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상피-중간엽(epithelial-mesenchymal) niche가 줄기세포 분화에 미치는 영향

 

◈ 요약문

 

최근의 줄기세포 연구들, 특히 상피줄기세포에 대한 연구들은 줄기세포가 주변의 미세환경에 의해 크게 좌우되는 양방성의 역동적인 상태에 있음을 보여준다. 줄기세포의 미세환경은 “niche”라 불리며 이는 줄기세포와 줄기세포로부터 분화되어 나온 상피성 자손세포(progeny), 그 주위를 둘러싸고 있는 다양한 중간엽성 세포들 그리고 세포외기질들로 구성된다. 본 글은 위장관의 발생과 위장상피의 항상성 유지 및 재생과정에 관해 축적된 다양한 연구들을 살펴봄으로써 상피-중간엽 niche가 줄기세포에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 발생학적 연구들은 선구적인 실험들을 통해 장의 상피와 중간엽의 기원이 되는 내배엽과 중배엽 간 상호작용을 조직 수준에서 일찍이 규명하였다. 하지만, 발생과정의 역동적인 변화를 개별 세포 수준에서 설명하는 데는 어려움이 있었다. 이후 발생과정에 비해 비교적 그 변화는 덜하면서도 성체에서 그 과정을 일부 재현하는 재생과정에 대한 연구가 활발해 지면서 줄기세포와 그 주변 세포들 간의 상호작용에 대한 구체적인 그림이 그려지기 시작한다. 이 연구들에 따르면 위장관의 발생은 초기에서부터 Hh, BMP, Wnt, Notch 등의 신호전달계를 통한 내배엽과 중배엽 간의 상호작용에 의해 이뤄지며, 발생 이후에도 동일한 기작을 바탕으로 한 상피-중간엽 간의 상호작용을 통해 장기의 항상성이 유지되고 재생이 일어난다.

재생과정의 연구로부터 밝혀진 세포 간의 상호작용기작은 더욱 복잡한 발생과정을 줄기세포와 niche 세포들 간의 상호작용이라는 관점에서 다시 이해할 수 있는 기초를 제공할 것으로 보인다.

 

◈ 목차

 

1. 서론

2. 본론

  2.1. 발생과정 중 내배엽과 중배엽 간 상호작용

    2.1.1. 위장관의 발생

    2.1.2. 위장관 발생과정 중 내배엽과 중배엽 간 상호작용

  2.2. 발생 이후 상피-중간엽 niche의 역할

    2.2.1. 장상피 항상성 유지와 상피-중간엽 niche의 역할

    2.2.2. 위상피 항상성 유지와 상피-중간엽 niche의 역할

3. 결론

4. 참고문헌

 

 

◈ 본문

 

1. 서론

 

줄기세포는 오랜 기간동안 자기복제를 할 수 있으며 다양한 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포로 정의된다 [1, 2]. 배아 발생에 대한 연구 그리고 조혈줄기세포에 대한 연구들은 다분화능을 가지며 자가복제를 하는 줄기세포가 transit-amplifying 세포를 거쳐 최종분화단계에 도달한다는, 단방향성의 계층적 분화경로(unidirectional, hierarchal differentiation trajectory)를 제시하였다 [3]. 조직 내 엄격한 세포계층(cell hierarchy)을 강조하는 이 전통적인 개념에 따르면 줄기세포들은 계통계층(lineage hierarchy)의 맨 꼭대기에 위치하며, 일단 분화가 시작되면 그 과정은 비가역적으로 진행된다 [4]. 하지만 최근의 줄기세포 연구들, 특히 상피줄기세포에 대한 연구들은 줄기세포가 주변의 미세환경에 의해 크게 좌우되는 양방성의 역동적인 상태에 있음을 보여주었다 [5]. 상피는 신체의 표면 혹은 장기 및 관(tract)과 강(cavity)의 경계를 이루는 최전방의 보호막으로써 탈락되거나, 손상된 세포들을 빠르게 대체할 수 있는 재생능력을 가져야 한다. 상피줄기세포는 환경변화에 대응하기 위해 높은 가소성과 적응력을 가지며 주변환경, 즉. niche와 활발한 상호작용을 통하여 자신의 상태를 결정한다 [6, 7].