stem cell은 무엇인가?

소개글

stem cell은 무엇인가?에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 시작하며

2. stem cell의 정의와 종류

3. 배아 줄기세포와 성체 줄기세포

4. 줄기세포의 활용방안

5. 현재 연구 동향

6. stem cell 연구의 전망

7. 참고문헌

본문내용

의 McKay 연구팀은 1997년 생쥐 배아 줄기세포를 동물의 뇌에 이식하였을 때, 신경세포, 별세포, 희돌기교세포로 분화하였다고 보고하였다. 1999에는 배아 줄기세포를 bFGF와 EGF가 첨가된 배양액에서 뭉쳐 자라게 해서 embryoid body를 형성시킨 다음에 PDGF를 처리하였다. embryoid body는 in vitro와 생쥐의 척수에 이식된 후에 별세포와 희돌기교세포로 분화하였다. 두 번째 경우는 1999년에 발표된 Washington 의대의 Choi와 McDonald 연구팀의 결과이다. 생쥐의 배아 줄기세포에 레티닌산(retinoic acid)을 처리하여 embryoid body를 얻은 후 척수의 손상부위에 이식하였다. 이식 후 대부분의 세포는 희돌기교세포로 분화하여 신경조직의 재생을 도와 척수 손상에 의한 운동장애 증상이 호전되었고, 일부는 별세포와 신경원세포로 분화하였다. 생쥐를 대상으로 한 연구는 많은 연구결과를 제공하였지만 사람과 생쥐는 발생 초기부터 여러 가지 차이점을 보인다. 따라서 사람과 생쥐 사이의 차이점을 줄이기 위하여 그 중간 모델인 Rhesus monkey에서의 실험에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 이를 위한 노력으로 1995년에 Rhesus monkey의 배아 줄기세포가 분리 배양되었다.
지금의 상태에서 배아줄기 세포가 응용될 수 있는 가능성을 따져보면,
1) 인간의 배아줄기세포는 인간의 초기 발생과정을 연구하는데 이용될 수 있다. 현재 사람의 초기 발생에 관한 연구가 거의 진행되지 않았기 때문에, 선천성 결함과 태반 이상에 의한 자연 유산의 원인과 치료법 또한 개발되어 있지 않다. 그러나 인간의 배아줄기세포를 연구함으로써 이러한 문제를 야기하는 유전적, 분자적 및 세포학적 기작을 밝힐 수 있고 이를 방지하는 방법도 알아낼 수 있다. 또한 줄기세포는 초기 발생시기의 염색체 이상이 태아에 미치는 영향을 관찰하는데 이용될 수 있으며, 이를 통해 배아 기원의 유아암 발생과정도 이해할 수 있다. 그리고 배아줄기세포의 분화 과정을 연구함으로써 개체 발생과정 중의 세포 분화에 대한 이해를 도울 수도 있다.
2) 배아줄기세포는 신약 개발에도 도움을 준다. 현재까지 신약 후보물질에 대한 전 임상 실험으로서 동물 모델을 이용하였다. 즉, 쥐의 배양세포를 이용하여 체외 실험을 하거나 약물을 동물 체내에 직접 주입하여 그 안전성을 조사하였다. 그러나, 이러한 결과는 약물이 인체에 미치는 효과를 직접적으로 보여주지 못한다. 이러한 이유로 종종 인간의 세포를 배양하여 안전성 조사를 수행하였으나, 이때 이용된 인간 세포주들은 대개 오랜 기간동안 체외에서 유지되어 왔기 때문에 체내 세포와는 다른 특성을 보이는 문제점이 있다. 따라서, 만약 인간 배아줄기세포로부터 분화 유도된 특정 세포유형의 이용이 가능하다면, 이는 상기의 문제들을 배제한 상태에서 인체에 미치는 약물의 효과 분석에 중요한 모델이 될 수 있을 것이다.
3) 배아줄기세포는 독성 조사에도 사용될 수 있다. 이는 줄기세포가 약물 조사에 이용되는 것과 같은 이유 때문이다. 독성물질은 사람과 다른 동물 종에서 상이한 효과를 보일 수 있으므로, 사람의 줄기세포로부터 유래한 특정 유형의 세포는 독성물질이 인체에 미치는 효과를 분석하기 위한 좋은 체외 실험 모델이 될 수 있다.
멀지 않은 장래에 우리나라에서도 줄기세포를 이용한 세포치료법(cell therapy)이 시행 될 수 있을 것이다. 이를 위하여 우리 국민의 유전자형에 맞는 줄기세포의 개발이 필수적이며, 이러한 기술은 선진국으로부터 단순히 도입할 수 있는 성질의 것이 아니다. 그 뿐만 아니라 의료계에서 줄기세포가 갖는 막대한 시장성을 고려한다면 국내에서도 사람의 줄기세포에 대한 연구개발이 필요하다. 미국 정부기관인 NIST는 Osiris Therapeutics 회사에 줄기세포를 이용한 중추신경질환의 치료법 개발에 2백만 달러를 지원한 것도 이러한 가능성에 대한 투자이다. 더구나 이 분야는 선진국에서도 역사가 길지 않으므로 우리가 지금 시작해서도 경쟁력을 갖출 수 있는 분야중의 하나로 생각된다.
국내에서 이 분야의 연구를 활성화하기 위해서는 먼저 법적인 절차 및 지침을 마련하는 것이다. 여기에는 인공수정 후 불필요하게 남게 된 수정란이나 합법적으로 유산된 태아를 사용하기 위한 법적인 절차, 수정란 및 낙태아를 비윤리적, 비도덕적인 목적으로 사용하는 것을 금지하는 법적인 장치, 최종적으로 환자에게 이식하기 전에 줄기세포가 갖추어야 할 기준이 포함되어야 한다. 이와 더불어 궁극적으로 이 모든 것들이 법적인 테두리 안에서 수행되었는지를 판단할 수 있는 심사기구가 마련되어야 할 것이다.
이에 따라, 배아줄기세포 연구로부터 얻어지는 고유한 과학적, 의학적 성과를 차치하더라도, 성체줄기세포가 배아줄기세포를 대체 활용될 수 있을 때까지 한시적으로라도 배아줄기세포의 연구와 활용은 필연적으로 요구된다. 또한, 궁극적으로 성체줄기세포 연구에 의해 세포치료법이 개발된다 하더라도, 성체줄기세포의 특성 규명, 분화 기작의 이해 및 성체줄기세포의 효율적 이용을 위해서는 배아줄기세포의 연구가 필요하다. 또한, 인간 초기 발생과정의 이해와 유전질환의 조기 진단 등의 연구는 성체줄기세포 연구에서는 단초를 찾을 수 없으므로, 배아줄기세포의 연구는 필히 요구된다.
7. 참고 문헌
■ http://stemcells.nih.gov/info/basics
■ Dedifferentiation of Lineage-Committed Cells by a Small Molecule, Shuibing Chen, Qisheng Zhang, Xu Wu, Peter G. Schultz, and Sheng Ding, J. Am. Chem. Soc.; 2004; 126(2) pp 410 - 411)
■ http://learn.genetics.utah.edu/units/stemcells/ (플래쉬 동영상 자료 다수 보유)
■ http://www.dnalc.org/stemcells.html
■ http://bric.postech.ac.kr/trend/issue/2005/stemcell_050401.html

키워드

줄기세포,   stem cell,   면역학,   immunology,   생명공학,   배아줄기세포,   embryo,   성체줄기세포