다발성경화증 등 탈수초화 질환 치료할 새 기술 찾았다
줄기세포 분야 세계적 학술지 'Cell Stem Cell'에 게재
[이데일리 이순용 기자] 가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 김기표 교수(제1저자)와 막스플랑크연구소 한스 쉘러(Hans R. Scholer, 교신저자)가 세포운명전환 기술을 통해 생산된 희소돌기아교 전구세포의 한계점을 밝혀내고 극복 방법을 제시해 주목을 받고 있다.
이번 연구로 중추신경계에 발생하는 만성 신경면역계질환인 ‘다발성경화증’과 말초신경의 염증으로 인해 신경세포의 축삭을 둘러싸고 있는 수초가 벗겨져 발생하는 급성 마비성 질환인 ‘길랑-바레증후군’ 등과 같은 탈수초화 병변의 치료제 개발에 희망이 보인다.
김 교수팀의 본 연구 논문은 ‘Cell Stem Cell’ 4월 온라인 판에 “Donor cell memory confers a metastable state of directly converted cells(직접교차분화로 생산된 세포의 준안정 상태)”라는 제목으로 게재되었고, 생물학연구정보센터(BRIC, Biological Research Information Center)의 ‘한국을 빛내는 사람들(이하 한빛사)’ 에 선정됐다.
희소돌기아교 전구세포(Oligodendrocyte progenitor cells)는 신경세포의 한 종류로 희소돌기아교세포로 분화한다. 희소돌기아교세포는 생체 내에서 뉴런의 축삭을 둘러싸 수초(myelin sheath)를 형성해 정보전달을 효율적으로 이뤄지게 하는 기능을 하며, 다발성경화증, 길랑-바레증후군 등과 같은 탈수초화 신경 말단의 절연체 역할을 하는 백색질 물질인 수초의 소실에 대해 사용하는 용어이다. 탈수초화가 되면 메시지가 신경을 따라 전달되는 속도가 정상보다 느려지게 되고, 탈수초화에 의한 상처가 회복되고 재-수초형성이 일어나도 신경 말단의 반응 시간은 여전히 느린 경향을 보이게 된다. 다발성경화증, 길랑-바레증후군 등이 이에 해당한다.
병변이 관찰되는 질환들에 치료 목적으로 사용할 수 있다. 하지만 기존의 희소돌기아교 전구세포 생산방식은 매우 비효율적이었으며, 생산된 희소돌기아교 전구세포 또한 낮은 분화능과 시험관 내 불안정한 증식을 보여 왔다.
김 교수팀은 이번 연구를 통해 희소돌기아교 전구세포로의 세포운명전환이 효율적으로 이뤄질 수 있는 새로운 공여세포 ‘혈관주위세포 (pericyte)’를 찾아냈고, 그 세포에 두 가지 전사유전자 Olig2, Sox10를 과발현 시킴으로써 기존 세포운명전환 기술의 한계점을 극복할 수 있었다. 그리고 생산된 희소돌기아교 전구세포는 시험관 내에서 안정적인 증식을 보였을 뿐 아니라, 높은 효율의 분화능과 수초화를 보였다(그림1).
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그러나, 이 희소돌기아교 전구세포를 탈수초화 질환모델 실험쥐의 뇌에 이식한 결과 뇌의 모세혈관에 안착 후 교차분화 전 형태인 혈관주위세포로 세포운명이 재전환 되는 문제점이 발견되었다(그림2).
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한편 김기표 교수팀은 본 기술과 관련한 연구 논문을 지난 2014년 ‘Cell’ 온라인 판에 발표하며 직접교차분화로 생산된 대식세포(macrophage)와 간세포(hepatocyte)가 준안정성 상태에 있음을 밝힌 바 있다.
이순용 (sylee@edaily.co.kr)
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