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진단검사의학과 이우인
I. 서론
줄기세포란 신체를 구성하는 각
조직 또는 장기에 극소수로 존재(성체 줄기세포)하거나 또는 착상 전 배아의
내세포괴로부터 제작한 세포(배아 줄기세포)로서 그 특징은 반복 분열하여 자가
재생산(self-renewal) 할 수 있고, 환경에 따라 특정한 기능을 지닌 세포로
분화할 수 있는 다분화 능력(tissue specific
differentiation)을 갖는 세포를 일컫는다. 이러한 줄기세포는 최근 들어 그
중요성이 크게 부각되었고 다양한 연구결과 등이 보고 되면서 미래의 세포치료제로서 또는
인체의 질병 발병원인 및 발생과정을 연구하는 중요한 대상으로 각광받고 있다. 즉
줄기세포의 무한한 증식능력과 자가 재생능력, 다양한 세포로의 분화 능력 등이 현재
의학분야에서 치료 불가능하거나 치료가 어려운 난치성, 노인성 질환치료로 활용될 수
있다.
II. 줄기세포의 종류
줄기세포에는 크게
두 가지 종류가 있는데 하나는 인간 배아를 이용한 배아 줄기세포(embryonic
stem cells)와 혈구세포를 끊임없이 만드는 골수세포와 같은 성체
줄기세포(adult stem cells)가 있다.
1. 배아 줄기세포(embryonic stem
cells)
배아(embryo)는 정자와 난자가 만나 결합된 수정란을 말하며
일반적으로 수정된 후 조직과 기관으로 분화가 마무리되는 8주까지의 시기이다. 배아
줄기세포는 분열은 활발하지만 아직 분화하지 않은 세포로서 이미 특정 조직으로 운명지어져
있는 조직의 줄기세포와 달리 이론적으로 인체를 구성하는 모든 세포로 분화가 가능하다.
2. 성체 줄기세포(adult stem
cells)
배아와 달리 성체에 존재하는 줄기세포가 성체 줄기세포이다. 이들은
조혈모세포가 혈액을 만들어내듯 조직, 기관에 따라 나뉘어져 있다. 성체 줄기세포는
위치한 장소의 고유조직만을 복제한다고 알려져 있지만 최근에는 신경 줄기세포에서 혈구를
만들고 조혈모세포에서 신경원세포를 만드는 등 성체 줄기세포에서도 전능성을 보여주는
실험결과가 많이 나오고 있다. 또한, 최근 골수세포나 아기가 출생할 때 탯줄에 존재하는
제대혈(cord blood), 지방 세포 등이 신경이나 근육과 같은 세포로도 분화할 수
있다는 사실이 알려지면서 성체 줄기세포를 이용해 다양한 질병을 치료할 가능성도 밝혀지고
있다.
III. 줄기세포의 이용
줄기세포 연구
결과로 얻을 수 있다고 기대되는 가능성과 세포치료의 현실과는 아직도 많은 기술적
어려움이 있다. 인간 배아 줄기세포에 관한 연구는 인간의 초기 배 발생 중에 일어나는
복잡한 과정에 관해서 많은 정보를 제공하였으며 아직도 이 연구의 기본적인 목표는
미분화된 줄기세포가 어떻게 분화 되는지 밝혀내는 것이다. 현재까지 해결되지 않은 질병
중, 암이나 선천성기형과 같은 질병은 비정상적인 세포분열과 세포분화에 기인하는 것이다.
세포분열과 분화에 관여하는 유전적 및 분자적인 제어기전을 더욱 더 이해하게 된다면 이런
질병이 어떻게 해서 발생하는가에 대한 정보를 알 수 있고 나아가 새로운 치료 전략을
세울 수 있을 것이다.
인간의 줄기세포는 새로운 의약품을 검사하는 데에도 이용할 수
있다. 예를 들면 전분화능(全分化能)을 가지고 있는 세포로부터 유래한 분화된 세포를
사용하여 새로운 약품의 안정성 검사에 이용할 수 있다 .
아마도 인간 줄기세포의 가장 중요한 잠재적인 유용성은
세포치료에 사용할 수 있는 분화된 세포나 조직을 만드는데 있다. 오늘날 병을 앓고
있거나 파괴된 심장이나 신장, 간 등을 대체하기 위해서 장기이식이 흔히 사용되는데
기증되는 장기의 숫자는 환자가 필요로 하는 수요를 충족할 수 없다. 특정 세포로 분화가
유도된 줄기세포는 퇴행성신경질환인 파킨슨씨병이나 치매, 척추손상, 뇌졸증, 화상,
심장질환, 당뇨병, 퇴행성관절염, 류마치스성 관절염 등과 같은 질병을 치료하기 위한
세포나 조직으로 사용할 수 있는 가능성을 제시한다. 예를 들면 앞으로 실험실에서 건강한
심장근육세포를 만들어서 만성심장질환에 시달리고 있는 환자에게 이식수술을 할 수 있을
것이다. 어떤 연구자의 발표에 따르면 예비 연구에서 손상을 받은 심장에 골수 줄기세포를
이식하면, 심장근육이 다시 자라나도록 하고 심장기능을 성공적으로 회복시키고 있다고
하였다. 최근 연구자들의 보고에 의하면 세포배양을 통해서 배아줄기세포나 성체 줄기세포인
성인의 골수 세포를 심장근육으로 분화시켰다. 또한 인간 배아 줄기세포를 실험실에서
인슐린을 분비하는 세포로 분화시킨 후 당뇨병환자에게 세포이식을 통해서 세포치료를 할 수
있는 길이 열릴 것으로 기대하고 있다.
IV. 줄기세포를 추출할 수 있는
방법
체세포 핵 이식방법, 냉동배아 이용방법, 성체 줄기세포 이용방법이
있다.
1. 체세포 핵 이식방법
체세포이식은 귓볼에서 떼어낸
세포를 핵을 제거한 난자에 넣어 배아 줄기세포를 얻는 방법이다. 국내에서 최근 문제화
된 바 있는 체세포 핵이식 방식으로 만든 줄기세포가 치료용으로 가장 실효성이 높다고
말하기도 한다. 자신의 세포에서 분화되기 때문에 거부반응이 없다는
것이다.
2. 냉동배아 이용방법
이 방법에는 환자의 동의를 얻어
시험관 아기를 시술하고 남은 신선한 잉여배아를 이용하는 방법과 기한이 되면 폐기처분 될
5년 이상 냉동됐던 배아를 녹여 이용하는 방법이 있다.
냉동배아를 이용한 줄기세포 추출에는 불임치료기관에
냉동보관중인 잉여 수정란이 활용되고 있다. 불임시술 과정에서 남은 5,6일된 수정란은
일정기간동안 냉동 보관되었다가 폐기된다. 결국 폐기될 배아에서 줄기세포를 추출한다면
배아 복제의 윤리적 논란을 피하면서 난치병을 극복할 수 있는 새로운 의료기술을 개발할
수 있다.
3. 성체 줄기세포 이용방법
배아 줄기세포 추출의
대안으로 떠오르고 있는 것으로 성체 줄기세포 연구가 있다. 성체 줄기세포는 탯줄이나
태반 외에 중추신경계 등 각종 장기에 남아 성장기의 장기발달과 손상시의 재생에 참여하는
세포다. 성체 줄기세포 연구는 배아연구논란을 피할 수 있는 줄기세포 추출이 가능한
방법이지만 아직 세계적으로도 걸음마 단계이며 체세포 핵 이식과 달리 거부반응 등의
문제가 예상된다.
Reference
1.
황수한-서울탯줄은행/연구개발실장 ; 제대혈 줄기세포를 사용한 질병치료의 현황,
2004,11
2. 문신용-세포응용연구 사업단 단장, 서울의대 산부인과 ;
줄기세포연구의 현황 및 전망 04/11/22
3.
김길원-연합뉴스-04/02/12(목) ; 줄기세포 왜 연구하나
4. 정형민-포천
중문의대 세포유전자치료 연구소 ; 줄기세포 연구동향,
보건산업기술동향/2003,겨울
5. 이민철 ;줄기세포의 개념: 배아줄기세포와
성체줄기세포,줄기세포 p13-26,Fri,02 May
2003 |
