리라 예상하고 있다.

저자

Ai Okamura

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

55(7)

잡지명

화학공업(A022)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

527~533

분석자

신*현

분석물

• 고형장기(간)의 줄기세포 분리와 조직 재구성.pdf [203,901 byte]

이미지변환중입니다.