줄기세포치료 실용화를 위한 부작용 극복기술 개발 - 치료세포 외에 종양을 형성하는 미분화 만능줄기세포만 제거, PNAS 발표 -
연구결과 개요
2. 연구내용
기형종 형성의 부작용을 막기 위한 방안으로 미분화 만능줄기세포의 자발적인 세포사멸 기전을 촉진시켜 미분화 만능줄기세포만을 선택적으로 세포사멸을 유도하는 것이 미분화 만능줄기세포의 혼재에 의한 기형종 형성에 효과적인 해결방안이 될 수 있다.
이에 본 연구에서는 미분화만능줄기세포와 분화된 세포의 세포사멸 제어 유전자들을 분석하여, 미분화 만능줄기세포에서 특이적으로 발현되는 11종의 세포사멸 촉진 유전자와 2종의 세포사멸 억제 유전자를 발굴하였다.
특히 2종의 세포사멸 억제 유전자에 의해 발현되는 단백질을 표적으로하는 화합물을 처리하였을 경우, 미분화 만능줄기세포만 선택적으로 세포 사멸이 유도됨을 확인하였다. 이중 BIRC5 유전자의 경우 종양세포에서 특이적으로 발현되고 정상세포에서는 발현이 되지 않아, 종양치료를 위해 이 유전자를 표적으로 하는 다양한 화합물들이 개발되고, 현재 임상실험중에 있다.
미분화 만능줄기세포에서 분화를 유도하여, 미분화 만능줄기세포의 특성인 전분화성을 잃어버리게 되면, BIRC5의 발현이 급감하고, 화합물에 의한 세포 사멸이 일어나지 않아, 미분화 만능줄기세포에서 분화된 세포의 생존에는 영향이 없음을 확인하였다.
분화세포와 미분화 만능줄기세포를 혼합하여 동물에 이식하였을 때, 화합물의 전처리를 하지 않은 군에서는 형성되는 기형종이 화합물의 전처리를 한군에서는 억제되었으며, 분화된 세포가 이식된 동물 조직에서 발견되어 세포치료 과정에서 분화된 세포의 이식에는 영향이 없음을 증명할 수 있었다.
실험을 통해 미분화 만능줄기세포에서 유래된 도파민 뇌신경세포의 도파민 생성 능력과 평활근 세포의 수축 능력은 화합물의 전처리에 의한 영향이 없음이 관찰되었으며, 이는 화합물의 처리가 세포치료를 위해 분화된 세포의 생존과 기능에는 영향을 주지 않고, 미분화 만능줄기세포만을 선택적으로 세포사멸을 유도하여 기형종 형성을 억제할 수 있음을 확인하였다.
3. 기대효과
만능줄기세포를 이용한 세포치료과정에서 발생할 수 있는 기형종 형성을 억제할 수 있는 기술개발을 통해 향후 줄기세포치료의 실용화에 있어서, 안정성 확보에 기여할 것으로 기대된다.
줄기세포치료 부작용 극복기술 개발
종양치료를 위해 다양한 화합물들이 개발되고 있는 유전자는 뭐야
BIRC5 유전자