유도만능줄기세포 위험성 실험통해 첫 규명

건국대 연구팀 밝혀내

[아시아경제 정종오 기자]외래유전자를 주입한 유도만능줄기세포 위험성이 처음으로 규명됐다. 국내 연구팀이 외래 유전자가 주입된 유도만능줄기세포를 신경줄기세포로 분화시킨 후에도 그 상태를 유지하지 못하고 다시 유도만능줄기세포로 되돌아가는 현상을 처음으로 규명했다.

신경줄기세포를 만들지 못하고 다시 유도만능줄기세포로 되돌아가게 되면 종양으로 발전돼 생명에 큰 위험을 초래한다. 이번 연구는 외래 유전자가 주입된 유도만능줄기세포의 위험성을 실험적으로 증명하고 그 메카니즘을 처음으로 밝힌 것이어서 눈길을 끌고 있다.

▲도정태 교수.[사진제공=건국대]

유도만능줄기세포는 분화된 체세포에서 역분화 유전자의 발현으로 만능성을 획득한 세포를 말한다. 이 유도만능줄기세포는 신체를 이루는 모든 조직세포로 분화가 가능한 배아줄기세포와 유사한 특성을 가진 세포이다. 환자 맞춤형 세포치료에 이용하기에 적합한 기술로 2012년 노벨생리의학상을 받은 세계적으로 각광받는 기술이다.

초기에 개발된 바이러스를 이용한 역분화 기술은 외래 유전자가 세포핵에 삽입돼 안전하지 않았다. 외래 유전자 주입이 없이 유도만능줄기세포를 만드는 기술이 속속 개발되고 있다.

국내 연구팀은 바이러스를 이용해 만들어진 유도만능줄기세포에 삽입돼 있는 외래 유전자 발현의 변화를 관찰했다. 삽입돼 있는 외래 유전자들은 유도만능줄기세포로 역분화되는 과정에서 발현이 억제된다. 이는 만능줄기세포 상태에서 많이 발현하는 DNA 메틸화효소에 의해 삽입돼 있는 외래 유전자가 메틸화 돼 발현이 억제되기 때문으로 알려져 있다. 유도만능줄기세포가 신경줄기세포로 분화돼 DNA 메틸화효소가 감소되면 메틸화돼 억제됐던 외래 유전자가 다시 발현한 것이다.

외래 유전자(역분화인자)가 다시 발현되면서 분화된 신경줄기세포가 그 상태를 유지하지 못하고 다시 유도만능줄기세포로 되돌아가는 것을 관찰했다. 이러한 현상이 체내에서 일어난다면 이식된 세포에서 종양이 발생할 수 있다는 것을 의미한다.

이번 연구는 건국대 동물생명공학과 도정태 교수 연구팀이 수행했다. 도 교수팀의 '유도만능 줄기세포(iPS cells)에서 분화된 신경줄기세포의 자발적 만능성 회복 (Neural stem cells differentiated from iPS cells spontaneously regain pluripotency) 연구'는 한국연구재단과 농촌진흥청 차세대 바이오그린21사업의 지원으로 이뤄졌다. 줄기세포 분야 국제 학술지인 스템 셀(Stem Cells)6월4일 온라인판에 실렸다.

도정태 교수는 "외래 유전자 삽입 없는 방법으로 유도만능줄기세포를 만들어야 한다는 것을 실험적으로 증명한 첫 연구 보고"라며 "현재 바이러스를 이용하지 않고 외래 유전자 삽입이 없는 안전한 유도만능줄기세포 수립 기술과 메카니즘 연구를 진행하고 있다"고 말했다.