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줄기세포교실 한동욱 교수팀, 고효율 간줄기세포 생산 기술 개발

230 2018.03.29 13:58

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담관세포 관련 질병치료 및 신약개발에 활용 기대

건국대 의학전문대학원 줄기세포교실 한동욱 교수 연구팀이 교차분화기술을 이용한 고효율 간줄기세포를 생산 기술을 개발했다. 또 2차교차분화를 통해 고효율 담관세포 분화가 가능한 담관줄기세포 생산이 가능하다는 것을 확인하고, 노치신호체계에 의해 조절된다는 것을 규명했다. 노치신호는 세포내에서 세포의 분화, 증식, 생존, 사멸 등을 조절하는 단백질이다.

이 결과는 기존의 유도간줄기세포 교차분화 기술의 한계점을 극복하고 추후 담관세포 관련 질병을 치료하기 위한 세포치료제 및 신약개발에 중요한 원천기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.   


(그림1. 연구결과 요약) 

2013년에 보고된 유도간줄기세포로의 교차분화 기술은 0.5% 이하의 낮은 생산 효율과 담관세포로의 제한적인 분화능을 보이는 한계점을 가지고 있었다. 이러한 한계점들은 임상 적용에 필요한 수준의 간줄기세포 및 담관세포를 대량으로 확보하는데 큰 걸림돌이 되어왔다.

한동욱 교수 연구팀은 이를 극복하기 위해 여러가지 유전자 조합을 비교분석해 기존 방법에 비해 월등히 높은 효율로 유도간줄기세포를 생산할 수 있는 새로운 유전자 조합 (Hnf1a+Foxa3, 1a3)을 찾아냈다. 나아가 기존 방법에 의해 생산된 유도간줄기세포(Hnf1b+Foxa3, 1b3)와 다양한 분석법을 통해 비교 분석한 결과 기존 유도간줄기세포에 비해 유전자의 발현이 보다 체내 간줄기세포와 유사하고 담관세포로의 분화능이 월등히 우수한 것을 확인했다.(그림2).

 

(그림2. 고효율 유도간줄기세포 생산 기술개발) 

또 한동욱 교수 연구팀은 유도간줄기세포의 2차 교차분화를 유도해 유도담관줄기세포를 생산할수 있는 기술을 개발했으며, 이는 노치신호체계에 의해 조절된다는 것을 규명했다. 특히 유도담관줄기세포를 동물모델에 이식했을 경우 높은 효율로 담관세포로 분화가 가능하다는 것을 확인했다.(그림3).

 

(그림3. 담관줄기세포 생산) 

한동욱 교수는 “이번 연구를 통해 기존 간줄기세포 교차분화 기술의 한계점인 낮은 생산 효율과 제한된 분화능을 했다”며 “특히 담관줄기세포로의 교차분화 원천기술 개발을 통해 고효율의 담관세포 생산 기술을 개발함으로써 향후 다양한 담관세포 관련 질환의 치료를 위한 새로운 원천기술을 확보했다는 점에서 큰 의의가 있다”고 말했다.

건국대 의학전문대학원 줄기세포교실 한동욱 교수가 주도하고 임경태(박사), 김종훈(박사과정), 황선인(박사과정)이 공동으로 수행한 이번 연구결과는 농촌진흥청의 차세대바이오그린21사업과 한국연구재단의 뇌과학원천기술개발사업, 중견연구자지원사업, 선도연구센터지원사업, 국제화기반조성사업의 지원으로 수행됐다. 이번 연구 결과는 셀 자매지인 세계적 과학 학술지 ‘스템셀 리포트(Stem Cell Reports)’ 온라인판 (3월 29일자)에 게재되었다. (논문명: Direct Conversion of Mouse Fibroblasts into Cholangiocyte Progenitor Cells)

*교차분화(direct conversion): 체세포에 특정 유전자를 도입하여 유도만능줄기세포 단계를 거치지 않고 원하는 특정세포로 직접 전환시키는 기술