1. 생명정보와 미래의료
가. 세포손상과 치료법의 한계
- 많은 질병의 원인이 세포의 손상, 사망에서 비롯되기 때문에 중요
1) 쥐로 하는 시험치료에서 발견이 안된 증상이 사람에게는 나타남
2) 치료를 연구할 수 있는 Source확보 어려움
3) 효율성이 떨어진다.
- 따라서, 줄기세포는 새로운 치료법을 개발하는데 중요한 역할
나. 줄기세포란?(Stem cell)
1) Potency : 세포가 몇가지 세포로 분화할 수 있지에 대한 가능성
- Totipotent : 모든세포로 분화가능한 / Zygotes(수정란), 식물세포
- Pluripotent : 많은 세포로 분화가 가능한 세포 / 배아줄기세포
- Bi / Unipotent : 1~2가지로 분화할 수 있는 세포
2) 줄기세포의 정의(Definition of stem cell)
- 자가증식(Self renewal), 분화(Differentiation)
- 이미 줄기세포들은 우리의 조직이나 기관에 존재하여 여러가지 기관들을 보수하고 유지는데 사용되고 있다.
- 줄기세포를 이용하여 특정세포를 얻어 몸에 이식(Transplantation)을 한다
3) 줄기세포를 연구하는 이유
- 우리가 원하는 세포를 만든 후에 이식을 할 수 있기 때문이다.
- 질병이 발생하는 과정을 정확히 이해할 수 있다.
- 신약을 개발하는데 중요한 도구를 개발할 수 있다.
다. 줄기세포의 종류
- Stem Cells
: 제한없는 자가증식(Unlimited self-renewal Capacity), 다양한분화(Multipotency)
- Progenitor cells
: Stem Cell에 비해서 자가 증식능력이 떨어지는 세포
- Lineage
: Stem Cell이 분화할 때 각 단계를 말함
2. 배아줄기세포(Embryonic stem cell)
- 배아의 발생과정 중에 나오는 세포
- 우리몸에 존재하는 200가지가 넘는 세포로 분화가 가능
- 배양을 하면 무한정으로 증식을 시키면서 보관을 할 수가 있다.
- 특정한 환경에서 키우면 근육세포, 췌장섬 등 다양한 세포를 만들 수 있어,
무한한 가능성이 있다.
- 그렇기 때문에 배아줄기세포가 줄기세포를 이용한 재생의학에 중요한 역할을 한다.
가. 장점
1) 우리 몸에 존재하는 어떤 세포도 만들 수 있다.
2) 질병의 모델링을 통해, 신약개발에 도움이 된다.
나. 단점
1) Tumorigenesis potential : 100% 분화하기가 어렵다 / 안정선과 관련됨, 99%로 분화된 걸 이식하면 암이 생길 수도 있다.
2) Immune rejection : 면역거부반응
3) Ethical Issues : 윤리적 문제
※ 배아줄기세포의 윤리적문제
- 나라, 문화, 종교에 때라 기준이 다 다르다.
- 의학에서는 생명의 시작을 어느 지점에서 보느냐?
- 아직도 논쟁은 계속되고 있다.
* Fertilization : 정자, 난자가 수정되어 세포가되었을 때를 생명의 시작
* First organ system(Heart and blood vessel) : 심장, 혈관이 생긴 후부터 생명의 시작
* Consciousness : 세포가 고통을 느끼는 순간
* Fetus survival : 자궁 밖으로 나와 생존이 가능할 때
3. 성체줄기세포(Tissue/Adult stem cells)
가. 방광(Bladder)의 기저줄기세포(Basal stem cells)
- 방광의 가장 안쪽에 존재하며, 중요한 역할을 한다.
나. 배아줄기세포와 다른점
1) 제한적인 증식 : 배아줄기세포와 다르게 무한정으로 할 수 있는 것이 아니다.
2) 3~4개 조직내의 세포로만 분화가능
다. 장점
1) 몸에 이식을 했을 때, 암이될 확률이 거의 없다.
2) 골수이식에 사용하고 있다.
3) 질병이 발생하는 과정을 이해할 때 굉장히 중요
4) 윤리적인 문제가 없다.
라. 단점
1) 성체줄기세포를 구하기가 매우 어렵다.
4. 만능유도줄기세포(Induced Pluripotent stem cells)
- Reprogramming을 통해 얻을 수 있는 세포
- 배아, 성체 줄기세포의 단점을 극복할 수 있는 세포
가. Nuclear reprogramming
- 분화세포를 재편성(Reprogramming)을 통해 배아줄기세포로 만들 수 있다.
나. 논쟁
1) 분화할 때, 유전자 자체에 변형이 일어난다.
2) 유전자 발현 기능이 조절되지 유전자 자체는 그대로 있다.
다. 존거든의 개구리 실험(Gurdon's frog experiment)
* 1960년에 시행된 실험 *
* 체세포 핵 치환(SCNT, Somatic Cell Nuclear Transfer) *
1) 완전히 분화가된 세포로부터 핵(nucleus)를 격리시킨다.
2) 격리된 핵을 다른 개체의 알(egg)를 이식(Transplantation)시킨다.
3) 이식한 알(egg)를 발생을 시킨다.
3-1) Reprogram이 가능하면 성체 개구리가 되었을 것
3-2) Reprogram이 불가능하면 알을 부화하지 않을 것
결과는 놀랍게도 성체 개구리가 되었다.
이를 통해 Nuclear Reprogramming이 가능함을 증명
라. 체세포 핵 치환이 중요한 이유
1) 배아줄기세포의 문제점인 면역거부반응(Immune rejection)이 없다.
2) Patient-specific embryonic stem cell : 환자맞춤형 배아줄기세포가 가능하다.
2) Patient-specific embryonic stem cell : 환자맞춤형 배아줄기세포가 가능하다.
3) 유전적으로 동일한 배아줄기세포를 얻는 것이다.
마. SCNT의 문제점
1) 매우 어려운 기술
2) 매우 낮은 효율
3) 인간 난자(Human egg)가 필요함
4) 윤리적 문제
바. 직접 분화 기술(Direct Reprogramming)
출처 : http://www.bioscirep.org/content/38/3/BSR20171650
1) 분화가 끝난 성체 세포를 준비
2) 전사인자(Transcription factors) 4개를 넣어준다.
3) 만능줄기세포(iPS Cells)로 바뀐다.
이 만능줄기세포는 우리 몸에 존재하는 세포로 분화가 가능하여 몸에 이식을 할 수가 있다.
손상된 유전자를 고쳐서 정상적인 신경세포를 얻고 환자에 이식함으로 면역거부반응도 막을 수있으며 윤리적 문제도 없다.
이를 통해 SCNT의 만든 문제들을 극복할 수 있다.
※ 혼자 공부한 것이니 정확한 정보가 아닙니다. ※
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