건국대 연구팀이 주로 체외에서 세포 배양을 통해 만들어지던 유도만능줄기세포를 생체 내에서 역분화 인자 발현을 유도해 체내에서 만능성을 가지는 형태로 새롭게 만드는데 성공했다.

건국대학교 동물생명공학과(2016학년도 줄기세포재생생물학과) 도정태 교수팀은 역분화 유도 생쥐(reprogrammable mouse)라는 새로운 형질전환 생쥐 실험을 통해 기존에 체외에서 세포배양을 통해 만들어지던 체외 유도만능줄기세포와 똑같은 만능성을 가진 ‘체내 형성 유도만능줄기세포 (in vivo iPS cells, 또는 in vivo rPS cells)’를 처음으로 만들었다고 밝혔다 .

도 교수팀의 이같은 연구를 담은 ‘생체 내 형성된 유도만능 줄기세포와 체외 형성된 유도만능줄기세포의 비슷한 특성’ (In vivo reprogrammed pluripotent stem cells from teratomas share analogous peroperties with their in vitro counterparts)”논문은 네이처 퍼블리싱 그룹에서 발행하는 세계적 과학저널 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reprots) 8월28일자에 게재됐다.

유도만능줄기세포는 분화된 체세포에서 역분화 유전자의 과발현 시스템을 통해 만능성을 획득한 세포이다. 이 유도만능줄기세포는 주로 체외에서 세포 배양을 통해 만들어진다. 하지만, 체 내에서 역분화 인자 발현을 유도하여 체 내에서도 유도만능줄기세포를 만들 수 있다. 최초의 체내 유도만능줄기세포는 2013년 네이처에 발표되었는데, 체내에서 만들어진 유도만능줄기세포는 태반조직으로 분화가 가능한 전능성(totipotency)의 특징을 보인다고 보고됐다.

건국대 도정태 교수팀은 체내 유도만능줄기세포 연구를 위해 새로운 형질전환 생쥐를 제작하였다. 즉, Oct4-GFP를 발현하는 역분화유도 생쥐(reprogrammable mouse)를 생산하였는데, 이 생쥐는 독시사이클린이라는 항생제를 먹이면 몸을 이루고 있는 세포들이 역분화 인자인 Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc을 발현하여 테라토마라고 하는 종양이 생기는 생쥐이다.

독시사이클린 처리 이후 형성된 테라토마에서 만능세포가 존재 하면 초록형광단백질(GFP)이 발현하는데, 이 세포를 분리하여 유도만능줄기세포를 수립하였다.

이렇게 수립된 세포가 “체내 형성 유도만능줄기세포 (in vivo iPS cells, 또는 in vivo rPS cells)”이다. 이 방법은 기존 네이쳐에서 발표된 방법보다 진보된 방법이며, 특이한 것은 기존에 발표된 체내 유도만능줄기세포의 특징과 다른 특징을 보였다.

즉, 태반세포로 분화가 되는 전능성이 아닌 태반세포로 분화가 안 일어나는 만능성을 띄고 있었다. 즉, 체내에서 형성된 유도만능줄기세포가 전능성의 특징을 보다는 기존 체외 유도만능줄기세포와 같은 만능성 특징을 보인다.

도정태 교수는 “이 결과는 기존 네이처에서 보고된 결과를 반박할 수 있는 새로운 결과로, 체내 유도만능줄기세포의 정의를 다시 쓰게 됐다”고 밝혔다. 
 

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