윤홍덕 서울대 교수팀, 영양상태로 줄기세포 효율조절 매커니즘 밝혀

 국내 연구진이 영양상태에 따라 줄기세포의 효율이 조절되는 핵심원리를 밝혀냈다.

교육과학기술부는 서울대 윤홍덕(48) 교수팀이 피부세포가 유도만능줄기세포로 역분화하는 과정에서 세포의 영향상태에 따라 당화가 달라져 역분화 효율이 크게 좌우되며, 줄기세포의 전분화능과 자기재생능력도 조절된다는 사실을 규명했다고 20일 밝혔다.

전분화능이란 만능줄기세포가 갖는 특징 중 하나로 태아나 성체의 모든 종류에 세로포 분화할 수 있는 능력을 말한다.

윤 교수 외에 장현철 박사와 김태완 박사과정생이 참여한 이번 연구 성과는 생명과학전문지 '셀(Cell)'의 자매지인 '세포줄기세포지(Cell Stem Cell)'에 18일자 온라인판에 게재됐다.

당화는 단백질에 포도당이 결합하는 것으로, 세포의 영양상태에 따라 단백질의 당화 정도가 달라지게 된다. 그런데 부적절한 당화는 당뇨, 신경질환, 심혈관질환 및 암 등 현대인의 만성질환을 일으키는 원인이 될 수 있다고 알려져 있다.

하지만 지금까지 줄기세포에서 당화가 어떤 역할을 하는지는 거의 알려지지 않았다.

이에 윤 교수팀은 피부세포를 유도만능줄기세포로 역분화시키는 과정에서 영양상태를 반영시켜 당화를 증가시키면 역분화 효율도 증가되며, 줄기세포에서 유전자 조작으로 당화를 인위적으로 감소시키면 줄기세포의 자기재생능력이 떨어진다는 사실을 발견했다.

특히 연구팀은 이 현상을 분자수준에서 확인한 결과, 줄기세포를 제대로 유지하는데 핵심적인 역할을 하는 Oct4 단백질이 당화에 의해 조절된다는 것을 확인했다.

또한 당화되지 못한 Oct4 단백질은 줄기세포를 유지하지 못할 뿐만 아니라 유도만능줄기세포를 형성하지 못한다는 것도 밝혀냈다.

윤 교수는 "이번 연구성과는 영양상태가 Oct4 단백질에 영향을 줘 줄기세포의 전분화능과 유도만능줄기세포의 형성에 직접 관여한다는 사실을 밝힌 것"이라며 "향후 부작용이 없는 환자 맞춤형 유도만능줄기세포의 제작과 세포치료제 개발에 새로운 지평을 열었다고 평가받고 있다"고 말했다.