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루게릭병 환자에게서 유도된 iPS세포를 운동뉴런으로 분화시키는 데 성공

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작성자 김창석 작성일 08-09-23 09:19    조회 2,091회

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KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-08-02
현재 미국의 루게릭병 환자는 3만 명에 이른다. 루게릭병은 운동뉴런(motor neurons)이 퇴화·사멸함으로써 발생하는 질병이다. 운동뉴런은 척수로부터 오는 신경자극을 인체의 개별근육으로 전달하는 역할을 한다. 운동뉴런이 사멸하면 근육(삼킴, 호흡에 관여하는 근육 포함)이 불구가 되어 환자는 결국 사망하게 된다.

하버드와 컬럼비아 대학의 연구진은 사이언스 7월 31일자 온라인판에 실린 논문에서, 루게릭병 환자의 피부세포로부터 운동뉴런을 만들어내는 데 성공하였다고 발표하였다. 이번 연구는 만성질환에 걸린 환자의 피부세포를 재프로그래밍하여 유도다능성줄기세포(iPS cells: induced pluripotent cells)를 만든 다음 이를 특정 세포로 분화시킨 최초의 사례이다. 지금까지 루게릭병의 연구자들은 실험실에서 환자의 운동뉴런을 연구하는 데 애로를 겪어왔음을 고려해볼 때, 이번에 만들어진 운동뉴런은 루게릭병의 질병모델링(disease modelling)과 약물개발에 활용될 수 있을 것으로 보이며, 그리고 궁극적으로는 자가세포대체요법(autologous cell-replacement therapy)에도 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

"이제까지 루게릭병 환자의 뉴런에 접근하는 것은 불가능했었다. 이번 연구로 인하여 환자 자신의 뉴런과 유전적 특징이 동일한 뉴런을 수억 개 이상 만들 수 있는 길이 열렸다. 이는 루게릭병의 메커니즘을 연구하고 이를 치료할 수 있는 약물을 개발하는 데 큰 도움이 될 것이다."라고 연구진은 말했다.

연구진은 인간 피부의 성체줄기세포를 재프로그래밍하여 iPS세포로 만든다음, 이로부터 운동뉴런을 만들어내었다. iPS세포를 만드는 기술은 지난해 11월 교토대와 위스콘신대의 연구진이 공동으로 개발한 첨단기술이다.(GTB2007110483) 교토대-위스콘신팀은 건강한 성인의 피부세포를 사용했으나, 만성질환을 앓는 노인 환자로부터 iPS를 만들어 낼 수 있는지는 알려져 있지 않았다. 컬럼비아-하버드팀은 루게릭병 환자의 피부세포를 가능하여 이것이 가능하다는 것을 입증한 것이다. 연구진은 82세의 루게릭병 환자로부터 피부세포를 채취한 다음, 이를 재프로그래밍하여 iPS를 만들어내었다. 이 환자특이적 iPS세포는 배아줄기세포의 속성을 갖고 있었으며, 연구진은 이를 운동뉴런으로 분화시키는 데 성공하였다.

과학자들은 본래 치료클로닝(therapeutic cloning: 기증받은 난자에 환자의 DNA를 삽입하는 방법)을 이용하여 뉴런이나 기타 성체세포를 만들려고 하였으나, 이 방법은 인간에게서는 아직 성공을 하지 못하였으며 기증된 난자의 부족으로 인하여 난항을 겪어 왔다. iPS 기술이 연구용 뉴런이나 기타세포를 만드는 데 사용될 수 있는 것으로 확인된다면 치료클로닝을 대체하는 방법으로 자리잡을 수 있을 것이다. "이번에 만들어진 운동뉴런이 환자의 뉴런과 얼마나 유사한지는 아직 밝혀지지 않았다. 설사 이것이 운동뉴런의 속성을 나타낸다 하더라도, 그것이 실험실에서 퇴화하여 루게릭병을 재현할 수 있을지는 미지수이다. 만일 그렇게 될 수 있다면 루게릭병의 치료제를 개발하는 데 도움이 될 것이다."라고 연구진은 말했다. 연구진은 이번에 만들어진 운동뉴런이 건강한 사람의 운동뉴런과 어떻게 얼마나 다른지를 알아내기 위한 연구에 착수하였다.

SOURCE: "Induced Pluripotent Stem Cells Generated from Patients with ALS Can Be Differentiated into Motor Neurons", Science, Published Online July 31, 2008.

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