줄기세포 분화 및 역분화의 새로운 기작 발견

가톨릭의대 오일환 교수팀…역분화 기술 개발

가톨릭의대 오일환 교수팀이 줄기세포 분화 및 역분화의 새로운 기작을 발견했다.

교육과학기술부(장관 안병만)는 국내 연구진이 줄기세포가 줄기세포로서의 특징적인 기능을 유지할 수 있게 하는 후성유전학적 기작을 새롭게 발견했다고 밝혔다.

이번 연구는 교육과학기술부의 미래기반기술개발사업의 지원을 받아 가톨릭 의대의 오일환 교수팀이 연구한 성과로서, 혈액학 계통 권위 학술저널인 ‘블러드(Blood)'지 3일자에 게재됐다.

이번 성과는 인간 제대혈의 조혈줄기세포를 이용해 미분화 상태의 줄기세포가 보이는 후성유전학적 변형(epigenetic modification)을 연구하는 과정에서 밝혀진 것.

미분화 상태의 줄기세포에서는 후성유전체 변환상태가 고정돼 있지 않고 활발히 교차되고 있는 동적인 상태에 있어 그로 인해 크로마틴 구조가 유연하게 전환되는 동적인 상태가 유지되고 있음을 밝혔다.

연구진은 이러한 역동적 상태를 후성유전체의 유연성(epigenetic plasticity)이라고 정의했다.

또한 연구진은 이미 분화된 체세포에 후성유전적 변형을 차단하는 화학제(5-azacytidine, Trichostatin A) 처리를 통해 크로마틴을 느슨하게 풀어주면(decondensing) 부분적 줄기세포의 특성을 다시 획득하는 것을 발견했고, 생체내 이식된 조혈줄기세포의 경우는 더 활발히 재생되는 것을 확인했다.

지금까지 줄기세포특징에 관한 연구들은 고정된 상태의 후성학적 특징들을 중심으로 설명해 왔다.
하지만, 이번 연구에서는 이러한 각각의 고정된 상태보다는 동적인 상태, 즉 서로 다른 후성학적 변형상태간의 상호 전환이 활발히 일어나고 있는 이러한 역동적 상태 자체가 줄기세포의 특성에 해당한다는 것을 제시하고 있다.

줄기세포의 후성유전체 변환 및 체세포 역분화에 관한 연구 분야에서 세계적으로 일본과 미국이 앞장서 가고 있는 가운데 본 연구는 후성유전체의 역동성 자체가 바로 줄기세포의 본질적 특성임을 보여주는 새로운 개념을 제시하고 있다는 데 큰 의의가 있다

교과부는 “이를 토대로 줄기세포의 특징적 상태를 유지하는데 필요한 후성학적 조건을 밝힘으로서, 효과적으로 체세포를 줄기세포로 역분화 시킬 수 있는 기술을 개발하는 중요한 단서가 됐다”며 “뿐만 아니라 줄기세포를 미분화 상태로 유지하는 대량팽창기술을 개발하는데 핵심적인 조건을 제시할 수 있을 것”으로 기대했다.