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[지금 해외에서는]줄기세포 치유능력 향상 화학처리 방법

DNA 복구 분자, 53BP1의 새로운 역할 등


성체줄기세포는 하루 종일 소파에 파묻혀 TV나 보며 지내는 사람과 같다. 오래 내버려 두면 살이 찌고 중요한 표면단백질을 상실해 운동성이 떨어지고 치유능력을 잃는다. 미국 하버드대학교와 MIT의 연구진은 'Bioconjugate Chemistry' 10월 31일호에 실린 논문에서, 간단한 화학처리를 통해 줄기세포를 소파에서 일으켜 치료표적으로 이동시키는 방법을 개발했다고 발표했다.

연구진은 SLeX(Covalently conjugated sialyl Lewis X)라는 분자를 줄기세포의 표면에 부착했는데 이 처리과정은 45분밖에 걸리지 않았으며, 이로 인해 줄기세포의 중요한 생물학적 기능을 회복시킬 수 있었다고 한다.

연구진은 "줄기세포요법에 있어서 가장 큰 장애물 중의 하나는 줄기세포를 목표지점에 전달하는 것"이라며 "혈류는 천연의 전달 매개체이지만, 줄기세포는 배지에서 배양된 후에는 혈관을 경유해 이동하지 않는 것이 보통이다. 우리의 연구는 이러한 장애를 극복한 것"이라고 말했다.

혈류 안으로 주입된 세포가 치료기능을 발휘하려면 먼저 표적조직에 도달해야 한다. 그러나 배양된 줄기세포는 혈류와 함께 움직이는 경향이 있다. 즉 줄기세포는 혈류에 실려 인체를 빠르게 이동하므로 혈관의 벽과 거의 접촉하지 않는다.

따라서 줄기세포는 혈관벽의 세포 사이를 비집고 나가 주변의 조직으로 침투할 기회가 별로 없다. 성체줄기세포가 조직에서 집락을 형성하고 손상된 구조를 복구하려면 혈류로부터 벗어나는 것이 급선무다. 올해 2월 브리검 여성병원의 연구진은 성체줄기세포의 표면에 특별한 분자를 부착함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다고 밝힌 바 있다.

이 분자는 SLeX의 사촌뻘 되는 것으로 혈관벽의 단백질과 일시적으로 결합하는 성질이 있다. 즉 일종의 약한 접착테이프와 같은 작용을 하는 것이다. 그러나 브리검 여성병원팀의 방법은 효소를 필요로 하였기 때문에, 복잡한 화학적 방법이 수반되었다.

그러나 이번에 하버드-MIT팀이 개발한 방법은 효소를 사용하지 않고 동일한 효과를 거둘 수 있다는 장점이 있다. [전문바로가기]

◆DNA 복구 분자, 53BP1의 새로운 역할
ⓒ2008 HelloDD.com


인간의 면역계는 다양한 외계의 침입자에 대항하는 매우 유연한 무기를 갖고 있다. 인간의 림프구는 자신의 DNA를 뒤섞는(reshuffling) 책략, 즉 DNA 재조합(recombination) 전략을 이용해 병원체를 무찌르는 다양한 무기를 만들어 내도록 진화했다.

미 국립암연구소의 연구진이 네이처 최근호에 기고한 논문에 의하면, DNA의 수리에 관여하는 것으로만 알려져 있었던 '53BP1'이라는 분자가 'V(D)J 재조합'이라는 면역세포의 DNA 재조합 과정에 광범위하게 참여하는 것으로 확인됐다고 한다.

면역세포에 있어서 DNA 재조합의 오류는 파국적인 결과를 초래할 수 있기 때문에, 이번 연구는 백혈병이나 B세포 림프종과 같은 심각한 암이 발병하는 과정을 설명하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 'V(D)J 재조합'(Variable, diversity and joining recombination)은 면역계에 다양성을 제공하는 수단이다.

V(D)J 재조합은 DNA의 로커스(locus)들을 뒤섞어 다양한 TCR(T세포 수용체)과 Ig(이뮤노글로불린) 레파토리를 생성해 다양한 세균·바이러스·기생충·암세포 등을 인식하게 한다. 인체가 이제껏 듣도 보도 못한 병원체에 대한 항체를 만들어낼 수 있는 것은 바로 V(D)J 재조합 덕분이다. V(D)J 재조합은 면역세포의 성숙과정에서 일어나는 또 다른 종류의 DNA 재조합인 '클래스교체 재조합'과 구분된다.

즉 클래스교체 재조합은 항체의 종류를 예컨대 IgM에서 IgG로 바꾸는데, 이 과정에서 불변영역은 바뀌고 가변영역은 바뀌지 않는다. 따라서 가변영역이 바뀌지 않으므로 항원특이성은 변함이 없고, 상이한 이펙터 분자(effector molecules)와 상호작용하게 된다. [전문바로가기]

◆관절염 환자들의 당뇨 발생을 예방해주는 항말라리아 약물

항말라리아 약물이 류마티스 관절염 환자들의 당뇨 발생을 예방시켜주는 것으로 확인됐다고 샌프란시스코에서 개최된 미국 류마티스학회 연례회의에서 발표됐다. 이번 결과는 건강관리 조직인 Geisinger에서 2000년부터 2008년까지 류마티스 관절염 치료를 받은 2093명의 환자들을 분석해 얻어졌다.

이번 조사에서 가장 중점을 둔 것은 항말라리아 약물인 하이드록시클로로퀴닌(HCQ)의 이용과 이들 환자들의 당뇨병 발생이었다. HCQ는 원래 말라리아 치료제로 개발됐지만 류마티스 관절염과 다른 자가면역 질환 치료에도 이용되고 있다.

또한 이론적으로는 내당능을 개선시켜 당뇨병을 예방하는 효과가 있다고 생각돼 왔으며, 시험관 시험이나 동물실험에서는 인슐린분비와 말초조직 내 인슐린 감수성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 이번 시험에서는 류마티스 관절염 때문에 HCQ를 이용한 환자들은 새로운 당뇨병 발생이 53%나 낮은 것으로 확인됐다.

연구를 주도한 Geisinger의 류마티스 전문가인 Androniki Bili 박사는 "HCQ는 안전하고 저렴한 제네릭(generic) 약물이 있기 때문에 당뇨 발생 위험이 높은 다른 그룹에게도 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다"고 설명했다. 그러나 연구팀은 HCQ가 어떻게 당뇨병 발생을 예방하는지를 정확히 알아내지는 못했으며 당 내성을 향상시켜서 영향을 끼친 것으로 추측하고 있다. [전문바로가기]

◆지구냉각효과 일으키는 화학물 생산하는 산림

과학자들은 나무가 구름을 두껍게 만드는 화학물을 생산하는 것을 발견했으며 이것은 지구온난화의 문제를 해결할 수 있는 새로운 방법으로 사용할 수 있다고 주장했다. 나무는 지구의 기후에 있어서 기존에 생각했던 것 보다 훨씬 중요하다고 새로운 연구에서 발견됐다. 또한 산림은 태양빛을 막을 수 있다.

영국과 독일의 과학자들은 나무가 구름을 더욱 두껍게 만드는 화학물을 배출한다는 사실을 발견했다. 이 구름은 태양빛을 반사해서 지구의 온도를 낮추도록 한다. 이번 연구는 산림을 훼손하는 것은 지구온난화를 생각했던 것보다 더 빠르게 가속화시키는 것이라고 주장했다. 또한 현존하는 나무를 보호하는 것은 지구온난화의 문제를 해결하는 최상의 방법이 될 것이라고 이번 연구는 주장했다.

리즈 대학 기후 및 대기과학연구소의 도미닉 스프라클렌(Dominick Spracklen)은 "우리는 이러한 현상이 매우 중요한 영향을 준다고 생각한다. 산림은 기후시스템의 에어컨과 같은 역할을 한다"고 말했다. 과학자들은 테르펜(terpenes)이라고 불리는 화학물에 초점을 맞췄다.

이 화학물은 캐나다와 스칸디나비아 그리고 러시아와 같은 북반구 지역의 한대산림지역에서 배출된다. 이 화학물은 소나무 숲에서 매우 특이한 냄새를 만들어낸다. 하지만 이 기능에 대해서 학자들은 알아내지 못했다. 일부 전문가들은 이 나무에서 배출되는 것이 일종의 통신수단이라고 생각했지만 다른 학자들은 공기오염으로부터 보호한다고 주장하고 있다.

[전문바로가기] [자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]
 
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