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뇌 줄기세포의 손상 조직 복구 기전 동정
게시일 2007-01-15 11:43 | 최종수정 2010-09-09 14:16
뇌에 존재하면서 세포조직이 손상될 경우 이를 복구하는데 참여하는 신경 줄기세포(neural stem cell)와 그 관련 기전이 미국과 스페인의 과학자들에 의해 동정됐다. 연구 결과는 미국의 저명한 학술지 ‘세포(Cell)’, 12월 15일자(127권, 6호, 1253-1264)에 게재됐다. 생쥐에서 발견된 이 세포들은 사람의 뇌에도 존재하기 때문에, 사람에서도 유사한 기전이 작동할 가능성이 많다.
연구진이 동정한 줄기세포의 복구 기전은 두 가지 단계로 구분될 수 있다. 하나는 세포조직에 손상이 발생할 경우 이를 효과적으로 감지하는 기능이 신경 줄기세포에 내재한다는 것이다. 다른 하나는 손상된 세포조직을 줄기세포들이 대체함으로써 세포조직의 통합성(tissue integrity)을 회복하는 것이 가능하다는 점이다.
연구진이 줄기세포를 동정한 영역은 뇌의 가쪽 내실(lateral ventricle)의 내층(lining) 인근으로 내실하대(subventricular zone ; SVZ)라고 불린다. 이미 선행 연구를 통해 이 영역의 세포들이 생쥐에서 성체 신경 줄기세포이면서 별아교세포(astrocyte)의 기능까지 나타낼 수 있다는 사실이 확인되어 지난 1999년 6월 11일자 학술지 ‘세포’에 보고된 바 있으며 2004년에는 사람의 뇌에서도 유사한 세포가 발견되기에 이른다.
이번 연구에서는 유전자 조작 기술을 동원해 신생 생쥐의 SVZ 영역에 존재하는 뇌실막세포(ependymal cells)와 신경 줄기세포에 ‘Numb’, ‘Numblike’라는 두 가지 단백질이 결핍되도록 유도했다. 이 단백질들은 배아 생쥐에서 신경 줄기세포의 기능을 유지시키는 기능을 갖는다고 의심 받아 왔지만 실제 기능에 대한 증명은 이루어지지 않은 실정이었다. 연구진은 배아 생쥐뿐만 아니라 태어난 후의 생쥐에서도 이 단백질들이 활동할 것이라는 가설을 바탕으로 조작을 가한 후 이를 검증하기 위한 실험을 시도한 결과, 두 단백질이 결핍됨으로써 중증의 뇌실 비대가 유도되는 것을 확인할 수 있었다. 그 원인은 뇌실의 내층을 구성하는 뇌실막세포로 확인됐다.
흥미로운 점은 이러한 뇌실 비대 과정에서 파괴된 세포조직이 줄기세포에 의해 복구된다는 것이다. 이 같은 결과는 의외의 내용으로 실험상의 미흡한 처리가 기대하지 않았던 사실을 알려준 셈이다. 유전공학 기술의 한계 때문에 유전자 조작을 벗어난 줄기세포 일부가 존재할 수밖에 없는 상태에서 실험적 처리를 벗어난 세포들의 복구 기능을 확인할 수 있었기 때문이다.
정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
(본 내용은 KISTI의 정보이용 승인을 통해 제공되며 저작권은 KISTI에 있습니다.)
정보출처 : http://www.bio.com/
연구진이 동정한 줄기세포의 복구 기전은 두 가지 단계로 구분될 수 있다. 하나는 세포조직에 손상이 발생할 경우 이를 효과적으로 감지하는 기능이 신경 줄기세포에 내재한다는 것이다. 다른 하나는 손상된 세포조직을 줄기세포들이 대체함으로써 세포조직의 통합성(tissue integrity)을 회복하는 것이 가능하다는 점이다.
연구진이 줄기세포를 동정한 영역은 뇌의 가쪽 내실(lateral ventricle)의 내층(lining) 인근으로 내실하대(subventricular zone ; SVZ)라고 불린다. 이미 선행 연구를 통해 이 영역의 세포들이 생쥐에서 성체 신경 줄기세포이면서 별아교세포(astrocyte)의 기능까지 나타낼 수 있다는 사실이 확인되어 지난 1999년 6월 11일자 학술지 ‘세포’에 보고된 바 있으며 2004년에는 사람의 뇌에서도 유사한 세포가 발견되기에 이른다.
이번 연구에서는 유전자 조작 기술을 동원해 신생 생쥐의 SVZ 영역에 존재하는 뇌실막세포(ependymal cells)와 신경 줄기세포에 ‘Numb’, ‘Numblike’라는 두 가지 단백질이 결핍되도록 유도했다. 이 단백질들은 배아 생쥐에서 신경 줄기세포의 기능을 유지시키는 기능을 갖는다고 의심 받아 왔지만 실제 기능에 대한 증명은 이루어지지 않은 실정이었다. 연구진은 배아 생쥐뿐만 아니라 태어난 후의 생쥐에서도 이 단백질들이 활동할 것이라는 가설을 바탕으로 조작을 가한 후 이를 검증하기 위한 실험을 시도한 결과, 두 단백질이 결핍됨으로써 중증의 뇌실 비대가 유도되는 것을 확인할 수 있었다. 그 원인은 뇌실의 내층을 구성하는 뇌실막세포로 확인됐다.
흥미로운 점은 이러한 뇌실 비대 과정에서 파괴된 세포조직이 줄기세포에 의해 복구된다는 것이다. 이 같은 결과는 의외의 내용으로 실험상의 미흡한 처리가 기대하지 않았던 사실을 알려준 셈이다. 유전공학 기술의 한계 때문에 유전자 조작을 벗어난 줄기세포 일부가 존재할 수밖에 없는 상태에서 실험적 처리를 벗어난 세포들의 복구 기능을 확인할 수 있었기 때문이다.
정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
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