피부 섬유아세포를 직접 재프로그램화

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-19

인체 결합조직의 주요 요소인 섬유아세포(fibroblasts)는 가장 일반적인 유형의 세포이다. 펜실베니아대학교 등의 연구자들은 이 높은 가용성을 기반으로 섬유아세포를 기능적 멜라노사이트(melanocytes)로 용도 변경할 수 있는 방법을 발견했는데, 멜라노사이트는 색소를 만드는 세포이다. 이 기술은 흑색종에 대한 새로운 스크리닝 방안은 물론, 백반과 같은 피부 질환 치료를 위한 새로운 세포 기반 치료법의 개발에도 즉각적이고 중요한 의미를 가진다. 이번 연구 결과는 학술지 Nature Communications에 이번 주 실렸다. 이 새로운 기술은 세포성 중개자를 배제할 수 있다. 이번 논문의 선임 저자 쉬(Xiaowei "George" Xu)에 따르면, 직접적인 재프로그래밍을 통해, 다능줄기세포단계를 거치지 않고, 섬유아세포가 멜라노사이트로 직접 전환되고, 그 결과로 이들 세포들은 종양생성 가능성(tumorigenicity)이 없다. 어떤 한 유형에서 다른 유형으로 세포가 변하는 일이 평범하기는 힘들다. 하지만 항상 자연은 항상 그일을 한다. 가장 두드러지게는 생물체가 배아에서 완전한 기능체로 생장함에 따라 세포는 분열하고 다양한 유형의 세포로 분화한다. 줄기세포요법의 경우, 의술은 새로운 임상적 처치를 위해 그러한 세포 특수화(cell specialization)를 잘 진행시키는 방법을 익히는 것이다. 하지만 그 특수화 과정을 제어하고 진행시키는 것은 도전이다. 원하는 세포 유형을 만드는데 필요한 특이적 전사 인자(specific transcription factors)를 확인하기가 어렵다. 또한 세포를 분화가 가능한 유도만능줄기세포로 먼저 변화시키고, 그 다음 원하는 유형의 세포로 변화시키는 필수적인 프로세스가 원치 않은 종양을 만들 수 있다. 쉬 등은 집중적인 문헌 연구로 멜라노사이트 발달에 중요한 10개의 세포 특이적 전사인자를 확인하기 시작했다. 그 다음은 전사인자 스크리닝 분석을 하여, 그 중 세 개의 전사인자 즉, SOX10, MITF, 그리고 PAX3가 멜라노사이트에 필요하다는 것을 발견했고, 이 조합을 SMP3로 명명했다. 먼저 이 SMP3 조합에 대한 검사가 생쥐 배아의 섬유아세포에서 이루어졌고, 그리고 이 검사에서 멜라노사이트 표시가 신속하게 드러났다. 그 다음 단계에서는 사람 유래의 SMP3 조합을 이용한 사람 배아 피부 세포를 이용한 검사가 이루어졌으며, 또 다시 멜라노사이트((human-induced melanocytes, hiMels)가 재빨리 나타났다. 계속된 검사에서 이들 hiMels가 세포 배양체에서뿐만 아니라 헤어패치분석의 이용으로 완전한 동물에서도 멜라닌 색소를 생성하는 정상적인 멜라노사이트로 기능을 한다는 것이 확인되었다. 이 hiMels가 정상적인 멜라노사이트와 모든 측면에서 기능적으로 같은 것으로 확인되었다. 다양한 피부 질환, 특히 세포 기반 치료법이 최고이고 가장 효과적인 방법인 백반의 치료에 이번 새로운 기술이 이용되기를 이 팀은 기대한다. 이 방법은 흑색종 연구에도 새로운 방법을 제공할 수 있다. 흑색종 환자 유래 섬유아세포로부터 멜라노사이드를 생성시킴으로써 그 환자들에서 흑색종이 쉽게 생기는 이유의 확인뿐만 아니라 그 세포를 이용하여 흑색종 발생을 차단할 수 있는 작은 요소들의 탐색도 가능하기 때문이다. 아마도 이번 발견의 가장 중요한 의미는 인체에서 재프로그래밍에 활용 가능한 세포수가 조직 특이적 성체 줄기세포에 비해 섬유아세포가 훨씬 더 많아서, 이 새로운 기술이 다른 세포 기반 치료요법에도 잘 적용될 수 있다는 데 있을 것이라고 한다. 섬유아세포의 직접적 재프로그래밍.jpg http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/uops-ntd121514.php