[기사번역][생물] 피부세포를 이용한 뇌세포만들기

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사람의 피부세포를 뇌세포로 변환시켜내다.

피부세포를 특정한 조합의 세포 조정 분자(cell programming molecules)에 노출시켜 세포를 정상적으로 작동하는 뇌세포로 변환시키는데 성공했다.

본 연구는 세포를 일차적으로 줄기세포로 변환시키는 많은 변환기술과 많은 차이점이 있고, 대상 세포를 바로 뇌세포로 전환시켰기때문에 다른 형태의 세포들로 변환될 위험도 방지할수 있다.

그리고 본 연구가 특별한 이유는 연구팀이 피부세포를 다양한 범위의 뇌세포대신 특정한 타입의 뇌세포로 변환시키는데 성공하였기 때문이다.

저널 뉴런(Neuron)에 개재된 세인트 루이스 주재 와싱턴 약학 대학교(Washington University School of Medicine in St. Louis)(이하 WUSTL)연구진의 보고서에 따르면, 특정한 조합의 마이크로RNA(리보핵산)과 전사 인자(Transcription Factors)을 사용하여 피부세포를 특별한 뇌세포 종류인 중형 돌기 신경(Medium Spiny Neurons)(이하 MSN)으로 재조정하였다.

생성된 MSN는 쥐의 뇌에 주입된후 최소 6개월 살아있었으며 MSN은 움직임을 제어하는데 중요한 역할을 하며 헌팅턴병(Huntington's disease)에 많은 영향을 끼친다.

헌팅턴병은 자식에게 대물림되는 유전병으로써 원치않는 움직임과 점차적으로 정신지체를 유발시킨다. 주로 중년기의 시기에 발병하며 증상은 발병후 점차적으로 나빠지며 약 20년간 생존할수 있다.

기존 세포의 성질을 보인 변환된 세포

WUSTL 발달 생물학 보조 교수로 재직중인 수석 저자 박사 앤드류 유(Dr. Andrew S. Yoo)는 생성된 세포는 쥐의 뇌 내에서 생존하였을 뿐만 아니라 기존 세포들과 비슷한 성질을 띄었다고 말했다.

"MSN은 뇌의 특정한 부위까지 연장해나가는 것으로 알려져있다. 또한 우리는 이식된 인간 세포가 거리가 있는 이 특정 부위의 쥐의 뇌까지 연결한것을 발견하였습니다. 그것이 본 연구의주목할 점 입니다."

이 연구에서는 쥐의 세포나 초기 발달단계의 인간세포가 아닌 성인 피부 세포를 사용하였기 때문에 연구팀은 환자 자신의 세포를 이용한 재생의학의 가능성을 믿고있다. 이러한 사실은 손쉽게 구할수있는 세포와 면역 거부반응 문제를 해결할수 있기에 매우 중요하다.

본 연구를 위해 유 박사와 연구원들은 피부세포를 뇌세포의 환경을 따라해 배양하였다. 이미 이전 연구에서 그들은 작은 두 RNA분자, miR-9와 miR-124가 피부세포를 다른 종류의 뇌세포로 변환시키는 것을 발견한바 있다.

아직 연구팀은 정확히 어떤 경로로 이러한것이 일어나는지에 대하여 연구중에 있으며 이 작은 두 RNA분자가 세포속 빽빽하게 포장되어있는 뇌세포를 만드는 설명서가있는 DNA사이를 열어 세포의 발달과 기능을 켜는 유전자를 노출시킨것으로 믿고있다.

피부세포를 이 작은 RNA에 노출시키는 것이 뇌세포로의 변환하는것을 확인한 연구팀은 화학 신호의 미세 조정에 돌입하였다. 이러한 과정은 이미 중형 돌기 세포속에 흔히 찾을수 있는 전산 인자분자를 추가하는 것을로 이루어 졌다.

전산 인자는 세포가 특정한 타입을 되도록 유도한다.

같은 대학 신경과학 대학원생이자 공동 저자인 매튜스 빅터(Matheus B. Victor)는 작은 RNA 분자가 "큰일을 한다(doing the heavy lifting)"고 말하며

"이 분자들이 피부세포가 신경으로 변화하는데 기본적인 역할을 가지고 있다. 우리가 추가한 전산 인자는 피부세포가 하위 유형의 MSN세포로 변화하는것을 유도한다. 우리는 전산 인자를 다른것으로 바꾸는 것으로 다른 종류의 신경세포를 만들어 낼수있다고 생각한다."

연구팀은 또한 작은 RNA없이 전산 인자에만 노출된 피부세포가 성공적으로 변환되지 않을것을 보여주었다.

연구팀은 추가적인 실험을 통해 새 뇌세포가 기존은 MSN과 같은 특징을 가진것을 확인하였다. 새 뇌세포는 다른 종류의 신경세포에서는 발현하지 않는 특별한 유전자를 표현(expressed)하였다.

그리고 새 세포가 쥐의 뇌에 이식되었을때 세포의 형태가 기존 MSN처럼 변화하고 행동하는것을 확인하였다.

이제 연구팀은 허팅턴병을 앓고있는 환자의 피부세포를 본 연국에서 발견한 새로운 방식으로 MSN으로 변환시키고 있다. 또한 변환된 세포를 병을 앓고있는 쥐에게 주사할 계획이다.

본 연구는 많은 사람들의 기금과 미 국립보건원으로부터 지원을 받았다.

번역: DBJ

원본및 출처: Paddock, C. (2014, October 24). "Scientists convert human skin cells directly into brain cells." Medical News Today. Retrieved from http://www.medicalnewstoday.com/articles/284377.php.