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(서울=포커스뉴스) 보건복지부(장관 정진엽)와 미래창조과학부(장관 최양희)는 국내 연구진이 가장 젊고 분화능력이 뛰어난 최상위 혈액-줄기세포의 선별 방법을 개발해 혈액-줄기세포를 마음대로 깨우고 재울 수 있는 획기적인 원천기술을 확보했다고 20일 밝혔다.
서울대학교 의과대학 김효수 교수팀(서울대학교병원 허진 교수)은 골수에 존재하는 혈액세포들의 조상인 혈액-줄기세포들 중에서 가장 젊고 분화재생 능력이 뛰어난 최상위 혈액-줄기세포에만 카이-원(KAI1)분자가 특이적으로 발현된다는 것을 세계최초로 밝혀냈다.
또 이 카이-원 분자는 면역을 담당하는 대식세포의 다크 단백질과 상호작용해 최상위 혈액-줄기세포를 활동 없이 잠들어 있는 상태로 유지시킬 수 있음을 확인했다.
대식세포(macrophage)는 백혈구의 한 종류이며 외부로부터 침입한 병원균 및 세포 파괴물 등을 포식하여 소화하는 식세포작용을 한다.
기존 연구에서는 골수 내에서 잠자고 있는 혈액-줄기세포들을 깨운 후에 그 수를 증폭시킬 수는 있었으나, 이런 방식으로 증폭된 혈액-줄기세포들은 장기적으로 혈액을 만들 수 있는 기능이 없어진다는 한계가 있었다.
증폭과정에서 최상위 혈액-줄기세포들은 점차 감소하고 분화재생능력이 낮은 전구 세포 또는 분화된 세포들이 늘어나, 장기 조혈 기능이 사라지게 되기 때문이다.
이번 연구에서는 최상위 혈액-줄기세포들의 증폭 과정 중 적절한 시점에 다크 단백질을 발현하는 대식세포 또는 재조합 다크 단백질을 처리해 혈액-줄기세포들을 다시 기능과 젊음을 유지한 채로 잠재워서 저장할 수 있는 핵심 기술을 개발했다.
최상위 혈액-줄기세포를 대량으로 증폭, 보관하는 방법이 상용화되면 줄기세포가 필요한 환자들에게 신속하게 최상위줄기세포를 공여하는 혈액-줄기세포은행을 만들 수 있는 길이 열리게 된다.
김효수 교수는 “이번 연구성과는 백혈병, 악성빈혈과 같은 골수기능부전증의 치료제를 개발하고, 골수이식의 성공률을 높이는데 활용될 수 있다”고 말했다.[윗 그림: 평상시의 골수상태] 최상위 혈액줄기세포(아기 고양이)인 LT-HSC는 특이하게 카이-원(CD82)단백질을 발현하고 있는데, 이것의 파트너인 다크(DARC) 단백질은 대식세포(어미 고양이)의 표면에 발현한다. 즉 평상시에는 카이-원(CD82)-다크(DARC)의 결합으로 인해서 대식세포가 최상위 혈액줄기세포를 보호해 동면상태에 있도록 배려한다.[아랫 그림 : 골수가 파괴된 후 복구상태] 골수에 독성약물이나 방사선조사에 의해서 골수의 세포들이 전멸하게 되면, 구원세포로서 그동안 동면상태에 있던 최상위 혈액줄기세포의 표면에 카이-원(CD82)이 사라지면서 LT-HSC가 잠에서 깨어나 증식/분화를 시작한다. 그 결과 하위 혈액줄기-전구세포인 ST-HSC, MPP가 태어나고, 그 이하 모든 혈액세포들, 백혈구·적혈구·혈소판 등이 재생하게 된다. <자료출처=보건복지부>
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