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1. 개요

가. 정의

1) 줄기세포의 정의

줄기세포는 한 개의 세포가 여러 종류의 다른 세포를 생산해 낼 수 있는 특이한 능력(다중분화능)을 가진세포들이며, 우리 몸의 손상 받은 부위의 세포들을 세로 재생할 수 있는 세포들을 통칭한다. 줄기세포(stem cell)는 기원한다는 뜻의 “stem”에서 유래하며, 일본에서는 원기세포 또는 뿌리에서 나오는 줄기라 하여 간세포 라고도 한다.

특히 줄기세포는 다른 의학적 수단이 별로 없는 퇴행성 질환이나 심한 외상으로 인한 질병을 치료할 수 있는 새로운 대안으로 부상되고 있다. 즉, 우리 몸의 장기나 조직을 줄기세포를 통해 새로 재생하는 새로운 의학적 접근인 재생의학(regenerative medicine)의 형태로 새로운 미래의학의 핵심적 화두가 되고 있다.

2) 줄기세포의 종류

줄기세포에는 분화되는 세포의 영역에 따라 인체를 구성하는 200여 가지의 세포로 모두 분화할 능력을 가진 전분화능 줄기세포(pluripotent stem cell)와 특정 종류의 세포로 분화할 수 있도록 특화된 조직-특이적 줄기세포 (tissue-specific stem cell)로 나눌 수 있다. 줄기세포를 획득하기 위한 공급원에 따라 수정란에서 출발한 배아 또는 배반포(blastocyst)에서 얻어지는 배아줄기세포(embryonic stem cell)와 발생 과정이 모두 끝난 신생아 또는 성인의 신체 각 조직에서 얻어지는 성체줄기세포(adult stem cell) 로 분류되기도 한다. 이때, 배아줄기세포는 대부분 전분화능 줄기세포에 해당하고, 성체줄기세포는 조직특이적 줄기세포에 해당한다.

성체줄기세포(adult stem cell)는 우리 몸의 다양한 장기에 있으면서, 신체가 손상되었을 때 재생작용을 하는 세포로서 골수, 탯줄을 포함해서 거의 모든 장기에 존재하는 다양한 줄기세포를 통틀어 성체줄기세포라고 한다. 성체줄기세포는 분화될 수 있는 세포의 범위가 비교적 정해져 있어 조직-특이적 줄기세포라고도 하며, 의학적으로 비교적 안전한 세포로 알려져 있어 다양한 임상시험에 사용되고 있

다.

전분화능 줄기세포(pluripotent stem cell) 은 내배엽, 중배엽, 외배엽을 구성하는 거의 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 줄기세포들을 통칭한다. 전통적으로는 수정란 유래의 배아조직과 배반포를 통해 얻어지는 배아줄기세포 (embryonic stem cell)가 대표적인 전분화능 줄기세포로 자리해 왔다. 그러나, 배아줄기세포는 공여자와 숙주 사이의 조직적합성 항원의 차이에 따른 면역거부반응 가능성이 있어 이러한 문제를 극복한 유전자 맞춤형 전분화능 줄기세포들이 개발되었다. 그 하나는 체세포와 난자의 핵을 치환한 후 배아에서 얻게 되는 복제배아 줄기세포이고 또 하나는 체세포를 유전자 조작에 의해 거꾸로 역분화 시켜서 배아줄기세포와 거의 동일한 상태의 전분화능 줄기세포로 거꾸로 만든 유도역분화 줄기세포(induced pluripotent stem cell; iPS)가 있다. 특히, 유도역분화 줄기세포(iPS)는 과거 배아줄기세포나 복제배아줄기세포에서와 같은 생명윤리적 갈등이 없이도, 환자 자신의 체세포로 부터 맞춤형 전분화능 줄기세포를 얻을 수 있게 되었으며, 이 기술의 성공으로 일본의 Yamanaka 교수등이 2012년도 노벨상을 수상하면서 더 잘 알려진 줄기세포이다.