연구내용: 지난 2008년 스탠퍼드 의과대학의 개리 스타인버그 박사팀은 인간 배아줄기세포를 이용해 뇌졸중을 앓고 있는 쥐를 치료하는데 성공했다. 배아줄기세포에서 분화된 신경세포를 앞다리 기능이 마비된 쥐 10마리의 뇌에 주입한 것.
주입된 신경세포는 손상된 뇌 부위를 찾아가 주변조직에 정착한 후 뉴런과 다른 2가지 형태의 뇌세포로 발전했다. 이 결과 쥐의 마비된 앞다리 기능은 회복됐다.
스타인버그 박사는 마비됐던 쥐의 앞다리는 손상되기 전과 똑같은 상태는 아니지만 정상에 가까운 기능을 회복했다고 밝혔다. 특히 쥐의 뇌 안에서 종양이 발생하는 등의 부작용도 나타나지 않았다.
의미: 이 연구는 사람이 아닌 쥐를 대상으로 한 것이지만 사람에게서도 비슷한 치료효과를 기대할 수 있다. 실제 스타인버그 박사는 이 기술을 응용해 뇌졸중이나 기타 신경성 질환을 앓고 있는 사람들의 뇌 기능을 회복시킬 수 있을 것으로 전망하고 있다
역(逆)분화 만능 줄기세포 만들어내
연구내용: 원시세포인 줄기세포가 성숙한 세포인 체세포로 분화하는 것은 자연스러운 생명현상이다. 반면 성숙한 세포인 체세포가 원시세포인 줄기세포로 되돌아가는 것은 어른을 어린이로 되돌리는 것에 비유할 만큼 자연스러운 현상이 아니다.
하지만 역발상을 하는 과학자들도 있다. 일본 교토대학의 야마나카 신야 교수와 위스콘신 대학의 제임스 톰슨 교수가 바로 그들이다.
신야 교수는 줄기세포에서만 특이하게 발현되는 유전자 24개를 고른 후 이중에서 역분화에 필수적인 유전자 4개를 재차 찾아냈다. 그는 이어 4개의 유전자를 쥐의 피부세포에 집어넣어 각종 세포와 조직으로 발전할 수 있는 만능 줄기세포를 만들어 냈다.
의미: 이 줄기세포의 가장 큰 장점은 난자나 수정란을 사용하지 않아 윤리적 논란이 없다는 점이다. 또한 환자의 체세포를 사용해 만드는 만큼 면역거부반응도 없다. 다만 배아줄기세포만큼 다양한 세포나 조직으로 분화될 수 없다는 한계를 갖고 있다.
최근 생명공학자들은 인간 배아줄기세포로 쥐의 뇌졸중을 치료하고, 복제배아의 건강성이 정상배아 못지않다는 것도 증명해 냈다. 또한 역분화 만능 줄기세포와 성체줄기세포 주도 만들어 냈다. 이 같은 연구 성과는 줄기세포 연구의 미래를 밝히는 것은 물론 실제 치료가 이뤄지는 시기도 앞당길 것이다.
다양한 질병 치료하는 성체줄기세포 주
연구내용: 배아줄기세포 주는 각종 세포 및 조직으로 발전할 수 있는 능력은 유지하면서도 분화를 억제시켜 자기증식을 할 수 있도록 한 배아줄기세포 덩어리를 말한다.
하지만 배아줄기세포 주는 얻기가 매우 어렵다. 부시 행정부 시절 배아줄기세포 주는 단 22개에 불과했을 정도다. 이처럼 배아줄기세포 주의 부족에 실망을 느낀 하버드 줄기세포연구소의 조지 다리와 그의 연구팀은 파킨슨병부터 당뇨병에 이르기까지 다양한 질병을 겪는 환자들로부터 피부세포를 채취한 후 이 피부세포를 성체줄기세포 덩어리로 만들었다.
바로 성체줄기세포 주다. 성체줄기세포 주는 배아줄기세포 주와 같이 분화가 억제된 상태이지만 자기복제를 통해 증식이 가능하며, 10가지 종류에 달하는 질병을 치료하는데 사용할 수 있다.
의미: 성체줄기세포 주를 사용해 다량의 성체줄기세포를 얻을 수 있다. 이처럼 많은 성체줄기세포를 확보하게 되면 임상실험 이전에 각종 질병을 연구하고 약품을 시험해 볼 수 있다.
인간 복제배아 건강성 처음으로 증명
연구내용: 미국의 생명공학기업인 어드밴스드 셀 테크롤로지는 핵이 제거된 여성의 난자에 체세포에서 추출한 핵을 이식, 세계 처음으로 인간 복제배아를 만들어 내는데 성공했다.
한마디로 체세포 핵 이식을 통해 인공적으로 배아를 복제한 것. 복제배아를 여성의 자궁에 착상시키면 복제인간의 탄생도 가능하다. 이 때문에 복제배아는 성공하기 이전부터 논란을 불러 일으켰는데, 결국 연구 목적으로만 사용하는 조건으로 복제배아를 만드는 것이 허용됐다.
이 와중에 이 회사의 로버트 란자와 그의 연구팀은 복제배아가 정상배아 만큼이나 건강하다는 것을 처음으로 증명해내 치료 목적의 배아복제 연구에 큰 진보를 이루게 됐다. 복제배아를 배아줄기세포의 공급원으로 활용하는데 힘을 실어준 것이다.
의미: 환자 자신의 체세포로 만든 배아줄기세포를 사용하면 환자에게 딱 맞는 세포를 얼마든지 공급할 수 있으며, 맞춤의학 시대에 한 발짝 더 접근할 수 있다.
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