인간줄기세포는 무엇인가?

어서 오세요~ 힐링 만다린입니다:)

 

인간 줄기세포에 대해 다들 들어보셨나요? 영화나 과학 잡지에서는 정말 흔하게 나오는 주제들 중 하나입니다.

줄기세포, 영어로는 stem cell이라 하며 '기원한다'는 뜻의 'stem'에서 유래되었습니다. 줄기세포는 한 개의 세포가 여러 종류의 다른 세포를 생산할 수 있는 특이한 능력을 가진 세포로서 한 세포에서 기원한다는 의미를 내포하고 있습니다. 부딪히거나 넘어져서 피부에 상처가 나면 손상받은 신체 부위의 세포들은 재생능력을 갖추고 있기 때문에 자연스럽게 회복됩니다. 줄기세포는 이처럼 퇴행성 질환이나 심한 외상으로 인한 질병을 치료해 줄 수 있는 새로운 기술 안으로 부상되어 왔습니다. 

 

Researches Successfully Treat Pain Using Human Stem Cells (interestingengineering.com)

 

인간은 정자와 난자가 만나 한 개의 수정란에서 발생을 시작하여 60조에서 100조 개, 210여 가지의 다양한 세포로 분화되었습니다. 신기하게도 우리 몸을 구성하는 세포들을 자기만의 수명을 갖으며 살아가고, 끊임없이 죽고 새로운 세포들이 그 자리를 채웁니다. 줄기세포는 바로 이러한 우리 몸을 구성하는 세포들의 기원이 되는 모세포로서 출생 후부터 극히 소량으로 우리 몸에 존재하면서 인체의 생명활동에 필요한 세포를 만들어 줍니다. 

Cusabio Stem Cell-What a Miraculous Resource in Human Body-CUSABIO

줄기세포는 생명체를 구성하는 세포나 조직의 근간이 되며, 3가지의 대표적인 특징을 지니고 있습니다.

첫 번째, 분화능력을 갖고 있습니다. 줄기세포가 인체의 필요에 의해서 구조 및 기능이 특수화되는 현상으로 줄기세포가 분화하지 않은 상태로 존재하다가 환경에 따라 특정한 기능을 지닌 세포로, 인체의 필요한 다른 조직으로 반복 분화하는 다분화 능력이 있습니다. 두 번째, 자가 재생산이 가능합니다. 자가 복제 능력을 갖고 있어 동일한 형태와 능력을 가진 다른 줄기세포를 만들어 낼 수 있습니다. 세 번째, 호밍 효과를 갖고 있습니다. 정맥 내 줄기세포 투여 시 손상된 부위로 줄기세포 스스로 찾아갈 수 있는 능력이 있습니다. 

 

이런 특징들을 갖는 줄기세포는 크게 수정란에서 유래한 배아줄기세포와 출생 후 우리 몸에 있는 여러 종류의 조직에 존재하는 성체줄기세포로 구분됩니다. 배아줄기세포는 배반포 단계의 수정란에서 형성된 전능 세포(전지전능한 세포)라 말할 수 있고, 성체줄기세포는 신체의 조직 및 장기에 존재하는 다잠재세포(다분화능 세포)라 이야기할 수 있습니다.

배아줄기세포는 말 그래도 배아에서 유래되었고, 수정란이 엄마 뱃속에서 아기로 성장할 때 약 2조 개의 세포가 생기는데 배아줄기세포는 이러한 다양한 종류의 세포로서 발생할 수 있는 전지전능한 능력을 갖고 있습니다. 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 무한한 능력을 가지면서 증식력이 강하고, 무한정 세포 분열할 수 있는 자가생산이 용이한 줄기세포입니다. 그래서 큰 부상이나 질병 등으로 조직이 크게 손상되었을 때 배아 줄기세포를 원하는 조직으로 분화시켜 그 조직을 재생시키는데 이용할 수 있으리라 기대합니다. 하지만 배아줄기세포는 암 형성 가능성과 면역학적 거부반응, 배아 임상 실험에 대한 윤리적인 비판과 반대의 제약의 문제를 갖고 있습니다. 그래서 성체줄기세포를 통한 실험이 더 원활해지고 있는데, 성체줄기세포는 특정 한 조직을 구성하는 세포로 분화되도록 운명이 정해져 있는 세포입니다. 배아줄기세포보다는 줄기세포의 특징을 상실하기 쉬우며 증식의 한계가 있다는 단점을 갖고 있지만, 면역학적 거부반응이 없고, 의학적 적용이 용이하여 안정성과 비윤리적인 문제가 있는 배아줄기세포에 비해 지방, 태반, 골수, 제대혈 등에서 채취할 수 있습니다. 특히 지방조직에 있는 지방 줄기세포와 출산 시 태반에 존재하는 태반 줄기세포는 안전하면서도 분화능력이 뛰어나기 때문에 현대의학으로 치료가 힘들었던 난치성 질환 등의 다양한 세포 손상 질환의 증상을 개선하는데 활용될 수 있습니다. 이처럼 성체줄기세포는 치료에 이용하고자 하는 환자로부터 직접 얻을 수 있어 윤리적인 문제에서 자유롭고 환자 자신의 세포를 이용하는 것이기 때문에 면역 거부반응도 최소화할 수 있는 장점을 갖고 있지만, 몸 안에 소량이 존재하기 때문에 분리가 어렵다는 문제점이 있습니다. 

 

태반 줄기세포은행, 제대혈 줄기세포은행이 존재할 정도로 최근에는 태아가 태어난 뒤 태반과 재대혈을 보관하여 줄기세포 분화를 연구하는 연구소 및 기업들도 늘고 있습니다. 성체줄기 세포의 가장 대표적인 골수에 있는 조혈모 줄기세포는 쉴 새 없이 모든 종류의 혈액세포나 면역세포를 만들어 내고 있는 줄기세포입니다. 보통의 적혈구나 백혈구의 수명이 몇 주에서 120일 정도밖에 안되기 때문에 만약 조혈모 줄기세포가 없다면 수명이 다한 혈액세포들이 죽어 우리도 함께 죽을 수밖에 없습니다. 다행히도 조혈모 줄기세포는 필요한 세포들을 메마르지 않게 생산하고 있고, 심지어 신경세포나 심장 근육세포들 조차도 적은 양이긴 하지만 살아가는 동안에 계속 세포를 만들어내어 뇌 조직이나 심장 조직이 손상되었을 때 재생하는 역할을 하고 있습니다. 

 

간단하게 성체줄기세포의 종류와 그 특성에 대해 알아보겠습니다.

조혈모세포는 혈액을 구성하는 적혈구, 백혈구, 혈소판 등을 비롯하여 T 림프구, B 림프구 등의 면역세포에 이르기까지의 모든 종류의 세포를 생산해내는 줄기세포입니다. 백혈병에 대한 치료를 골수이식을 통해 진행한다고 하는데, 이때 골수 이식이 바로 조혈모 줄기세포들에 해당합니다. 조혈모 줄기세포는 우리 몸안에서 혈액을 생산하는 기관인 골수에서 가장 대표적으로 발견되지만 이밖에도 태아와 태반을 연결하는 제대에서 얻는 탯줄에서도 발견됩니다.

중간엽 줄기세포는 뼈세포, 지방세포, 근육세포, 섬유세포 등 근골격계 세포들로 분화할 수 있는 능력을 가진 줄기세포입니다. 제대혈(탯줄)과 골수 등에 존재하므로 세포 분리가 용이합니다.

신경줄기세포는 우리 몸의 신경계를 이루는 말초신경세포로 성숙 혹은 분화되지 않고 계속 미분화된 상태로 세포수가 늘어나는 줄기세포입니다. 뉴런, 신경교세포, 희소 돌기 아세포, 성상세포로 분화할 수 있는 다능성을 가지고 있습니다. 

심장 줄기세포는 심근세포의 분열 및 증식, 손상이 발생하는 경우 손상된 세포와 조직을 스스로 재생하려는 치료 기전을 가진 줄기세포입니다. 심장을 구성하는 혈관내피세포, 평활근 세포, 심근세포 등으로 분화 가능함이 보고 되고 있습니다. 

 

많은 연구진들은 줄기세포가 손상된 세포를 재생시켜주고, 손상된 세포를 분화하여 정상 세포로의 재생을 기대하고 있습니다. 면역 관련 장기의 기능을 정상화하여 면역을 조절해주며 혈관 신생에 의한 혈액 공급에 도움을 주는 줄기세포의 연구 성과가 언젠가 빛을 바라길 소망하며 포스팅을 마무리하겠습니다.

 

그럼, 오늘 하루도 힐링하세요:)