‘성체줄기세포’를 이용한 세포치료제의 가능성이 제시됐다.

11일 교육과학기술부는 서울대 수의대 강경선 교수팀이 성체줄기세포 성장과 분화 조절기전을 밝혀냈다고 발표했다.

강 교수 주도로 박상범 박사과정생, 서광원 박사, 서민수, 유경록 박사과정생이 참여한 이번 연구는 배아줄기세포와 유도만능줄기세포에서 중요하다고 알려져 있는 SOX2 유전자의 새로운 구실을 성체줄기세포에서 발견, 성체줄기세포의 특성을 조절하고 세포치료제로서의 효용성을 보여줬다는 평가를 받고 있다.

OCT4, NANOG, c-MYC 등의 유전자와 마찬가지로 배아줄기세포에서 많이 발현하며, 배아줄기세포의 전분화능(pluripotency)을 유지하는 데 중요한 SOX2는 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS)를 만드는 인자 중 하나로, 줄기세포로서의 성질을 유지하는 데 크게 기능을 하는 것으로 나타났다.

강 교수팀은 이 연구에서 SOX2 유전자가 분화 조절에 핵심 구실을 하는 윈트 시그널링(Wnt Signaling)에서 길항제로 작용하는 DKK1 유전자를 조절함으로써, SOX2 유전자가 상위 단계에서 분화를 관장하고 있다는 점을 규명했다.
아울러, 줄기세포와 암세포에서 중요한 c-MYC 유전자와 SOX2 유전자와의 관계도 찾아냈다. 줄기세포 성장과 연관된 SOX2 유전자의 조절 메커니즘에 대한 이해 및 SOX2 유전자가 성체줄기세포 기능에 필수적 요소임이 증명된 것. 윈트는 사람의 암에서 암 억제 유전자를 제외한 가장 중요한 암 유전자로 알려졌다.

SOX2 유전자는 배아줄기세포 내에서 다양한 유전자를 조절함으로써 줄기세포의 전분화능을 조절하는 등 줄기세포 특성을 유지하거나 분화를 유도하는 데 핵심 구실을 하고, 특히, 유도만능줄기세포를 만드는 데 사용되는 유전자 중 하나로, 줄기세포에서는 필수불가결한 유전자라 할 수 있다.

그동안 SOX2 유전자가 배아줄기세포뿐 아니라, 다른 줄기세포에서 어떤 작용을 하는 지 많은 연구가 진행됐다. 다만, 신경세포에서는 발달과 분화과정과 연관돼 그 구실을 규명하는 연구가 돼왔지만, 성체줄기세포에서 SOX2 유전자의 발현과 작용에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않았다고 강 교수팀은 설명했다.

교과부는 이번 연구 결과를 바탕으로, 향후 성체줄기세포의 성장을 촉진할 수 있는 방법뿐 아니라 성체줄기세포의 분화 유도에 대해 다양한 실마리를 찾을 수 있을 전망이며, SOX2 조절을 표적으로 성체줄기세포의 증식과 분화 방법을 개발, 세포치료에 다양하게 이용할 수 있을 것으로 기대했다.

강 교수는 “이 연구를 통해 인간이나 동물의 배아줄기세포에서 이미 중요하다고 전해진 유전자 중 하나인 SOX2가 성체줄기세포에서는 다른 방식으로 세포 기능을 조절하고, 각 조직 재생에 중요한 구실을 하게 됨을 알게 됐다”며 “같은 유전자라도 배아줄기세포와 성체줄기세포에서는 다른 방향으로 이해돼야 한다. 요즘 줄기세포 부문에서 관심을 끄는 세포치료제와 관련해 성체줄기세포 성장과 분화조절이 줄기세포치료제의 활용 범위를 증가시킬 수 있는 중요한 연구”라고 (연구) 의의를 밝혔다.

이 연구는 교과부와 한국연구재단이 추진하는 바이오 및 의료기술개발사업(줄기세포선도연구팀육성)의 지원을 받아 진행됐고, 그 결과는 세계적 권위 ‘네이처(Nature)’에서 발간하는 기초의학 부문의 ‘세포 사멸과 분화(Cell Death and Differentiation)’ 온라인판(11월1일)에 실렸다.