유도만능줄기세포의 임상적용 가능성 높이다
유도만능줄기세포의 임상적용 가능성 높이다
  • 이정환 기자 leejh91@doctorsnews.co.kr
  • 승인 2015.06.17 11:53
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김효수·권유욱 교수팀, 유도만능줄기세포 효율적으로 만드는 법 개발

김효수 교수
권유욱 교수
유도만능줄기세포(iPS)의 임상 적용 가능성을 한 층 높이는 새로운 연구 결과가 국내 연구팀에 의해 발표됐다.

2012년 야마나카 신야 교수(일본)의 노벨 생리의학상 수상 업적인 기존 방법에 비해 암 유발 가능성을 없애고, 유도만능줄기세포를 효율적으로 만들 수 있어 학계의 큰 주목을 받고 있다.

김효수 서울의대 교수(서울대병원 내과)와 권유욱 교수(서울의대 의생명연구원)팀은 이 연구결과를 생물 재료학 분야의 국제저명 학술지인 <Biomaterials> 5월호에 게재했다.

야마나카 신야 교수팀은 2006년, 환자로부터 채취한 체세포에 특정 유전자를 주입해 인체 모든 장기로 분화가 가능한 배아줄기세포를 만드는데 성공했다. 이것이 '유도만능줄기세포(역분화줄기세포)'이다.

그런데 특정 유전자 중에는 발암 유전자(c-Myc)가 포함돼 있어, 암 유발 및 세포기능 변화의 위험성 때문에 임상적용에 한계가 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 2010년 세계 최초로 배아줄기세포에서 추출한 단백질을 체세포에 주입, 유도만능줄기세포를 만드는데 성공했다. 이 방법은 발암 유전자를 주입하지 않아 암 유발 및 세포기능 변화의 위험성을 제거했다.

이번 연구에서는 배아줄기세포가 아닌 유도만능줄기세포에서 추출한 단백질을 체세포에 주입할 경우 역분화 과정의 효율을 대폭 향상시킬 수 있다는 것을 발견했고, 그 기저에는 유도만능줄기세포 단백질 중에서 'Zscan4' 라는 물질이 주도적인 역할을 하는 것을 규명하했다.

배아줄기세포의 단백질을 사용한 (좌측)보다 유도만능줄기세포의 단백질을 사용한 (우측)이 유도만능줄기세포 제작 효율이 10배 이상 향상됐다. 우측이 좌측 보다 유도만능줄기세포의 수가 확연히 많음을 육안으로 관찰 가능하다.
유도만능줄기세포에서 추출한 Zscan4(zinc finger and SCAN domain containing 4)란 단백질은 일반적으로 배아줄기세포의 유전적 안전성을 높이고 줄기세포의 불멸성을 유지하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이번 연구는 이 단백질을 유도만능줄기세포 제작에 이용할 경우 제작 효율성이 크게 높아진다는 사실을 밝혔다.

체세포에 'Zscan4'를 주입한 그룹은 배아줄기세포의 단백질을 주입한 그룹에 비해 유도만능줄기세포로 역분화하는 속도가 10배 이상 빨랐다.

김효수 교수는 "이번 연구 결과는 유도만능줄기세포의 임상적용에 있어서 가장 큰 문제인 암 유발과 낮은 제작 효율을 한꺼번에 해결함으로써 유도만능줄기세포의 상용화 및 임상적용시기를 앞당기는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

<용어설명>
* 배아줄기세포
배아 발생과정에서 추출한 세포로, 모든 조직의 세포로 분화할 수 있는 능력을 지녔으나 아직 분화되지 않은 '미분화'세포이다. 배아줄기세포는 모든 조직의 세포로 분화할 수 있는 능력을 지니고 있으며, 이론상으로는 무한정 세포분열을 할 수 있다. 이러한 특성을 이용해 부상이나 질병 등으로 조직이 손상되었을 때 배아줄기세포를 원하는 조직으로 분화시켜서 그 조직을 재생시키는 데 이용할 수 있도록 연구중에 있다.

* 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)
분화가 끝난 체세포에 특정한 유전자를 주입해 분화 이전의 원시적인 만능줄기세포 상태로 되돌린 세포. 이 성과로 2012년 일본의 신야 야마나카 교수가 노벨 생리의학상을 수상했다.

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