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조혈 줄기세포(hematopoietic stem cell)를 조작해 이식될 세포의 안착 가능성을 높일 수 있다는 연구 결과가 미국의 저명한 학술지 “사이언스(Science)”, 8월 13일자(305권, 5686호, 1000-1003)에 발표됐다. 미국의 과학자들이 일궈낸 이번 연구 성과는 혈액 질환 치료를 위해 골수(bone marrow)를 제거하는 과정을 거쳐야만 하는 환자들에게 탯줄 혈액(cord blood)을 이식하는 방법을 치료 수단으로 활용하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.
탯줄 혈액의 줄기세포를 이식하는 치료 방법은 백혈병과 같은 혈액암이나 기타 혈액 질환을 치료하는데 유용한 수단으로 주목을 받아 왔다. 그러나 문제는 활용 가능한 세포의 양이 부족하다는 것이다. 한 예로 환자에게 이식할 혈액 줄기세포의 양은 환자의 체중에 비례해 증가시켜야만 소기의 성과를 기대할 수 있다. 이런 방법을 택해야 하는 이유는 이식된 세포가 환자의 몸에서 안착할 가능성이 높지 못한 점에서도 찾을 수 있다. 이런 이유 때문에 체중이 많이 나가는 성인에게는 탯줄 혈액 줄기세포를 이식하는 방법을 적용하기가 현실적으로 어렵다. 이번 연구 성과는 이런 문제를 해결하는데 중요한 열쇠를 제공했다는 의의를 갖는다.
연구진은 부족한 탯줄 혈액 줄기세포의 공급 문제를 해결하기 위해 적은 수의 세포를 이식하더라도 안착 성공률을 높이는 방법을 집중적으로 연구했다. 이 과정에서 줄기세포의 표면에 존재하는 디펩티딜펩티다아제 IV(dipeptidylpeptidase IV ; CD26)를 조작할 경우 세포의 안착 성공률을 높일 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
연구진은 실험용 생쥐로부터 골수세포를 추출한 다음 CD26 펩티다아제의 작용을 억제하기 위해 펩티드(peptide)를 처리한 다음 세포를 이식할 경우 어떤 변화가 발생하는지 조사했다. 그 결과 이 같은 처리를 통해 골수가 안착하는 비율이 단기간에 1.5배 정도 증가하는 것으로 밝혀졌다. 아예 CD26의 발현을 결핍시킨 생쥐의 경우에는 2.6배까지 증가하기도 했다. 장기간에 걸쳐 이식된 세포가 안착해 제 기능을 나타내는 비율 또한 증가하는 양상을 확인할 수 있었다.
생쥐를 치사량의 방사선에 노출시킨 다음 보통 줄기세포를 25,000개나 정맥 주사하더라도 생쥐들이 21일을 넘기지 못하고 죽고 만다. 그러나 같은 수의 CD26 결핍 세포를 주사한 경우에는 60일까지 생존하는 생쥐들의 비율이 80%에 이르러 극적인 대조를 보였다. 더구나 CD26을 억제하기 위해 사용한 펩티드는 아미노산(amino acid) 서열이 두, 세 개에 불과하며 동물에게 부작용을 야기하지도 않는다고 한다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)
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