세포 리프로그래밍(Cell reprogramming)

안녕하세요?

과거에 약간 들은 적이 있기는 했는데 한동안 잊어 먹었다가, Newton 2017년 10월호에 있던 '근육이 아닌 세포를 근육세포로 바꾸어 심장을 치료!'라는 기사를 읽어 보니, 과거에 들은 적이 있었단 '리프로그래밍(reprogramming)'이라는 것이 생각이 났기에 이번 포스팅에서는 이에 대해서 소개를 하고자 합니다.

과거에 제가 보았던 때-그러니까 논문을 통해서 들은 적이 있었을 때는 '유전자'라고 해야 할까요? 유전자를 집어넣는 벡터(vector)를 일반적인 체세포에 넣어서 '줄기세포'로 만드는 것이었습니다. 다시 말하면, 이미 '분화'가 끝나서 더 이상은 새로운 인체의 다른 조직이 될 수 없는 세포를 '유전자 조작'을 해서 다시 '줄기세포'로 만드는 것이었습니다. 이때는 '줄기세포'를 만드는 것을 목표로 해서 연구를 하고 있던 시기였고, 거의 10년도 전이었습니다.

그런데 2017년 Newton 10월호의 기사를 읽어보니, 이제는 굳이 '줄기세포'까지 가지 않고서, 세포를 '리프로그래밍'을 어떻게 하는 지를 보여주고 있었습니다. 우선 '섬유화(Fibrosis)'라고 해서, 어떠한 이유로 장기의 일부가 굳어져 버려서 제 역할을 하지 않는 현상이 있습니다. 기사에서는 이 섬유화중에서 '심장의 섬유화'에 대한 것을 먼저 이야기를 하고 있습니다.

우선 '심장의 섬유화'가 진행이 되면, 당연히 심장의 기능을 방해받고, 환자는 죽음에 이르게 됩니다. 기존의 '배아 줄기세포'나 '유도만능 줄기세포(iPS)'를 이식하는 방법을 쓸 수도 있지만, 기사에서 소개된 '리프로그래밍'이라는 방법은 이런 줄기세포를 거치지도 않고서, 아래의 그림과 같은 방법을 사용합니다.

먼저 아데노 바이러스라고 DNA바이러스에 유전자인 DNA를 집어넣는다고 해야 할까요? 일단 '섬유화'된 심장세포에 필요한 '유전자'를 집어넣을 수 있는 바이러스를 제작합니다. 그 다음에는 이 유전자들이 '섬유화된 심장 세포'안에서 발현을 해서, 쓸모가 전혀 없는 섬유화된 세포를 '심장 근육 세포'인 심근세포가 되도록 유전자를 조작하는 것입니다.

기사에 의하면 이러한 방식의 치료가 흉부를 절개할 피요도 없이, 기존의 '카테터'를 이용해서 시술을 할 수가 있으며, 세포를 이식하는 것도 아니라서 '면역 거부반응'도 없다고 하는 것입니다. 다만, 이 '세포 리프로그래밍'에 들어가는 유전자를 맞추는 것이 쉽지가 않으며, 목표한 지점 외에 다른 곳에 들어갈 위험성은 여전하다는 생각이 듭니다.