재생의학 말고 유도만능 줄기세포의 활용법

안녕하세요?

몇번이나 포스팅을 한적이 있었는 이 '유도만능 줄기세포(iPS)'에 대해서 이번에는 좀 참신한 활용사례가 있기에 포스팅을 하고자 합니다. 기존에는 이 유도만능 줄기세포를 의료용으로 쓴다고 하면, 보통 인체에 '결손'이나 '손상'된 곳을 재생하는 용도로 많이 생각을 합니다.

링크 : iPS(유도 만능 줄기세포)를 이용한 의료기술

그런데 여기 과학동아 2017년 10월 호에서 뭐라고 해야 할까요? 저는 생각지도 못한 iPS(유도만능 줄기세포)의 활용법이라고 해야 할까요? 의학 연구에 이런 방법으로도 사용이 가능 하다는 것을 보여주는 예시가 있기에, 이번 포스팅에서 다루고자 합니다.

먼저 언급을 해야 할 것은, 기존에 '자폐증'에 대해서는 '뇌의 발달'과정 중에서 이상이 생겨 발병한다는 가설이라고 해야 할

까요? 이러한 주장이 있었지만, 이를 확인하기에는 너무나 어려운 문제가 있었다고 합니다. 우선 발달 중인 사람의 '태아'를 해부해 볼수도 없는 노릇이기 때문에, 이를 확인해 보기는 사실상 불가능했습니다.

그런데 미국 예일대 플로라 바카리노 교소팀은 '유도만능 줄기세포(iPS)'를 자폐증의 원인을 알아보기 위한 연구에 사용을 하였다고 합니다. 우선 자폐증을 앓고 있는 아이의 피부세포를 췌취하고, 다음에는 자폐아의 부모(아버지)-자폐증을 전혀 앓고 있지 않은 사람의 피부세포를 췌취하였다고 합니다. 각각의 피부세포는 iPS로 유도하였고, 다시 신경세포로 분화시키는 과정을 거쳤다고 합니다.

전체적인 과정은 위의 그림과 같은 과정을 거쳤다고 합니다. 위 그림의 묘사에서 나오는 마지막의 신경세포는 뇌의 발달과정을 알아보기 위해서 iPS를 일부러 신경세포가 되도록 유도를 하였다고 합니다. 정확히는 그냥 신경세포가 아니라 '대뇌'를 구성하는 신경세포가 되도록 유도를 한 것이고, 자폐아의 iPSc에서 나오는 신경이 발달하는 것과 정상인인 아버지의 iPSc에서 나온 신경세포가 발달하는 과정을 '비교'하였다고 합니다.

위 그림에서 오른편에 있는 자폐아의 경우에는 대뇌를 구성하는 신경세포와 같은 세포들 중에서 '억제성 신경세포(빨간색)'이 왼쪽에 있는 정상인인 아버지의 대뇌 구성 신경세포와 비교해서 유별나게 많은 것을 확인할 수 있습니다. 이를 통해서 자폐아의 대뇌가 발달하는 과정에서 신경을 억제하는 세포가 너무 많이 생성이 된다는 것을 알 수 있었습니다.

이번 포스팅에서 주로 소개한 연구는 기존에는 '뇌를 해부'해 봐야 알수 있었는 사실을 그렇게 하지 않고도 어머니의 자궁에서 태아가 발달중인 상황과 유사하게 그 과정을 재현한 다음, 어디에서 문제가 생기는 것인지를 볼 수 있었다는 점에서 의의가 있으며, 기존에는 모르고 오로지 가설에 그치는 것을 확실하게 확인할 수있었다는 점에서 의미가 있습니다.

과학동아의 기사에서는 마지막에 신약개발에 사용하기 위한 유도만능 줄기세포의 활용방안이 있었습니다. 방법은 간단하게 위에서 말한 것과 비슷하게 'iPS'를 특정 유전적인 질병을 앓는 환자에게서 얻은 다음, 인체의 다양한 장기를 구성하는 세포들로 분화시킵니다. 그리고 나서 신약이 될 후보물질을 이러한 다양한 종류의 세포들에게 노출을 시켜서, 효과가 있으면서 부작용도 동시에 알아 볼 수 있는 것입니다. 

이번 기사를 통해서 iPS가 단지 의료용으로만 가치가 있는 것이 아니라, 자연과학 연구에서도 가치가 있다는 것을 알 수 있었습니다. 다만 이러한 연구가 제대로 된 빛을 보기위애서는 환자 한두명이 아니라 다양한 환자에게서 iPS를 얻어야만 한다는 문제도 빼놓을 수 없다는 생각이 듭니다.