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대한생식의학회지 제36권 제3호 2010년
인간배아줄기세포로부터 간세포로의 유도 분화를 이용한 간질환 세포 치료의 최근 연구 동향
고려대학교 생명과학대학 생명공학부
우동훈, 김종훈
Directed Differentiation of Human Embryonic Stem cells into Transplantable Hepatocytes: Recent Progress and Future Directions
Dong-Hun Woo
Division of Biotechnology, College of Life Sciences and Biotechnology, Korea University, Seoul, Korea
간 이식은 간경변을 유발하는 C형 간염 (hepatitis C), 선천성 대사 이상 질환 (inherited metabolic diseases), 담관 질환 (bile duct disease), 간암 (primary liver cancer), 및 간경변을 유발하는 알코올성 질환 등 다양한 간질환에 대하여 행해지고 있다. 본 종설의 서두에서 언급 하였듯이, 점차 그 요구가 증가하는 간 이식에 반하는 장기 공여자의 부족 문제를 해결하기 위하여, 인간배아줄기세포를 포함한 각종 줄기세포를 이용한 세포 대체 치료 (cell replacement therapy)가 대안으로서 제시되고 있으나, 임상적 적용을 위해서는 극복해야 할 문제점이 많은 실정이다. 앞서 서술한 바와 같이 간의 정상 발생과정을 배양접시 내에서 가장 유사하게 재현할 수 있는 효과적인 배양 조건의 개발이 가장 시급하고 중요한 문제이다. 비록 간세포로의 분화효율이 높은 여러 프로토콜들이 소개되고 있으나, 일반적으로 줄기세포에서 분화된 체세포들은 정상 체세포보다 그 기능성이 다소 낮다는 것이 관련 분야를 연구하는 연구자들의 의견이다. 따라서 이러한 사실은 현재까지 보고된 분화 유도 조건 하에서는 간세포로서의 완벽한 기능에 필수적인 몇몇 발생학적 경로 (developmental pathway)가 세포 내에서 작동되지 않거나 결여되어 있을 가능성을 시사한다. 그러므로 몇몇 표지 인자 및 기능성 검사가 기준이 되어 산출되는 분화수율을 높이기 위한 연구보다는 인체 내에서 다양한 기능을 수행하고 있는 정상 간세포와 가장 유사한 간세포를 만들어내기 위한 배양 조건의 개발이 우선이며, 이는 세포이식 치료의 성패를 좌우하는 분화된 간세포의 기능성 및 이식 후 성공적인 간 기능 개선에 가장 핵심이 되는 기반 기술이라 할 수 있다. 이와 함께 줄기세포를 이용한 세포이식의 임상 적용 시 고려해야 할 또 다른 이슈는 이식을 통한 직접적인 세포 대체효과와 더불어, 이식된 세포들이 분비하는 여러 인자들에 의한 간접적인 조직 재생 효과이다. 최근 다양한 성체줄기세포를 간질환 실험동물에 이식하였을 경우, 이식된 성체줄기세포 혹은 그로부터 분화된 세포들이 분비하는 많은 인자들에 의해 실험동물의 간질환이 효과적으로 개선됨이 보고된 바 있다.28~31 초기 배아의 기관 형성 (organogenesis) 과정에 있는 여러 종류의 세포들은 각종 인자들을 분비함으로써, 기관 및 조직을 구성하는 세포들의 증식 및 이들 세포의 생존을 위해 요구되는 신생혈관의 형성을 촉진시킨다.32 따라서 인간배아줄기세포로부터 분화된 간세포의 경우 발생과정상 초기 간세포로 간주될 수 있으며, 이식 후 주변 세포의 증식 및 분화에 영향을 주는 여러 성장인자 및 세포외 기질 등을 분비할 것으로 유추된다. 이러한 점을 고려할 때 줄기세포로부터 분화된 간세포들에서 합성되어 분비되는 물질들 (secretome)을 단백체학적 방법 등으로 분석하여, 간 조직의 재생을 촉진시킬 수 있는 후보 물질을 발굴하는 것도 줄기세포를 이용한 간질환의 세포 대체 치료와 함께 연구될 수 있는 흥미로운 분야라 할 수 있다.
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교신저자 : jhkim@korea.ac.kr
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