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체세포로부터 신경줄기세포 형성을 통한 새로운 역분화 유도만능줄기세포 제조기술 개발
성과명 체세포로부터 신경줄기세포 형성을 통한 새로운 역분화 유도만능줄기세포 제조기술 개발 조회 3955
사업명 21세기 프론티어연구개발사업, 줄기세포선도연구팀육성사업 지원기관 교육과학기술부, 세포응용연구사업단
연구자명 유승권 교수팀 연구기관 고려대 생명공학부
등록일 2011-12-16 발간일 2011-12-16
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첨부파일

새로운_역분화_유도만능줄기세포_제조기술개발.hwp (1174.016 KB) 다운로드 수 : 315회

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핵심내용

 -고려대 유승권 교수팀, Journal of Molecular Cell Biology지에 실려 -

 

 

 □ 유전자를 순차적으로 체세포에 도입함으로써 신경줄기세포를 거쳐 역분화 유도만능줄기세포를 제조할 수 있는 기술이 개발되었다.


□ 고려대 생명공학부 유승권 교수팀이 수행한 이번 연구는 교육과학기술부 21세기 프론티어연구개발사업의 세포응용연구사업단(단장 연세대 김동욱 교수), 줄기세포선도연구팀육성사업의 지원을 받아 수행되었다.


□ 역분화 유도 만능줄기세포는 이미 분화된 체세포에 유전자를 도입하여 초기 미분화 상태로 돌린 세포를 말하며 배아줄기세포와는 다르게 수정란을 사용하지 않아 윤리적 문제없이 환자의 세포치료에 이용할 수 있다.


 ○ 하지만 역분화 과정에 필요한 유전자(Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4)가 많아 유도과정이 복잡하고 효율이 낮은 문제가 있었다.


□ 연구팀은  신규 유전자 Id3를 쥐의 체세포에 도입하여 신경줄기세포를 만들었으며, 이렇게 형성된 신경줄기세포에 Oct4 유전자를 이용하여 유도만능줄기세포를 만드는데 성공하였다.


 ○ 즉, 기존에 사용하던  Sox2, c-Myc, Klf4 유전자를 Id3 유전자로 대체함으로써, 역분화 유도과정을 단순화 시킬 수 있었으며,


 ○ 역분화 과정에서 신경세포 등으로 분화할 수 있는 신경줄기세포를 유도함으로써 기술의 응용범위를 높일 수 있었다.


□ 세포응용연구사업단 김동욱 단장은 “신경줄기세포 형성을 통한 새로운 역분화 유도 방법을 제시하여 향후 역분화 줄기세포 유도과정의 안전성과 효율성을 높일 수 있는 계기를 마련하였다.”고 연구 의의를 밝혔다.


□ 연구결과는 "Journal of Molecular Cell Biology (IF:13.4)"에 11.30자로 게재되었다.

상세내용

용  어  설  명

 

□ 신경줄기세포 : 미분화된 상태로 계속 증식할 수 있는 자가재생능력(self-renewal)을 가지고 있으며, 신경세포(neuron), 성상세포(astrocyte), 희돌기교세포(oligodendrocyte)로 분화하는 다능성(multipotency)을 갖는 특성이 있다.


□ 역분화만능줄기세포 : 역분화는 이미 분화된 세포들이 초기 미분화 상태로 되돌아가는 상태를 말하며, 2006년 일본의 Shinya Yamanaka 그룹에서 개발한 세포로, 체세포에 역분화 유도인자인 Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4를 도입하여 배아줄기세포와 같은 특성을 지니게 만든 세포이다. 배아줄기세포와는 다르게 수정란을 사용하지 않고, 환자의 체세포를 이용하여 역분화만능줄기세포로 유도할 수 있어, 환자 특이적 세포치료에 이용될 수 있는 장점을 지니고 있다.


□ 배아줄기세포 : 수정란 배반포기의 내부세포괴에서 추출한 세포로 자가재생능력 (Self-renewal: 무한증식능력)을 지니고 세포로 분화할 수 있는 만능성 (pluripotency)의 특성이 있다.

 

 

그 림 설 명 (연구성과)

 

 


∙ Id3 유전자는 신경줄기세포의 자가증식 능력과 분화억제를 조절하는데 중요한 역할을 하며 리프로그래밍 과정의 장애요인으로 알려진 p21WAF1/Cip1and p16Ink4a의 발현을 억제시킴으로써 리프로그래밍의 과정을 촉진 시키는 작용을 한다. 

 

∙ 본 연구팀은 Id3 유전자의 이러한 기능을 바탕으로 마우스 체세포에 Id3 유전자를 도입한 후에 신경줄기세포 배양 조건으로 바꿔 배양하였을 때 신경구(neurosphere)와 같은 모양이 형성되면서 신경줄기세포의 특이적 마커인 Nestin, Sox2등이 발현하는 신경줄기세포와 유사한 세포가 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

 

∙ 이렇게 형성된 신경줄기세포에 Oct4 유전자를 도입함으로써 역분화 만능 줄기세포의 유도가 가능하였다.

 

∙ 따라서 본 연구팀은 이러한 결과를 통해 역분화 유도에 관여하는 새로운 인자인 Id3 유전자를 발굴하였으며, Id3 유전자를 이용한 신경줄기세포 형성을 통해 역분화 만능 줄기세포로 유도가 가능한 새로운 역분화 유도 방법을 제시 하였다고 할 수 있다. 

 

 

 

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