'역분화 만능줄기세포'를 처음으로 개발한 일본의 야마나카 신야 교수가 노벨상을 받으면서 다시금 줄기세포 연구에 관심이 쏠리고 있다.

역분화 만능줄기세포를 비롯한 줄기세포 관련 용어를 정리해 본다.

◇줄기세포(stem cell) = 줄기세포란 신체 내에 있는 모든 세포나 조직을 만들어 내는 기본적인 세포를 말한다.

줄기세포 자체는 아직 분화가 결정되지 않은 '미분화 세포'다.

즉 난자와 정자가 수정돼 처음 생긴 수정란은 분열을 거듭하고 세포 수가 많아지게 되는데 이 과정에서 어떤 세포가 다리가 되는지, 뇌는 어떤 세포인지 등이 정해지지 않은 시기를 말한다.

이게 결정돼 특정한 세포로 진행될 때 이를 분화라고 한다.

우리 몸의 근육·뼈·내장·뇌·피부 등 신체 각 기관조직으로 전환될 수 있는 분화능력을 가진 줄기세포는 사람의 배아를 이용해 만들 수 있는 '배아줄기세포(복수기능 줄기세포)'와 혈구세포를 끊임없이 만드는 골수세포와 같은 '성체줄기세포(다기능 줄기세포)'로 나뉜다.

여기에 이번에 노벨상을 받은 역분화줄기세포(iPS)가 추가된다.

◇배아줄기세포 = 배아줄기세포에서 `배아(embryo)'는 생식세포인 정자와 난자가 만나 결합된 수정란을 의미하며 일반적으로 수정된 후 조직과 기관으로 분화가 마무리되는 8주까지의 단계를 가리킨다.

배아는 보통 5∼7일 동안 세포분열을 거쳐 100-200여개의 세포로 구성된 `배반포 기배아(blastocyst)'로 발생, 자궁에 착상하며 계속해서 세포분열과 분화 과정을 통해 인간 개체로 발생한다.

배아줄기세포는 착상 직전 배반포기배아나 임신 8~12주에 유산된 태아에서 추출한 줄기세포를 의미하는 것으로, 인간으로 발생하는 세포이기 때문에 인체를 구성하는 모든 세포로 분화할 수 있다.

이 과정에서 줄기세포의 분화를 억제시켜 210여개 장기로 발달할 수 있는 능력을 가진 원시세포를 유지시켜 준 상태를 배아줄기세포주(Stem Cell line)라고 한다.

◇ 성체줄기세포 = 성체줄기세포는 배아줄기세포와 달리 사람의 지방이나 골수, 탯줄혈액(제대혈) 등에서 얻을 수 있다.

그동안 배아줄기세포에 비해 분화 능력이 떨어지는 것으로 여겨졌던 성체줄기세포도 최근에는 근육세포와 간(肝)세포, 심장세포 등으로 분화할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 성체줄기세포를 이용한 질병치료가 활발해지고 있는 추세다.

국내에서는 이미 3개의 줄기세포치료제가 식품의약품안전청의 승인을 받아 질병 치료에 사용되고 있다.

이중에는 환자 자신의 줄기세포(자가)가 아닌 다른 사람의 줄기세포를 사용하는 치료제도 선보였다.

이밖에도 성체줄기세포를 이용한 임상시험은 척수마비환자 등을 대상으로 활발히 진행되고 있다.

임상실적만 놓고 보면 배아줄기세포에 비해 훨씬 앞서가고 있는 셈이다.

특히 성체줄기세포는 면역거부반응 문제를 어느 정도 해결한 데다 안전성 측면에서도 큰 문제가 없어 앞으로 임상적용이 더 확산될 전망이다.

◇역분화 만능줄기세포 = 역분화는 수정란이 분화해 줄기세포가 되거나, 난자를 이용해 배아줄기세포를 만드는 것과 달리 다 자란 세포에서 배아줄기세포와 같은 만능세포를 만들어내는 것을 말한다.

역분화 만능줄기세포(iPS)라는 이름은 올해 노벨 생리의학상을 받은 일본의 야마나카 신야가 고안했다.

이 줄기세포가 주목받는 것은 임상에 적용될 경우 환자 자신의 체세포(성숙세포)만을 이용하기 때문에 세포치료시 나타날 수 있는 면역거부반응을 원천적으로 해결할 수 있을 것이라는 점이다.

때문에 줄기세포를 이용한 세포치료제 중 가장 이상적인 방식으로 평가받고 있다.

보통 역분화를 일으키는 유전자 4개를 바이러스에 넣은 뒤 이 바이러스를 성체 세포에 감염시켜 역분화 세포를 만드는 게 일반적인 방식이다.

그러나 바이러스를 이용한 역분화 만응줄기세포의 경우 특정 세포로 분화된 뒤 세포 사멸이나 미분화 유전자 발현에 따른 암발생 등의 이상이 나타날 수 있다는 점 때문에 아직 상용화에는 이르지 못했다.

(서울연합뉴스) 김길원 기자 bio@yna.co.kr

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