미국 스탠포드-인간배아줄기(ES) 세포에서 원하는 체세포로 분화를 유도한 다음 종양을 형성할 수 있는 미분화 세포를 제거하는데 도움이 되는 새 항체가 발견됐다. 기형종이란 내배엽 ·중배엽 ·외배엽에서 유래한 조직이 혼합되어 생긴 조성이 가장 복잡한 종양을 가리킨다.
스탠포드대학 줄기세포생물학 재생의료연구소 어빙 와이스먼(Irving L. Weissman) 소장은 이 항체를 항발생단계 특이적항원(stage-specific embryonic antigen; SSEA)-5로 이름붙였다고 Nature Biotechnology에 발표했다.
인간 ES 세포에 대한 단클론항체 제작
ES세포와 다기능성인공줄기(iPS)세포 등 인간 만능줄기세포(PSC)를 이용한 재생의료에는 안전성 확보가 필수다.
해결해야 할 과제도 있다. PSC에서 원하는 체세포로 분화를 유도한 다음 세포에 남아있는 미분화세포의 기형종(테라토마) 형성 등 발암 위험을 제거하는 일이다.
PSC의 일반적인 분화에서는 다양한 세포가 혼합된 상태에서 배양되는 경우가 많은데 미분화세포가 1개라도 있으면 기형종이 발생할 위험이 있기 때문이다.
그래서 와이스먼 소장은 분화된 세포 속에서 미분화세포만을 인식해 결합 및 제거에 도움되는 항체 개발을 연구하기로 했다.
일부 유사한 항체가 있지만 단독으로 미분화 세포를 제거할 만큼 특이도는 높지 않다.
소장팀은 이를 보완하기 위해 다양한 기능을 가진 미분화 세포와 결합하는 새로운 항체를 만들었다.
그리고 이 항체와 시판되는 항체에서 미분화 세포와 강력하게 결합하는 항체가 있는지를 확인했다. 그 결과, 소장팀이 제작한 클론항체 중 하나가 특이도와 결합력이 뛰어난 것으로 밝혀져 이를 항SSEA-5로 이름붙였다.
이 항체가 결합하는 세포는 PSC에 특이적인 유전자를 크게 발현시켜 ES 세포와 유사한 모습을 갖추고 있다.
또한 ES 세포주의 기원이 되는 인간초기배와 강력하게 결합했다. 이 항SSEA-5 항체가 결합한 인간 ES세포를 마우스에 이식한 결과, 7번의 이식 모두 기형종이 형성되는 것으로 관찰됐다.
반면 이 항체가 결합하지 않은 세포를 이식한 경우에는 11번 가운데 3번만 기형종이 발생했다.
또한 PSC와 결합하는 2종류의 항체를 항SSEA-5항체에 병용투여한 결과, 미분화 PSC와 분화된 체세포를 거의 완전하게 분리할 수 있었다.
일부 미분화 세포는 생존하는 것으로 나타났지만 이들은 다양성이 떨어지는 소규모 집단이었다고 한다.