-* 줄기세포 *-

 

           ◇ 줄기세포(stem cell)

 

줄기세포란 신체 내에 있는 모든 세포나 조직을 만들어 내는 기본적인 세포를 말한다. 줄기세포 자체는 아직 분화가 결정되지 않은 `미분화 세포'다. 즉 난자와 정자가 수정돼 처음 생긴 수정란은 분열을 거듭하고 세포수가 많아지게 되는데 이 과정에서 어떤 세포가 다리가 되는지, 뇌는 어떤 세포인지 등이 정해지지 않은 시기를 말한다. 이게 결정돼 특정한 세포로 진행될 때 이를 분화라고 한다.

 

우리 몸의 근육·뼈·내장·뇌·피부 등 신체 각 기관조직으로 전환될 수 있는 분화능력을 가진 줄기세포는 사람의 배아를 이용해 만들 수 있는 `배아줄기세포(복수기능 줄기세포)'와 혈구세포를 끊임없이 만드는 골수세포와 같은 '성체줄기세포(다기능 줄기세포)'로 나뉜다.

 

            ◇ 배아줄기세포

 

배아줄기세포에서 `배아(embryo)'는 생식세포인 정자와 난자가 만나 결합된 수 정란을 의미하며 일반적으로 수정된 후 조직과 기관으로 분화가 마무리되는 8주까지 의 단계를 가리킨다. 배아는 보통 5-7일 동안 세포분열을 거쳐 100-200여개의 세포로 구성된 `배반포 기배아(blastocyst)'로 발생돼 자궁에 착상하게 되며 계속해서 세포분열과 분화 과 정을 통해 인간 개체로 발생하게 된다.

 

배아줄기세포는 착상 직전 배반포기배아나 임신 8-12주 사이에 유산된 태아에서 추출한 줄기세포를 의미하는 것으로, 인간으로 발생하는 세포이기 때문에 인체를 구 성하는 모든 세포로 분화가 가능하다. 이 과정에서 줄기세포의 분화를 억제시켜, 210여개 장기로 발달할 수 있는 능력을 가진 원시세포를 유지시켜 준 상태를 배아줄기세포주(Stem Cell line)라고 한다. 

 

          ◇ 성체줄기세포

 

성체줄기세포는 배아줄기세포와 달리 사람의 피부나 골수, 탯줄혈액(제대혈) 등에서얻을 수 있다 성체줄기세포는 혈액을 구성하는 백혈구나 적혈구 세포처럼 정해진 방향으로만 분화하는 특성이 있다는 게 과학자들의 설명이다. 하지만 최근에는 뇌에서 채취한 신경 줄기세포를 근육세포, 간(肝)세포, 심장세포로 전환할 수 있음이 알려지면서 성체줄기세포를 이용해 다양한 질병을 치료할 가능성도 밝혀지고 있다.

 

성체줄기세포를 이용한 임상시험은 척수마비환자 등을 대상으로 활발히 진행되고 있다. 임상실적만 놓고 보면 배아줄기세포에 비해 훨씬 앞서가고 있는 형국이다. 특히 성체줄기세포는 면역거부반응 문제를 어느 정도 해결한 데다 안전성 측면에서도 큰 문제가 없어 앞으로 임상적용이 더 확산될 전망이다.

 

그러나 성체줄기세포는 줄기세포만큼 오래 살아있지 못하는 데다 채취되는 양이 매우 적어 실험실에서 수많은 계대배양을 통해 증식을 유도해야 하는 단점 때문에 임상에서 성공을 장담하기 어렵다는 주장도 있다. 반면 배아줄기세포는 그 수가 충분하기 때문에 몇 번의 배양만으로도 충분한 개체를 확보할 수 있다.

 

           ◇ 테라토마(Teratoma)

 

테라토마는 비정상적으로 분화된 세포를 말하는데 종양학에서는 `기형종'이란 의미를 가지고 있다. 보통 암의 경우는 외형상 혹처럼 보이지만 테라토마는 손톱이 나기도 하고, 털이 생기기도 하는 등 기형적 형태로 관찰된다. 줄기세포의 경우 무한정 증식하는 암과 같은 특성을 갖고 있기 때문에 이를 면역결핍증상을 유발한 쥐(스키드마우스)에 주입하면 테라토마가 만들어져야 정상이다.

 

보통 실험에서는 스키드마우스에 줄기세포를 주입한 뒤 약 100일 정도를 관찰하면 된다. 황 교수팀의 2005년 논문에는 2~4번 줄기세포의 테라토마 사진이 올라 있다.

 

           ◇ 스테이닝

 

스테이닝은 테라토마 조직이나 줄기세포 DNA를 화학물질로 염색해 사진을 찍는 일을 말한다. 쉽게 말해 사진 촬영을 위한 염색 작업으로 보면 된다. 황 교수팀의 논문에는 2, 3번 줄기세포의 스테이닝 사진, 부속서에는 2~12번 11개의 줄기세포 스테이닝 사진이 각각 실려 있다.

 

            ◇ 계대배양

 

보통 실험실에서 세포를 배양할 때는 원래 배양접시에 있던 모세포에서 세포를 떼어내 새로운 배양접시에서 배양하는 방법으로 세포를 증식시킨다. 이처럼 세포를 떼어 낸 다음 1차, 2차, 3차 등의 식으로 배양하는데 이를 `계대배양'이라고 한다. 황 교수팀의 경우 5~6일마다 계대배양을 한 것으로 알려지고 있다. 하지만 대부분의 세포들은 계대배양을 계속할 경우 어느 정도 배양이 되다가 더 이상 증식되지 않고 죽게 된다.

 

 즉 생명이 유한한 것처럼 대부분의 세포는 무한정 계대배양할 수 있는 것이 아니라 어느 정도 이상 계대배양이 되지 않는 것이다. 그러나 일부는 계속해서 계대 배양할 수 있는 세포가 생기기도 하는 데 이러한 세포를 세포주(cell line)라고 부른다. 이들 세포주는 상업적으로 판매되기도 하며 시험관에서 계속 배양이 가능하다.

 

             ◇ 젓가락 기술

 

사람의 난자는 동물의 난자에 비해 막이 훨씬 더 끈적끈적하다. 이 때문에 막을 뚫고 난자핵을 제거하거나 체세포의 핵을 집어넣는 일은 동물난자의 경우보다 훨씬 어렵다. 그래서 외국의 과학자들은 황 교수를 만날 때마다 인간의 난자를 가지고 어떻게 핵이식을 할 수 있는지를 종종 물었다.

 

황 교수팀이 만들어낸 `젓가락 기술'은 난자에 구멍을 내서 핵을 짜내고, 여기에 체세포를 이식해 복제배아를 만드는 과정 전체를 말한다. 비누 방물처럼 터지기 쉬운 난자를 미세한 실험도구로 조작하는 기술이 마치 젓가락으로 조그만 쌀 한 톨을 집는 것처럼 섬세하다고 해서 붙은 이름이다.

 

 출처 : http://blog.yonhapnews.co.kr/scoopkim [기사제공 : 연합뉴스]