【보스턴】 조슬린당뇨병센터 발생·줄기세포생물학 연구책임자인 하버드대학 병리학과 에이미 와저스(Amy Wagers) 교수팀은 골수에서 나온 조혈 줄기세포의 증식과 이동에 관여하는 유전자 분류에 성공했다고 Cell Stem Cell(2008 2: 380-391)에 발표했다.

이번 지견은 향후 골수이식과 조혈줄기세포 이식에 중요한 영향을 줄 가능성이 있을 것으로 예상된다.

미국에서는 백혈병, 림프종, 면역부전을 비롯한 다양한 질환을 치료하기 위해 연간 약 4만 5,000명이 골수이식 또는 말초혈관내피 전구세포를 이식받는다.

장기적으로 볼 때 조혈 줄기세포를 이식하면 당뇨병 환자는 강력한 면역억제제를 장기간 복용하지 않아도 췌장 속에 있는 췌도 세포이식에 대한 내성을 높일 수도 있다.

또한 조혈 줄기세포 등 혈구계 세포로 분화하는 줄기세포의 이식은 1형 당뇨병을 일으키는 자가면역 과정을 억제시키는데도 유용할 수 있다.

골수이식과 조혈 줄기세포 이식의 성공 여부는 수혜자의 정맥 속에 주입된 조혈 줄기세포의 능력에 좌우된다.

대부분의 조혈 줄기세포는 골수에 존재하며 수혜자의 혈중에서 골수로 정확하고 효율적으로 이동한다.

조혈 줄기세포는 골수에 도달하면 성숙한 혈액세포에 들어가 증식한다.

이 대학 줄세포연구소의 주임 교원인 와저스 교수는 전사인자인 early growth response (EGR)-1유전자가 없는 쥐의 골수에 들어있는 조혈 줄기세포에서는 보통 쥐의 줄기세포에 비해 세포분열 속도가 약 2배 빠르다는 사실을 발견했다.

또한 EGR-1 유전자가 없는 쥐에서는 혈류 속의 조혈 줄기세포수가 많다는 사실도 발견했다.

이번 연구는 EGR-1 유전자가 조혈 줄기세포의 이동과 증식을 조절한다는 사실을 발견한 최초의 연구다. 과거 연구에서는 이 전사인자가 종양을 억제시키는 인자로 밝혀졌다.
　
이식 후 감염증 예방에도

와저스 교수는 “전사인자 EGR-1은 세포의 이동과 증식 양쪽 과정에서 중요한 역할을 담당한다. EGR-1은 줄기세포의 이동을 조절하는 경로를 발견하는 계기가 될 것”이라고 말했다.

EGR-1을 억제하면 골수에서 생산되는 조혈 줄기세포와 혈중으로의 이동이 증가한다는 사실이 나타남에 따라 골수이식으로 줄기세포의 활동을 조절하는데 이 경로를 타깃으로 삼을 가능성이 시사됐다.

교수는 “세포 이동 과정은 매우 중요하다. 조혈 줄기세포가 혈중에서 골수로 이동하는 것은 이식을 성공시키는데 필수적이다. 또한 그 반대 과정인 골수에서 혈중으로의 이동(세포동원)을 이식 전 제공자의 세포를 모으는데도 점차 많이 이용되고 있다”고 말한다.

교수는 “향후 이 전사인자가 조절하는 유전자가 분류되면 그 유전자를 타깃으로 삼아 줄기세포 운동이 부족한 환자에게 줄기세포의 이동을 증가시키는 새로운 방법을 개발할 수 있을 것”이라고 지적한다.

또한 “골수이식 환자는 이식 후 일정기간 혈액세포수가 부족하기 때문에 감염증에 걸리기 쉽다. EGR-1 유전자를 조작하여 순환 혈구를 정상 수치로 빠르게 회복시키는 메커니즘을 발견하게 되면 환자에게는 상당한 도움이 될 것”이라고 말한다.

현재 교수팀은 혈액계 전체를 유지하여 혈액계를 완전히 재생시킬 수 있는 조혈 줄기세포와 골격근 형성에 관여하는 골격근의 위성세포에 주목하여 연구 중이다.

이 연구는 구별가능한 2종류의 성인 줄기세포의 유주, 증식, 재생능을 조절하는 메커니즘을 분류하는데 목적을 두고 있다.