성체줄기세포 분화조절 유전자·원리 밝혀

성체줄기세포가 특정 세포로 분화하는 과정을 조절하는 유전자와 그 유전자가 작용하는 원리를 국내 연구진이 밝혀냈다.

교육과학기술부는 서울대 강경선 교수가 주도하고 서광원 박사, 박상범·서민수·유경록 박사과정생이 참여한 연구팀이 성체줄기세포 분화와 성장에 `SOX2` 유전자가 관여한다는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다.

SOX2 유전자는 앞서 최근 연구를 통해 배아줄기세포나 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)가 어떤 세포로도 분화할 수 있는 능력, 이른바 `전분화능(pluripotency)`을 유지하는데 결정적 역할을 하는 것으로 밝혀진 바 있다.

그러나 정확한 원리나 성체줄기세포에서의 역할 등에 대해서는 지금까지 알려진 바가 없었다.

연구진은 성체줄기세포에서 어떤 과정을 거쳐 SOX2 유전자가 발현하고 기능하는지를 살폈다. 그 결과, SOX2는 `윈트 신호(Wnt Signaling)`를 억제하는 또 다른 유전자 `DKK1`의 발현을 좌우함으로써 결과적으로 성체줄기세포의 `다분화능(multipotent)`을 유지할 뿐 아니라 특정 세포로의 분화 과정도 조절하는 것으로 확인됐다.

다분화능은 여러가지 종류 세포로 분화할 수 있는 잠재력을 말하지만, 배아줄기세포 등의 전분화능에 비해 다소 제한적인 상태를 말한다.

윈트 신호란 단백질 윈트를 중심으로 이뤄지는 줄기세포 간 신호 전달 체계로, 세포의 성장과 분화에서 중요한 역할을 맡고 있다. 이 신호 체계가 비정상적으로 활발해지면 암 또는 암줄기세포의 증식이 촉진되는 것으로 알려져있다.

더구나 이 같은 `SOX2-DKK1-윈트신호` 체계에 따른 SOX2 유전자의 작용 원리는 성체줄기세포뿐 아니라 배아줄기세포나 유도만능 줄기세포에서도 같다는 사실이 이번 연구에서 확인됐다.

김경선 교수는 "SOX2 유전자가 성체줄기세포에서 분화나 성장을 조절하는 등 배아줄기세포에서와는 다른 역할을 한다는 사실을 처음 밝혀냈다"며 "앞으로 SOX2 유전자 제어를 통해 성체줄기세포를 원하는 세포로 증식, 분화시키는 기술이 개발되면 여러 효능의 세포 치료제 개발이 가능할 것"이라고 설명했다.

이 논문은 세계적 과학 권위지 `네이처(Nature)`가 발간하는 기초의학분야 학술지 `세포 사멸과 분화(Cell Death and Differentiation)` 1일자 온라인판에 실렸다.

[연합뉴스]