재생 불량성 빈혈과 싸우기 위한 새로운 길!

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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-10-19
스페인 국립 암 연구 센터(panish National Cancer Research Centre, CNIO) 연구진이 혈액 줄기세포의 악화와 싸우기 위한 새로운 길을 연 것으로 보인다. CNIO의 DNA 복제 연구소장인 Juan Méndez가 이끈 연구 결과로 혈액 세포를 재생하는데 필요한 줄기세포의 노화에 대한 분자 기전을 밝힘으로써 노화에 따른 진행성 기능 쇠약을 감소시킬 수 있는 새로운 길을 제시하였다. 중장기적으로 이번 연구는 재생 불량성 빈혈을 조절하기 위한 치료제 개발에 단초를 제공할 것으로 보인다. 이러한 재생 불량성 빈혈은 항암치료를 받고 있는 화학 및 방사선 치료의 가장 흔한 부작용 중 하나로 알려져 있다. 이번 연구는 저널 `Nature Communications`에 이번 주 게재될 것이다. 2014년 Méndez는 미국 캘리포니아 샌프란시스코 대학 연구진이 이끈 국제 연구에 참여하여 적혈구, 혈소판과 백혈구를 생산하여 면역계를 구성하는 줄기 세포의 노화에 관련한 세포 기전을 발견한 바 있다. 이제 CNIO 연구진은 이러한 현상을 마우스 배아에서도 재현시킬 수 있게 되었다. 이를 위해 마우스 배아에서 MCM3 유전자의 수준을 감소시켰다. 이 유전자는 MCM 복합체의 구성 요소 중 하나로 복제 시 DNA 이중 나선의 두 가닥을 분리시키는 기능을 한다. DNA 복제는 세포가 분열하기 위해 두 개의 딸 세포에 전달되도록 정확한 게놈 복사본을 만든다. 세포는 DNA 복제 과정 동안 높은 MCM 수준을 유지해야 하며 그렇지 않을 경우 복제 스트레스(replication stress)라는 현상이 발생하여 비가역적인 게놈 손상을 야기시킬 수 있다. "우리가 MCM3 유전자의 수준을 전 개체에서 낮추었을 때 복제 스트레스가 여러 혈액 세포 특히 적혈구 전구 세포를 만들 수 있는 줄기세포에 영향을 준다는 것을 발견하였다. 성체에서 적혈구의 생산과 성숙은 골수에서 일어나지만 배아 발생과정 중에 주가 태아 간에서 발생한다. MCM3 결핍 마우스에서 태아 간의 줄기 세포가 퇴화되었으며 배아는 심각한 빈혈이 나타나 태어나는 것을 방해한다. 복제 스트레스가 태아 건 줄기세포를 매우 나이든 세포로 전환시킨다고 볼 수 있다. 이러한 발견은 이식 실험을 통해 증명되었다. 복제 스트레스를 가진 태아 간 세포는 이를 받은 동물에서 혈액 체계를 적절하게 구성할 수 없었다"고 Méndez가 설명한다. 연구진은 또 다른 유전자인 CHK1의 수준을 증가시켜 배아 치사를 막을 수 있었다. "CHK1은 세포가 복제 스트레스를 받지 않도록 보호하는 유전자 중 하나로 알려져 있다. 그것은 DNA 복제를 감독한다: 뭔가 잘못 되었을 때 CHK1은 문제가 해결될 때까지 세포 분열의 속도를 늦추거나 중지한다." MCM3 손실로 인한 복제 스트레스를 받은 마우스와 달리 CHK1의 발현이 높을 경우 마우스 10마리 중 4마리에서 빈열이 눈에 띠게 줄었으며 정상적으로 태어났다. 이 연구의 저자에 의하면, 이번 연구의 흥미로운 점은 복제 스트레스에 의한 빈혈이 화학 요법이나 방사선 치료를 받은 환자의 부작용에서 발생하는 재생 불량성 빈혈과 매우 흡사하다는 것이다. 향후 연구를 통해 이번 결과를 확장시켜 빈혈을 치료할 수 있는 새로운 치료법을 개발하고 혈액 줄기세포의 노화에 미치는 영향을 완화시킬 수 있는 방법을 탐구할 것이다. 사진. MCM3 결핍 및 대조군 마우스 태아 조직에서 복제 스트레스 마커인 ΓH2AX 염색 101299_web.jpg http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-10/cndi-tco101515.php