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줄기세포로부터 혈액세포를 대량생산하기

전문가 제언: ○ 현재까지 적혈구 수혈은 안전하지만 수혈용 적혈구를 산업적으로 생산하는 것은 바람직하다. 왜냐하면 희귀혈액형에 대해서는 주기적으로 부족현상이 발생되고 있고, 또 신종병원균들의 오염을 완벽하게 차단할 수 없기 때문이다.

○ 사람배아줄기세포나 다기능간세포(pluripotent stem cells)는 시험관에서 미분화세포 상태로 장기간 계속적인 세포증식이 가능하다. 미분화세포를 성숙 적혈구로 효과적으로 분화시키는 방법이 개발된다면 적혈구 세포를 대량으로 생산할 수 있는 무한정한 세포공급원이 된다.

○ 적혈구 대량생산의 현실성을 강하게 암시하는 연구 결과가 2002년에 발표되었다. Neildez-Nguyen 등은 태반혈액의 CD34+세포를 무려 20만 배의 적혈구 전구세포로 증식시켰다. 그 후 같은 연구팀은 태반혈액의 CD34+세포로부터 제핵적혈구(enucleated RBCs)를 만드는 배양공정도 발표하였다. 공급자세포(feeder cells)와 함께 배양하면 정상 적혈구와 기능적으로 유사한 제핵적혈구를 200만 배까지 수적으로 팽창시켰다.

○ Flat bed 및 hollow fibre 등의 막 관류 배양기(membrane perfusion bioreactors)를 사용하면 더 높은 세포밀도 배양이 가능하다. 그 이유는 새로 공급되는 영양물질이 세포까지 도달하는 거리가 짧기 때문에 교반 없이 계속적인 영양공급과 대사폐기물 제거가 가능해서 세포밀도를 2×108 cells/mL까지 높일 수가 있기 때문이다.

○ 까다로운 조직검사 및 세포채취로 인해 호중구 수혈은 세계적으로 몇몇 전문 의료기관에서만 이루어지고 있다. 호중구 부족 환자의 치료를 위해서는 매일 최소 1010개의 호중구를 수혈해 주어야 한다. 태반혈액량에는 5×106 CD34+세포가 들어있는데, 현재의 체외 증식기술로는 400배 증폭이 가능하며 하루 필요량의 20% 정도의 호중구밖에 만들어내지 못한다.

○ 조직이 복잡하게 연관되어 있으므로 세포 스스로가 기능 조직의 환경에서 자연적으로 적응하여 분화되도록 하는 접근이 필요하다.

저자: Nicholas E. Timmins and Lars K. Nielsen
자료유형: 학술정보