사랑의 에너지

2017. 3. 27. 13:49

줄기세포 그거 정말 대단한거야?

배아줄기세포[ embryonic stem cell ]


배아줄기세포(embryonic stem cell)는 배반포의 내부 세포 덩어리로부터 분리해 낸 줄기 세포로 세포 증식이 가능하고 우리 몸에 필요한 어떤 종류의 세포나 조직으로도 분화할 수 있는 능력인 전분화능(pluripotency)을 가지고 있는 세포를 의미한다(그림 1).


그림 1. 배아줄기세포의 전분화능1. 배아줄기세포의 전분화능

배아줄기세포 [embryonic stem cell] (생화학백과)


배아줄기세포의 발생

정자와 난자가 만나 수정이 되면 매우 복잡한 세포 분열과 분화를 통해 배아를 형성하고 결국 하나의 개체로 탄생하게 된다. 수정 후 초기 발생단계에서는 하나의 세포가 하나의 개체를

형성할 수 있는 만능(totipotent)세포이지만 분열과 분화를 거듭하면서 각 세포는 자신의 운명이 결정지어진다. 수정란의 난할 과정에서 배아에 빈 공간이 생기는 시기를 포배 또는 배반포라 한다.


이 시기 배아의 바깥쪽 세포는 나중에 태반이 되고 내부 세포 덩어리(inner cell mass)에서 분리된 세포가 배아줄기세포로 혈액, 피부, 뼈, 간, 심장 등 한 개체에 존재하는 모든 조직의 세포로 분화될 수 있다1).


그러나 이 배아줄기세포는 태반으로는 분화될 수 없으므로 하나의 개체를 형성할 수는 없다.


배아줄기세포는 체내에 자연적으로 존재하는 세포가 아니며 발생 중인 배반포의 내부 세포 덩어리로부터 분리해 실험적으로 얻은 세포이다. 배아줄기세포는 자가복제(self-renewal)가 가능하며 적절한 조건하에서 체내에 존재하는 특정 세포로 분화할 수 있는 잠재력을 가지고

있기에 신체의 손상된 세포나 조직을 줄기세포로부터 분화된 같은 종류의 새로운 세포로

대체시켜 난치병을 치료하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.


역사

배아줄기세포에 대한 연구는 1980년대 생쥐에서 시작되었다. 1981년 영국 캠브리지 대학의 마틴 에반스(Martin Evans, 1941-)와 매튜 카우프만(Matthew Kaufman, 1942-2013)은 생쥐 배아에서 배아줄기세포를 분리하여 배양하는 데 성공했다2).


인간 배아줄기세포는 그로부터 20여년 후 1998년에  미국 위스콘신 매디슨(Wisconsin-Madison) 대학의 제임스 톰슨(James Thomson, 1958-) 연구팀에 의해서 최초로 만들어졌으며 이로 인해 세포치료,

재생의학과 같은 개념이 생기고 줄기세포의 임상적 적용이 가능하여 졌다3).  

그림 2. 인간배아줄기세포의 현미경 사진, 인간배아줄기세포는 1998년 최초로 확립되었다. (출처: GettyimagesKorea)

 


특성 

배아줄기세포는 두 가지 고유한 특성인 자가복제와 전분화능력을 가지고 있다. 특정 조건에서 무한 기간 동안 미분화된 상태를 유지하면서 증식할 수 있는 자가복제4)5)와  특정 분화조건에서 모든 기관의 세포 유형으로 분화가 가능한 전분화능6)을 가지고 있기 때문에 치료 목적과 조직 재생에 유용한 도구로 사용될 수 있다. 그러나 배아줄기세포는 이식 시 종양이 형성될 가능성이 크다는 위험성을 안고 있다.



분화 

배아줄기세포에서 분화를 유도하는 첫 번째 과정은 배아유사구조체(embryonic body)를 형성하고 자가복제 신호가 공급되지 않는 조건을 만들어 주는 것이다7)8). 초기의 분화는 일반적인 포유동물의 발생과 유사하게 내배엽에서 점차적으로 외배엽과 중배엽으로 발달한다9).


여기서 더 분화가 진행되면 다양한 종류(신경, 심장, 근육, 골격, 조혈모, 이자, 연골 등)의 분화 세포로 성장시킬 수 있다. 이러한 연구는 생쥐에서 가장 많은 연구가 진행되었고 인간 배아줄기세포를 이용한 결과도 상당히 많이 발표되었다.


배아줄기세포가 어떤 종류의 세포로 분화되는지는 줄기세포의 밀도, 배지의 구성성분,

성장 인자, fetal calf serum의 정도 등에 의해서 결정된다8). 이러한 요소들을 선택적으로 사용하거나 유전적인 조작 방법을 이용하여 특정 세포로 세포의 운명을 유도하여 원하는 세포로 분화시키려는 연구가 진행되고 있다.


아직까지 표준화되고 효과적인 분화 조절 방법은 확립되지 않았으나 특정 세포로의 분화 조절 방법의 확립은 세포치료와 조직 재생의 발전에 매우 중요한 역할을 할 것이다.


심장연구

심장은 체내 장기 중 재생이 거의 불가능하다고 알려진 장기 중 하나이다. 이런 이유로 줄기세포를 이용하여 심장세포를 재생하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 쥐의 줄기세포로부터 심근세포를 분화시키려는 연구가 가장 많이 진행되어 분화의 방법과 조건이 확립되었다. 1996년에 클러그(Klug) 연구팀은 배아줄기 유래 심근세포를 심장 이상 생쥐에 이식하는 데 성공했다10).


2002-2003년에는 심근경색 쥐의 심장에 배아줄기세포 유래 심근세포를 이식하여 32주 동안 이식 심근세포가 살아남는 것을 확인하였다.

이후 VEGF와 같은 성장인자가 발현되도록 조작된 줄기세포를 이식하였더니

새로운 심혈관이 형성되고 심장기능이 향상되는 것을 확인하였다11)12).


인간 배아줄기세포에서도 심근세포 분화 유도가 성공하였으나, 임상적으로 사용하기에는 대량 배양방법과 분화된 세포의 수득률 향상 등 풀어야 할 과제가 남아 있다. 최근 미국,호주 공동연구진이 인간 배아줄기세포를 이용해 원숭이의 손상된 심장근육을 되살리는 데 성공했다. 그 동안 생쥐나 쥐, 기니피그와 같은 작은 동물을 이용한 실험은 있었지만

사람과 같은 영장류에 속하는 원숭이를 이용한 실험에 성공한 것은 최초이다13).


뇌연구  

생쥐 배아줄기세포를 부유 상태로 배양하여 배아체(embryoid body)를 형성시키는 방법으로 외배엽 관련 세포로 분화시켰을 때 높은 효율의 신경세포가 유도되는 것이 확인되었으며, 생쥐와 마찬가지로 인간 배아줄기세포에서도 높은 효율의 신경세포가 유도되는 것이 보고되었다14)15). 또 인간 배아줄기세포에서 유도된 신경세포를 갓 태어난 생쥐에 이식하였을 때

생쥐의 뇌에서 인간 배아줄기세포에서 유래한 뉴런과 뇌아교세포가 형성되는 것이 관찰되었다.


중뇌에 존재하는 도파민 신경세포는 신경 전달 물질인 도파민을 합성하고 방출한다.

도파민 신경세포가 퇴화하여 도파민 생성이 줄게 되면 운동 장애와 인지 기능에 이상이 생겨 파킨슨병을 유발한다. 퇴화된 도파민 신경세포의 재생을 통해 파킨슨병을 치료하려는 연구가 진행 중에 있다.


인간 배아줄기세포에서 유도된 신경세포를 파킨슨병을 앓고 있는 쥐에 이식한 결과,

도파민 신경세포의 분화가 이루어져 이식받은 동물의 운동 장애 개선 효과를 확인할 수 있었다16). 이외에도 헌팅턴 병 치료를 위한 가바신경세포 분화, 정신분열증이나 우울증 치료를 위한 세로토닌 신경세포 분화 연구 등이 진행 중에 있다.


췌장연구

줄기세포를 인슐린 분비세포로 분화시켜 당뇨병 치료에 이용하려는 연구가 시도되고 있다.

2001년 루멜스키(Lumelsky) 연구팀은 생쥐 배아줄기세포를 인슐린 분비 췌도와 췌도유사세포로 분화시키는 데 성공하였고17), 같은 해 아싸디(Assady) 연구팀은 인간의 배아줄기세포를 췌장 베타세포로 분화시켜 인슐린 분비와 당뇨병 증상 개선 가능성을 제시하였다18).


근래에는 배아줄기세포를 인슐린 분비세포로 분화시키기 위한 분화 인자, 배양 조건, 생체 내 이식 등과 관련된 연구들이 진행되어 그 효율성이 보고되고 있다. Pax4 유전자의 지속적인 발현을 통해 당뇨병 쥐의 혈당을 정상으로 회복시킨 연구결과가 발표되었으며19),

 PI3 kinase 억제효소와 함께 배양된 분화세포에서도 혈당조절 효과를 확인할 수 있었다20).


응용

배아줄기세포는 체내 모든 세포로 분화가 가능하기 때문에 다양한 질병의 치료에 활용할 수 있는 유용한 세포치료 도구이다. 뿐만 아니라 배아줄기세포는 세포치료의 목적 이외에도 특정 세포로 분화된 세포를 이용하여 신약 후보 물질을 발굴하고 개발된 신약의 효능과 독성을 검증하는 연구에도 이용될 수 있다. 


또 줄기세포내의 특정 유전자의 knock-in 혹은 knock-out 방법으로 유전자의 기능을 규명하고 유전적 이상으로 발병되는 질병의 원인을 밝히는 데 이용될 수 있다. 하지만 아직까지 배아줄기세포를 의학적인 측면에서 안전하게 활용하기 위해서는 윤리적인 문제, 면역 거부 문제, 종양 형성 가능성, 불완전 분화 유도 등 해결해야 할 많은 문제들이 남아있다.

배아줄기세포 [embryonic stem cell] (생화학백과)



성체줄기세포

성체줄기세포는 신체 각 조직에 극히 소량만이 존재하는 미분화된 세포로서 죽은 세포나 손상된 조직을 대체하는 세포이다. 대표적인 예로 다능성 조혈모세포가 있다. 항상 우리 몸을 건강한 상태로 유지하는데 필요로 하는 최소한의 세포를 제공해 주는 세포이다. 어떤 손상이 발생하면 다른 장기에 있던 줄기세포가 몰려와서 손상된 조직으로 변하는 분화의 우연성이 있다.


분화가 안정적이어서 암세포 가능성이 없고, 이미 임상적 적용이 가능한 단계까지 왔다.

 배아줄기세포와는 다르게 수정란에 파괴가 없어서 윤리적으로도 문제가 되지 않는다.

그러나 얻을 수 있는 줄기세포수가 적고, 배양이 어려우며 특정 세포로만 분화가 가능하다. 그

래서 현재는 몇몇세포를 모든세포로 분화가 가능한 세포로 유도하는 iPS 세포등이 연구대상이 되고 있다.

출처=위키백과,


핵심

배아줄기세포 처름 오리알은 노른자가 분열되어 뇌를 만들고, 심장과 장기들을 만들고, 골수와 연골, 디스크를 만들고, 관들과 근육, 피부를 만들어 생명이 태어났습니다.


중국 논문에는 오리알은 달걀보다 포스파티딜콜린이 2배가 많다고 하며, 모든 동물은 양잿물, 황, 복어알을 먹고 죽지만, 오리는 죽지않는 이유중에 포스파티딜콜린과 항산화 물질이 많아 독소들을 해독하며 소화력도 어떤 동물과 비교가 되지 않고,


뇌를 만든 노른자에 뇌세포 에너지는 뇌를 강하게 하여, 오랜 세월 뇌가 문제가 발생할 때

오리알을 그냥 드시지 않고,


오좀에 또는 식초에 샥혀(담구어두고) 먹고 회복시켜다는 분들을 간혹 만나고

중국, 일본, 한국 민간요법과 한방책에 여러 곳에 많이 사용되어다고 합니다

 

중국에서도 피단 오리알(송화단)을 까맣게 변하도록 만들어 먹으을까? 이것들을 장복을 해야 하는데 냄새 때문에 장복하기도 힘들고, 옛날 분들의 지해를 배울 수 있다.(송화단)을 까맣게 변하도록 만들어 먹으을까?


포스파티딜콜린은 지방분자쪽에 단백질, 핵산, 탄수화물 등 지방분자들을 실어나르고

물분자 쪽에는 물과 친한 수분 에너지들을 실어나르는데, 포스파티딜콜린이 부족하면 지방분자쪽에 단백질을 뇌 신경세포에 베타아밀로이드 단백질이 비정상적으로 쌓인 것들을 교체 및 산화된 것을 중화시키는


세로운 단백질이 교체하지 못하여 산화된 단백질은 좋아하는 곤팡이와 바이러스의 먹이가되어 염증으로 인하여 세포변성을 일으킨 응집[플라크 [plaque]되어 신경세포 기능 장애를 유발하고, 해마, 뉴런, 시냅스및 뇌세포들이 자신들의 역할을 못하므로 알츠하이머 치매가 뇌의 여러가지 장애가 발생한다.

 

뇌하수체에서 생산되는 포스파티딜콜린은 신경전달물질 아세티콜린을 만드는 원료이므로

해마, 뉴런, 시냅스및 뇌세포들을 강하게하여 치매애방에 도움을 줌.

 

또,순환장애치매는 혈액순환장애 때문에 일어난다. 이런 치매는 고혈압, 혈중 지방 과다, 과체중, 흡연, 당뇨병, 심장 질환, 운동 부족 등 특정 위험 인자를 피하면 악화를 예방할 수 있는 유일한 치매다.

때로는 가령 여러 해에 걸친 알코올 중독 때문에 일어난 신경세포 손상도 치매를 일어킬 수 있다.

출쳐=세이브 바이오텍    

시티콜린소듐 [citicoline sodium]=명사 포스파티딜콜린 전구체=아세틸콜린의 모체이다.


신경전달물질인 아세틸콜린(포스파티딜 콜린, 아세틸콜린)과 이를 생성하는 콜린작동성 뉴런이

기억 형성의  핵심이라는 사실이 잘 알려져 있다. 연구자들은 아세틸콜린과 콜린작동성 뉴런의

손상을 막는 물질을 뒤늦게나마 조금만 투여해도 알츠하이머 질한을 늦춘다는 사실을 발견했다.

출처=멋지고 새로운 뇌세계 중에서


시티콜린소듐 citicoline sodium

  • 명사 포스파티딜콜린 전구체. 세포막을 안정화하고 세포를 손상시키는 독성 물질의 생성 대사 과정을 억제하여, 뇌신경 세포를 보호하고 재생을 도와준다. 중등도 중증의 급성 허혈성 뇌졸중 치료에 쓴다.



시티콜린[ citicoline ]    

CDP-콜린이라고도 한다. 레시틴의 전구체이고 뇌대사 부활작용이 있다.

다른 신체 각기관의 혈류에 영향을 줌이 없이 뇌혈류만을 증가, 세포의 O2섭취를 증대하고 뇌간망양체의 흥분작용도 있다. 두부외상, 뇌혈관장애, 뇌수술로 인한 후유증이나 의식장애개선, 고혈압성뇌증, 노인성치매등의 치료에 사용된다.

시티콜린 [citicoline] (간호학대사전, 1996. 3. 1., 대한간호학회)

 

CDP콜린[ CDP-choline ]    

시티클린, 뇌대사부활

 CDP콜린 [CDP-choline] (간호학대사전, 1996. 3. 1., 대한간호학회)

 

1849년 A. Strecker가 돼지의 간즙에서 분리하였다. 레시틴 등의 구성분을 이루고, 소
위 결합형으로 동식물 조직, 예를 들면 뇌, 간장, 난황, 종자 등에 함유되고,
아세틸콜린의 모체이다.
콜린 [choline, Cholin] (화학대사전, 2001. 5. 20., 세화 편집부)


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