줄기세포의 활용방안과 최근 연구동향

목차

*줄기세포의 정의와 분류

*줄기세포의 연구실태
1. 개요
2. 연구배경
3. 현재 연구진행과정
4. 미래의 연구과제

*줄기세포 연구의 최근 연구 동향
1. 줄기세포를 이용한 세포치료 기술 개발 동향
2. 줄기세포 기술 동향
3. 줄기세포 최근 연구사례

본문내용

). 이 방법은 동물의 유전자 기능을 연구하는데 유용한 도구가 될 수 있을 것으로 보인다.
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* 성체 줄기세포(adult stem cell)는 배아 줄기세포(embryonic stem cell)가 갖고 있는 윤리적인 문제로부터는 상대적으로 자유롭지만 분리가 어렵고 실험실 조건에서 증식이 힘들다는 또 다른 문제를 안고 있다. 이런 한계를 극복할 수 있는 단서를 마련한 연구 결과가 미국의 저명한 학술지 “세포(Cell)”, 5월 6일자(121권, 3호, 465-477)에 발표됐다. 이번 연구는 미국의 학자들이 수행했다.
배아의 초기 발달 단계에 활성을 보이는 물질 가운데 Oct4라는 것이 있다. 연구진은 이 물질을 발현시키는 유전자에 주목했다. Oct4의 1차적인 기능은 배아를 미성숙 상태로 유지시키는 것이다. 배아세포가 특정 조직의 세포로 분화하는 것을 막는 셈이다. 연구진은 실험용 생쥐에 유전자 조작을 가해 이미 성장한 세포조직에서 Oct4가 다시 활성을 나타낼 경우 일어나는 변화를 조사했다.
그 결과 Oct4 유전자가 활동을 재개하면 생쥐의 장과 피부 가운데 유전자가 활동한 부위를 중심으로 종양이 발달하는 것을 관찰할 수 있었다. 다행히 유전자 활성을 제거하면 종양이 다시 감소하는 경향을 보였다. 이는 Oct4 활성에 따른 종양 발달이 가역적이라는 것을 의미한다.
Oct4 유전자가 일부 고환암이나 난소암에서 활동한다는 사실이 알려져 있기는 하지만 단 한 가지 유전자 활성 여부에 따라 종양이 큰 영향을 받는다는 점은 분명 흥미로운 내용이다. 이에 대한 구체적인 설명은 아직까지 어렵지만 Oct4로 인해 성체 줄기세포의 분화가 차단되면서 종양이 생성될 가능성이 많다고 연구진은 밝혔다.
Oct4로 인해 세포가 계속해서 증식하지만 성숙하지는 않는 과정이 반복되는 셈이다.
이 같은 Oct4의 기능은 지금까지 성체 줄기세포 연구가 안고 있던 중요한 문제를 해결하는데 결정적인 단서를 제공한다. 세포 연구를 위해서는 가능한 많은 양의 세포가 확보되어야만 하는데 성체 줄기세포는 분리도 어렵고 증식도 쉽지 않아 원활한 연구가 어려운 형편이었다. 그러나 Oct4의 특성을 활용하면 이런 문제를 간단히 해결할 수 있을 것으로 기대된다.
* 사람의 혈액 줄기세포(human blood stem cell)를 조절하는 핵심 유전자가 캐나다의 과학자들에 의해 동정됐다. 연구 결과는 미국의 학술지 “발달 세포(Developmental Cell)”, 5월호(8권, 5호, 651-663)에 게재됐다.
이번 연구 성과의 의의는 두 가지 점에서 찾을 수 있다. 하나는 혈액 줄기세포를 조절하는 유전자가 동정됐다는 것이고 다른 하나는 실험적인 방법을 통해 사람의 줄기세포의 유전자 발현 분석과 기능을 검증할 수 있다는 것을 증명한 최초의 연구 사례라는 것이다. 이 같은 연구 성과는 사람의 줄기세포 분화 방향을 원하는 방향으로 유도하는 방법을 마련하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.
혈액세포의 탄생과 유지는 조혈 줄기세포(hematopoietic stem cell ; HSC)라는 희귀 세포에서부터 비롯된다. HSC는 스스로 복제하는 능력과 적혈구를 비롯해 백혈구, 혈소판 등으로 발달하는 전구세포(progenitor)로 분화하는 능력을 함께 갖고 있는 세포이다. 혈액세포는 여느 유형의 세포들과 마찬가지로 일정 기간 생존했다가 사멸하는 과정을 반복하기 때문에 새로운 세포로 대체되는 과정이 뒷받침 되어야만 한다. 이런 이유로 HSC의 조절은 혈액을 갖고 있는 동물의 생존을 결정지을 만큼 중요한 지위를 갖고 있다.
HSC의 증식과 분화 능력은 노화에 따라 감퇴되는 경향을 보인다. 지금까지는 HSC의 생리학적 특성을 조절하는 기작을 이해하지 못했기 때문에 어떤 기작으로 이런 변화가 일어나는가를 설명할 수 없었다. 이번 연구 결과에 따르면, 이 같은 변화는 HES-1(Hairy Enhancer of Split-1)과 HLF(Hepatocyte Leukemia Factor)라는 두 가지 종류의 유전자에 의해 좌우된다.
HES-1 유전자는 세포 순환 주기와 관련된 신호 경로인 노치 신호전달 경로(Notch signaling pathway)에 관여하고 HLF 유전자는 DNA와 결합하는 전사 인자(transcription factor)로 HSC의 조기 사멸을 차단하는 기능을 담당한다. 연구진은 실험을 통해 이 두 가지 유전자가 증가할 경우 HSC가 혈액세포를 형성하는 능력이 증폭되는 것을 확인할 수 있었다.

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줄기세포,   연구실태,   최근 연구 동향