역분화 줄기세포(iPS Cell)에 대한 쉬운 개념정리

역분화 만능 줄기세포 (Reprogrammed Pluripotent Stem Cell, iPS: induced Pluripotent Stem Cell)는 줄기세포가 아닌 일반세포가 인위적인 혹은 자연발생적으로 줄기세포의 특징인 만능분화능 (pluripotency)을 가지게 된 세포를 말한다.

쉽게 말해 일반 나이든 세포가 젊은 영계 세포로 나이를 꺼꾸로 먹었다고 생각하면 된다. 만능분화능이라고 하는것은 어떠한 세포로도 분화가 가능한 상태인 것을 말하는 것으로, 이것 역시 아기 들은 어떠한 사람으로 대통령이 될수도 있고 장관이 될수도 있고 연예인이 될수도 있고 무궁무진하게 가능성이 있는 것처럼 세포역시 마찬가지라고 생각하면 된다.

iPS cell의 한글말인 역분화 줄기세포는 오리지널 줄기세포와 어떤 점이 같을까?

일단 둘의 생김새 모양이 비슷하다, 그리고 아까 설명한 만능분화능력을 가진 것 역시 같은 점이다. 줄기세포는 면역결핍 생쥐에서 암덩어리를 말하는 테라토마 (teratoma)를 형성하는데 이 역시 둘 다 만들 수 있다.

그럼, 이러한 역분화 줄기세포가 중요한 이유는 무엇일까?

예전에 황우석박사로 유명한 젓가락 기술을 기억하는가? 그때 했던 환자맞춤형 체세포 복제에는 난자가 필요했다. 그래서 윤리적인 문제가 뒤따르게 된다. 난자제공 여성 역시 부작용을 겪어야 했다. 이러한 문제를 극복할 수 있는 방법으로 역분화 줄기세포가 뜨게 되었다. 자신의 체세포를 때다가 줄기세포를 만들어서 필요한 부위에 이식을 하게 되면, 그게 바로 환자맞춤형 줄기세포가 되고 쉽게 얻을수 있는 것이다.
그렇게 된다면 척수손상(Spinal cord injury), 척수장애를 겪고 있는 난치병 불치병환자들을 치료할 수 있는 방법이 생기게 되는 것을 애기한다.

하지만, 아직 그 연구 역사가 짧다. 2006년 Yamanaka 박사팀이 체세포의 인위적 리프로그래맹 유도방법에 대해 국제과학전문학술지 Cell지에 발표를 한 것을 시작으로, 많은 논문들이 발표되고 있다. 방법은 간단했다. 배아섬유아세포 (mouse embryonic fibroblast, MEF) 세포를 배양한 뒤 레트로 바이러스를 사용 c-myc, Oct4, Sox2,Klf4의 4가지 유전자를 넣어 주기만 하였더니 줄기세포를 가진 콜로니 (세포덩어리)를 형성하였고 이들을 역분화 줄기세포라고 명명한 것이다. 이 4가지 유전자를 찾기 위해 많은 조합을 스크리닝 하였고, 지금은 이제 이 유전자들을 빼고, 여러가지 인위적인 방법들을 동원 하여 리프로그래밍 할 수 있는 방법이 하나둘 밝혀 지고 있는 편이다. 하지만 아직 갈길이 너무나 멀다.
2006년 야마나카 박사팀의 역분화 줄기세포는 임상실험에 사용을 할 수 없다. 레트로 바이러스를 사용하였기에 문제가 될 소지가 있다.

파킨슨병의 치료에 대한 2010년 가장 최근에 발표된 논문을 올리니 참고하기 바란다.
Allan LE, Petit GH, Brundin P. Cell transplantation in Parkinson's disease: problems and perspectives. Curr Opin Neurol. 2010 May 19.