미국 연구팀이 쥐의 피부세포를 유도만능줄기세포(iPS)로 역분화시키는 단계를 거치지 않고 직접 신경전구세포로 전환시키는 데 성공했다.
신경전구세포란 중추신경계를 구성하는 3대세포인 신경세포, 성상세포, 희소돌기아교세포로 분화할 수 있는 다분화능력을 가진 미분화세포이다.
미국 스탠퍼드 대학 줄기세포생물학-생식의학연구소(Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine)는 쥐의 배아피부세포에 신경전구세포에서 크게 발현되는 것으로 알려진 3가지 전사인자(Brn2, Sox2, FoxG1)를 주입해 곧바로 신경전구세포로 전환시키는 데 성공했다고 사이언스 데일리와 메디컬 뉴스 투데이가 31일(현지시간) 보도했다.
이 3가지 전사인자는 바이러스에 실어 피부세포에 주입했다. 전사인자란 유전자 발현을 촉진 또는 억제하는 세포 내 조절인자를 말한다.
이러한 과정을 거쳐 피부세포는 3주만에 20%가 신경전구세포의 모양을 띠기 시작했다고 연구팀을 지휘한 마리우스 베르니히(Marius Wernig) 박사는 밝혔다.
이렇게 만들어진 신경전구세포는 시험관실험에서 올바른 유전자들이 발현되고 모양과 기능도 자연 신경전구세포와 똑 같은 것으로 확인됐다.
또 신경섬유를 둘러싸 보호하는 신경수초 형성기능이 제거된 새끼쥐의 뇌에 이 신경전구세포를 주입한 결과 10주 후 신경전구세포가 희소돌기아교세포로 분화하면서 신경섬유에 신경수초가 형성되기 시작했다.
이 연구팀은 앞서 다 자란 쥐와 인간의 피부세포에 3가지 전사인자(Brn2, Ascl1, Myt1l)를 주입해 직접 신경세포로 전환시키는 데 성공한 바 있다.
그러나 이번에 피부세포를 신경전구세포로 전환시킨 것은 두 가지 점에서 신경세포로 전환시킨 것보다 더 중요한 의미를 지닌다.
첫째는 신경전구세포는 신경세포는 물론이고 중추신경계를 구성하는 다른 2가지 중요한 세포인 성상세포(신경세포에 영양을 공급하는 별 모양의 아교세포)와 희소돌기아교세포(신경세포 간 신호를 전달하는 신경섬유를 보호하는 수초를 만드는 세포)로도 분화할 수 있다는 것이다.
둘째는 신경전구세포는 시험관에서 대량배양이 가능하다는 것이다. 만약 질병치료를 위해 이식하거나 약물의 효과를 검사할 때는 대량의 신경전구세포가 필요하다.
이처럼 피부세포를 줄기세포로 환원하는 단계를 거치지 않고 직접 다른 종류의 세포로 전환시키는 것은 배아줄기세포나 유도만능줄기세포를 이용하는 것보다 유리한 점이 많다.
배아줄기세포를 이용해 다른 세포를 만드는 것은 우선 윤리적인 논란을 피할 수 없고 환자자신의 몸에서 나온 세포를 이용하는 것이 아니기 때문에 이식했을 때 면역체계의 거부반응을 차단해야 하는 부담이 있다.
유도만능줄기세포는 환자자신의 세포를 이용하는 것이어서 이런 문제는 없으나 분화과정에서 암을 유발하는 유전자를 발현시킬 염려가 있다.
이 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 온라인판(1월30일자)에 발표되었다. <연합뉴스>
