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 [동향] 김효수·한정규 교수님, 피부세포를 혈관세포로 바꾸는 기술 최초 개발
    관리자 | 2014-01-15 14:15
서울대병원 김효수·한정규 교수팀, 美 심장협회서 연구성과 발표

국내 연구진이 역분화줄기세포(유도만능줄기세포) 과정을 거치지 않고, 피부세포를 바로 혈관내피세포로 만드는 기술을 최초로 개발하는데 성공했다. 이 기술은 피부세포를 활용해 허혈성 심혈관 질환을 가진 환자의 세포치료에 이용될 수 있으며, 연구진은 현재 인체세포를 이용한 실용화 기술확보를 위한 연구가 진행 중이다.

이번 연구는 쉽게 얻을 수 있는 피부세포를 이용해 손상된 심혈관의 재생 가능성을 제시한 것으로, 심혈관질환 치료에 획기적인 전기가 마련될 것으로 전망된다.

서울대학교병원 순환기내과 김효수·한정규 교수 연구팀은 피부세포를 역분화줄기세포로 유도한 후 다시 혈관내피세포로 분화시키는 과정 없이, 바로 혈관내피세포로 이형(異形) 분화 시킬 수 있다는 것을 최초로 규명했다고 10일 밝혔다.

‘역분화줄기세포’는 분화가 끝난 체세포에 특정한 유전자를 주입해 분화 이전의 원시적인 만능줄기세포 상태로 되돌린 세포를 말한다. 이 성과로 지난 2012년 일본의 신야 야마나카 교수가 노벨 생리의학상을 수상한 바 있다.

◇세포 이형(異形)분화 이해와 심혈관질환 새 치료법 개발 단서 제공

건강한 혈관을 되살리는 방법으로 배아줄기세포나 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)로부터 혈관내피세포를 분화시키는 연구가 진행돼 왔으나, 윤리적 문제와 종양발생가능성, 배양 중 이종(異種) 동물세포 오염 위험, 고난도의 배양 조건 등 기술적 한계가 있었다.

김효수 교수 연구팀은 피부세포를 직접 혈관세포로 분화시키는 방법을 개발해 이러한 한계들을 극복했다.

연구팀은 실험용 생쥐의 피부에서 섬유모세포를 분리하고, 여기에 배아발생과정에서 혈관내피세포가 생기는데 중요한 역할을 하는 11개 유전자를 바이러스를 이용해 과발현 시켰다.

또한 연구팀은 11개 유전자가 과발현된 섬유모세포 중 일부에서 혈관내피세포에서 특이적으로 발현하는 타이투 수용체(Tie2)가 발현함을 발견했고, 11개 유전자 중 가장 효과적이고 효율적으로 Tie2 발현을 유도하는 5개 유전자 조합을 찾아냈다.

연구팀은 5개 유전자가 과발현된 섬유모세포는 혈관내피세포와 유사한 형태로 탈바꿈했다며, 이를 유도혈관내피세포라 이름을 붙였다고 설명했다. 유도혈관내피세포는 실제 혈관내피세포와 유사한 형태와 성상, 유전적 특징을 나타내었고, 배양접시 위에서 모세혈관을 형성했다.

이후 연구팀은 다리 혈관을 묶어 허혈을 유도한 실험용 쥐를 대상으로 섬유모세포를 주사한 그룹(대조군)과 유도혈관내피세포를 주사한 그룹(비교군)으로 나눠 새로운 혈관 형성과 혈류회복의 정도를 비교했다. 비교 결과 비교군이 대조군에 비해 혈류회복이 2배 가까이 호전됐다. 이는 주입된 유도혈관내피세포가 새로운 모세혈관을 형성했기 때문임을 형광염색을 통한 현미경적 검사로 연구팀은 확인했다.

김효수 교수는 “세포의 이형(異形)분화에 대한 새로운 분자생물학적 이해를 제공한 성과”라며 “본 연구결과, 쉽게 얻을 수 있는 세포로부터 다량의 혈관세포를 바로 순수하게 만들어냄으로써 혈관재생 치료법에 획기적인 변화를 가져올 것이다. 현재 추진 중인 국가줄기세포은행 구축에 중요한 모멘텀이 될 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 2013년 11월 미국심장협회(Americal Heart Association) 연례 학술대회 석상에 한정규 조교수가 발표했으며, 학술대회에서 공식적으로 발행하는 AHA Daily News에 올해의 연구 성과 중 하나로 비중 있게 소개됐다.

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