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1전분화능줄기세포

'전분화능줄기세포' 에 대한 통합검색결과 14건입니다.

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박철용

연세대학교 의과대학, 에스바이오메딕스

이번에 Experimental & Molecular Medicine에 게재된 논문은 A형 혈우병 환자 특이적 역분화 줄기세포주 (iPSCs)에서 염색체 DNA의 한쪽 가닥만 자르는 유전자 가위 (Cas9 D10A nickase)를 활용하여 기능이 향상된 응고인자 유전자를 삽입하여 교정하는 전략을 담고 있다. 연구자가 의도한 부위에만 특이적으로 치료 유전자가 삽입된 안전한 클론을 선별하고 혈우병 동물 모델에 이식 후 유효성을 평가함으로써 자가 유래 세포 및 유전자 치료제로 활용 가능함을 검증한 연구이다.
- Exp. Mol. Med.
- 2025.01.13
이한터

서울대학교

세포의 정체성(identity)은 세포가 수행하는 기능을 결정하는 핵심 요소로, 이는 복합적인 유전자 발현 패턴에 의해 정의됩니다. 이러한 정체성은 유전적 정보뿐만 아니라 후성유전학적 조절(epigenetic regulation)에 의해 정교하게 조율되며, 시공간적으로 필요한 유전자의 발현을 적절히 제어함으로써 세포의 특성을 형성합니다.
- Nucleic Acids Res.
- 2024.12.03
손예슬

한국생명공학연구원

오가노이드는 ‘장기(organ)’이라는 단어와 ‘유사함(-oid)’를 결합하여 만든 신조어입니다. 체외에서 인간의 조직을 고도로 모사하여 발달과정, 발병기전, 치료제 효능평가 등 다양한 연구분야에서 각광을 받고 있는 모델입니다. 특히 제가 주로 연구하던 위장관계(gastrointestinal tract)는 미생물에 가장 많이 노출되어 있고 끊임없이 미생물과 상호작용을 하는 장기입니다.
- Biomaterials
- 2024.11.11
조영학

KIST, KAIST

줄기세포 치료제는 자가 재생 능력과 다분화 능력을 가진 줄기세포를 이용하여 질병이나 손상된 조직을 치료하는 의약 기술입니다. 줄기세포는 다양한 종류의 세포로 분화할 수 있어, 손상된 조직을 대체하거나 재생시키는 데 사용될 수 있습니다. 줄기세포 치료제는 그 치료효과의 무한한 가능성과 환자 맞춤형 적용이 가능하다는 점에서 차세대 첨단 헬스케어 분야에서 주목을 받고 있습니다.
- Adv. Mater.
- 2024.08.05
권오만

한국생명공학연구원

저희는 전분화능 줄기세포로부터 장 오가노이드로 분화시키고 배양하는 기술을 개발하고 있습니다. 장 오가노이드는 실제 장 조직의 구조적, 기능적 특성을 잘 모사하고 있어 많은 연구자들이 세포 모델 시스템으로 사용하고 있습니다. 장 오가노이드는 활용도가 높은 우수한 기술이기는 여전히 개선되어야 할 부분이 존재하는 개발 과정에 있는 기술입니다. 특히, 마트리젤이라고 하는 세포 외 기질 (extracellular matrix)에서 키워야 한다거나
- Nat. Commun.
- 2024.02.01
이하나

한국생명공학연구원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 출생 후 장 성숙은 생후 첫 2년 동안 일어나며, 장 상피 장벽과 면역 체계의 확립, 미생물 군집 형성 및 안정화의 과정을 거치게 됩니다. 장의 성숙은 영양 흡수의 기능 뿐만 아니라 병원성 박테리아 및 독성 물질의 침입을 방지하는 장벽 완전성의 발달과 장내 미생물총(Gut microbiota)의 초기 집락화 및 숙주와의 상호작용을 통해 장 상피세포의 증식과 분화를 촉진하고 혈관 형성 및 점액을 생성하는 과정을 포함합니다. 하지만 여전히 장내 미생물총과 장 상피 사이의 상호작용 연구는 일반적으로 인간 정상 장을 모사하기 힘든 종양유래세포 또는 마우스 모델이 활용되고 있습니다. 또한, 초기 장 발달에서 미생물 총의 조절 능력에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 따라서 본 연구에서는 인체 유사도가 높은 모델로 잘 알려진 인간 전분화능 유래 장 오가노이드를 기반으로 장 상피 성숙, 장 줄기세포 증식 및 장 염증으로부터의 보호 효능을 확인하는 다목적 장 실험 플랫폼을 개발하여, 프로바이오틱 작용기전 연구에 대한 방향성을 제시하였습니다. 출생 후 장 발달을 모방하는 강력한 도구인 전분화능 줄기세포 유래 장 오가노이드 플랫폼의 활용으로 장 발달에 유용한 신규 리모실락토바실러스루테리 DS0384(Limosilactobacillus reuteri; DS0384) 균주를 최초로 발굴할 수 있었습니다. 더불어 신규 루테리 DS0384 균주 및 이의 대사체(N-carbamyl glutamic acid; NCG)가 초기 장 발달 및 성숙과 염증성 장 질환의 보호 효능을 가지고 있음을 확인하였습니다. 그리고 본 연구를 진행하면서 장 오가노이드 플랫폼을 활용하여, 루테리 DS0384 대사산물이 장 성숙 뿐만 아니라 장 발달, 질환으로부터의 보호 효능이 있음을 규명한 후, 실험동물 모델에 적용하였을 때, 생체 내 실험에 바로 적용하였을 때보다 실험의 시행착오가 적다는 것을 경험할 수 있었습니다. 이는 추후 마이크로바이옴 연구에서 오가노이드 기반 플랫폼이 동물실험을 상호 보완할 수 있을 것이라는 가능성을 보여주는 좋은 예가 될 것이라고 생각합니다. 이렇게 의미있는 결과는 손미영 박사님 연구팀에서 이제까지 해왔던 연구를 바탕으로 진행되었고, 좋은 저널의 논문게재와 함께, 특허를 출원하고, ㈜한국인삼공사로 기술이전까지 뜻깊은 과정을 경험할 수 있게 해
- Gut Microbes
- 2022.11.02
김혜민

안전성평가연구소

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 간(liver)은 우리 몸에서 가장 큰 장기로 체내 물질을 처리하고 저장하는 중요한 기능을 합니다. 특히 해독작용과 생체 내?외부 물질의 대사에서 주요역할을 담당하고 있습니다. 따라서 간은 약물에 의한 독성이 가장 빈번하게 발생하기 때문에 신약개발 과정에서 후보약물의 안전성 평가에 가장 중요한 장기입니다. 간독성(hepatotoxicity)은 투약된 약물이 간에서 대사되는 과정에서 간 기능이 손상을 입는 것으로 현재는 의약품 개발을 위해 실험동물을 이용하여 평가하고 있습니다. 하지만 사람과 실험동물간 약물대사 차이로 인해 실험동물의 독성 결과를 사람에게 동일하게 적용하는데 한계가 있습니다. 또한 사람의 암세포주와 줄기세포 유래 간세포는 의약품 독성 유발과 관련한 약물대사 기능이 매우 낮아 신뢰성 있는 간독성 평가 결과를 도출하는데 어려움이 있습니다. 오가노이드 모델이 생체 내 장기와 유사한 특성을 가져 독성평가 모델의 대안으로 제시되고 있으나, 인간 장기의 모든 생리학적 기능을 in vitro 상에서 재현하기에는 한계가 있습니다. 본 연구진이 개발한 오가노이드는 인간 전분화능줄기세포(human pluripotent stem cell)에서 증식 및 계대배양이 가능한 간 내배엽 오가노이드(hepatic endodermal organoid)를 제작하고, 이를 다시 간 오가노이드(hepatic organoid)로 분화를 유도하는 2단계 분화기술입니다. 각 단계별로 배양액에 포함되는 핵심 성장인자를 최적화하였고, 약물 대사작용에 핵심 역할을 수행하는 CYP450 (Cytochrome P450) 효소의 기능이 대폭 증진됨을 증명하였습니다. 또한 CYP450 효소의 구성요소이나 세포배양에서 공급이 제한되는 철 이온을 오가노이드 배양액에 첨가하여 효소의 기능을 향상시켰습니다. 이렇게 개발된 오가노이드 모델은 간독성 약물과 임상 의약품을 대상으로 한 약물평가에서 사람의 간조직에서 직접 분리한 세포와 유사한 독성반응 및 약물대사 과정을 재현하는 것을 검증하였습니다. 또한 해당 기술을 이용하여 간 유전질환 중 하나인 윌슨병(Wilson’s disease)을 오가노이드 모델로 재현함으로써 독성평가 뿐만 아니라 약물 탐색을 위한 질병모델링 기술로 활용될 수 있음을 확인하였습니다. 본 연구결과를 통해 개발된 간 오가노이드 모델은 기존 간독성 평가에 활용
- Biomaterials
- 2022.06.17
길창현

Indiana University School of Medicine

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 인체는 혈관의 손상을 치유하고 혈관을 새로 만들어 내는 혈관내피세포를 가지고 있지만, 노화됨에 따라서 기능이 저하되고, 혈관 관련 질환을 유발할 수 있습니다. 약물 등을 통해서 일정 수준 개선할 수는 있지만, 혈관의 수가 줄었거나 기능을 제대로 하지 못하면 효과는 없습니다. 따라서, 혈관 관련 질환을 치료하는 근본적인 방법은 건강한 혈관내피세포로 대체하는 것입니다. 하지만, 체내에서 수집하는 것은 한계가 있습니다. 한계를 극복하고자 인간 배아줄기세포와 유도만능 줄기세포 같은 전분화능 줄기세포에서 혈관내피 전구세포를 분화하는 과정에서 세포를 정제하면 제대혈 혈관내피 전구세포와 비슷한 성질을 보이며, 허혈성 질환 치료에 효과가 있음이 Mervin C. Yoder 연구팀에 의해서 Nature Biotechnology에 보고가 되었습니다. 이를 발전시켜, 인간 전분화능 줄기세포를 이용하여 혈관내피세포로 분화 가능한 중배엽 세포를 제조하여 당뇨병 2형 모델 동물모델에 투여 후, 신생혈관 재생을 확인하였습니다. 사람의 수명이 증가하면서 동시에 마땅한 치료제가 없는 미충족 의료의 수요도 증가하게 됩니다. 근본적인 삶의 질을 개선하기 위한 방법으로 줄기세포 유래의 세포 치료제는 그 해결책이 될 수 있습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 인디애나 의과대학은 미국에서 가장 큰 의과대학으로, U.S. News &World Report에서 매년 미국 최고의 의과대학으로 선정되고 있습니다. 많은 연구소 중 Herman B Wells Center For Pediatric Research의 기관장이었던 Mervin C. Yoder 교수님의 연구실은 ECFC 분야를 선도하는 연구팀으로 많은 과학적 업적을 남겼습니다. 현재 저는 Dr. Yoder 교수님의 은퇴로 Michael P. Murphy 교수님의 연구실로 옮겨서 연구를 수행하고 있습니다. Dr. Murphy 교수님은 혈관수술 전문가로 혈관의 재생과 줄기세포를 이용한 치료를 연구하고 있으며, 임상시험을 진행 중입니다. 3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 Dr. Yoder 교수님의 은퇴로 진행 중이었던 프로젝트들이 멈추면서 힘든 시간을 겪었지만, Dr. Murphy 교수님을 설득한 결과 그 프로젝트들을 이어서 할 수 있게 되었습니다. 전혀 예상하지 못했던 코로나 판데
- Sci. Adv.
- 2022.03.22
권오만

한국생명공학연구원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 현재 일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 장 세포 모델 시스템은 대장암으로부터 분리한 암세포나 정상 세포를 불멸화(immortalization)시킨 세포입니다. 해당 세포들은 무한 증식을 하므로 지속적인 계대 배양이 가능하고, 쉽게 대량 배양할 수 있으며, 동결 보관을 통한 장기 보관 역시 가능하다는 장점들을 가지고 있습니다. 그러나, 해당 세포들은 높은 증식능을 가진 대신 낮은 분화능과 기능성으로 인해 인체 모사도가 떨어진다는 한계점을 가지고 있습니다. 따라서, 많은 과학자들이 높은 증식능을 가지는 동시에 높은 분화능과 기능성을 가지는 장 세포 모델 시스템 개발하고자 노력하고 있습니다. 최근 들어, 줄기세포 배양 기술과 3차원 오가노이드(3D organoid) 배양 기술이 발전함에 따라 지속적인 계대 배양이 가능하며, 동시에 높은 분화도와 기능성을 가진 장 세포 모델 시스템 개발이 가능하게 되었습니다. 하지만, 3차원 장 오가노이드는 일반적으로 마트리젤(Matrigel)이라고 하는 세포 외 기질 (extracellular matrix)로 이루어진 돔(dome) 안에서 자라며, 내강(lumen)이 오가노이드의 안쪽에 존재하여 내강으로 접근하기 어려우며, 동일한 세포 수와 균질한 모양의 오가노이드를 배양하기가 어렵다는 단점이 있습니다. 따라서, 3차원 장 오가노이드가 가지는 장점은 유지하면서 내강에 접근이 용이하며, 동일한 세포 수와 균질한 모양의 장 세포 모델 시스템을 개발하여 약물 흡수도 및 대사도 평가를 포함한 다양한 응용 연구에 활용하고자 하였습니다. 본 연구는 전분화능 줄기세포 또는 3차원 장 오가노이드를 장 상피세포로 분화시키는 과정을 2 단계로 나누어 지속적인 계대 배양과 동결 보관이 가능한 장 상피세포 전구체 (human intestinal epithelial progenitor: hIEC progenitor) 배양과 높은 분화도와 기능성을 가지는 기능성 장 상피세포(functional human intestinal epithelial cell; functional hIEC) 배양 시스템을 구축할 수 있었습니다 (그림 1). 저희가 개발한 장 상피세포 모델 시스템은 그 활용성을 인정 받아 좋은 논문에 개제할 수 있었으나 아직 개선해야 할 점들은 많이 남아 있습니다. 단순히 세포 모델 시스템을 개발한 것을 넘어 실제 인간 장 상피의 발달과정 및 장 질환 발생 과정을 정밀하
- Sci. Adv.
- 2021.06.18
허진범

울산대학교 의과대학, 서울아산병원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 방광암(Bladder cancer)은 선진국 남성에서는 4번째로 흔히 발생하는 악성종양으로 서구화된 식습관과 환경 오염 및 사회 고령화로 국내에서도 그 발생빈도가 꾸준히 증가하고 있습니다. 방광암은 치료 후 재발이 잦아서 평생동안 주기적 추적관찰과 함께 반복적 치료를 하게 됩니다. 따라서 모든 암 중 환자 1인이 일생 동안 쓰는 치료 비용이 가장 높은 것으로 보고되었으며, 유럽 연합의 전체 암 치료 비용의 5% 이상을 차지할 만큼 사회적 의료 비용이 높은 질환이며, 그 비용 또한 지속적으로 증가하고 있습니다. 초기 진단 시 대부분(75%)의 환자들은 표재성 방광암으로 진단되는데, 이는 재발이 잦고, 0.8%~45% 확률로 높은 병기의 방광암으로 진행할 수 있고, 31%~78%의 환자에서 5년 내 재발합니다. 전이를 동반한 진행성 방광암의 경우 예후가 매우 불량하여 생존율이 5%에 불과합니다. 본 연구에서는 이러한 방광암의 높은 재발률의 주요 원인이라고 제시되었던 방광암 세포의 줄기세포성(stemness feature)을 설명할 수 있는 새로운 병리 기전을 규명하였습니다. 줄기세포 인자인 OCT4를 발현하는 배아줄기세포와 성체줄기세포의 전사체 분석을 통하여, 두 세포의 줄기세포성 조절에 TFCP2L1 전사 인자가 중요한 기능을 담당하며, 세포 주기 단백질인 CDK1은 TFCP2L1 단백질을 직접 인산화하여 줄기세포성과 세포 주기 관련 유전자 발현을 강화하고 세포 분화 유전자들의 발현을 억제하는 것을 확인하였습니다. 방광암 환자 400명의 방광암 조직에 면역조직화학염색을 통하여 CDK1과 TFCP2L1의 과발현 및 TFCP2L1 단백질 인산화가 다양한 임상병리학적 예후인자와 관련성을 분석하였을 때, 방광암의 악성도 (tumor grade), 근육 침윤성 (muscle invasion), 림프절 전이 (lymph node metastasis), 타 장기 전이 (distal metastasis)와 환자 사망률 (cancer specific survival)이 증가하였으며, 특히 이들의 발현은 독립적인 불량한 예후 인자임을 확인하였습니다. 방광암에서 CDK1-TFCP2L1의 중요성은 The Cancer Genome Atlas (TCGA, NIH) 데이터베이스에 등록된 외국 연구기관의 환자군에서도 동일함을 확인하였으며, 배아줄기세포와 방광암 세포의 세포 배양 모델과 방광암 동물 모델을 통하여 이에 대한 상세한 분자학적 기전들을 규명하였습니다
- EMBO Mol. Med.
- 2019.11.28
박지영

고려대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 현재 인간 전분화능 줄기세포로부터 분화 간세포를 생성할 때 세포주 별로 분화 효율의 차이가 있어 세포치료제 및 신약개발 시장에 분화 간세포를 활용하는데 한계점이 있습니다. 이러한 한계를 극복하고자 저희 연구팀에서는 in vitro 에서 FACS 를 이용해 간세포를 정제할 수 있는 HPA (Hepatocyte Purifying Agent), in vivo 에서 간세포를 특이적으로 추적 관찰 할 수 있는 HIA (Hepatocyte Imaging Agent) 두 가지 신규 probe 를 합성했습니다. 합성한 두 가지 probe 의 유효성을 저희 연구실에서 분화한 간세포를 이용해서 in vitro, in vivo 에서 여러가지 방법을 통해서 증명했습니다. 그 결과로 연구팀에서 개발한 두 가지 probe 가 인간 전분화능 줄기세포 유래 간세포의 세포치료제 및 신약개발 분야에서 유용하게 활용될 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 저희 연구실은 고려대학교 생명공학과 줄기세포 및 조직 재생 연구실입니다. 김종훈교수님의 지도 아래에서 인간전분화능 줄기세포로부터 기능성 간세포를 분화시켜 여러 분야에 응용하는 연구를 진행하고 있습니다. 신약개발의 약물 독성을 평가하는 플랫폼을 구축하거나 간질환에 유효한 약물 성분의 후보를 발굴하는 실험, 또는 간질환 모델을 in vitro 에서 구현하는 실험 등을 진행하고 있습니다. 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 연구를 진행하다 보면 항상 실험이 마음대로 따라주지 않아 힘들 때가 많습니다. 그럴 때마다 실망하고 지쳐서 그만두기 보다는 계속 새로운 실험방법을 찾아보고 레퍼런스를 뒤져서 결과를 다양한 방법으로 해석해보고 하다 보니 논문이 나오게 되었습니다. 이번 논문을 준비하면서 그 과정을 배울 수 있었고 앞으로 연구하면서 연구 결과가 잘 나오지 않을 때 어떻게 헤쳐나갈 지를 알 수 있게 되었습니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 실험을 하면 항상 결과가 잘 나오는 것이 아니라 실패할 때가 훨씬 많습니다. 이럴 때 매번 실망하고 좌절하면 연구를 진행하는데 힘들어지기 때문에 담담하고 강한 마음을 가지고 있어야 한다고 생각합니다. 실패했을 때 자연스럽게
- Biomaterials
- 2019.09.04
박순정

건국대학교 의과대학

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 대체적으로 줄기세포를 체내에 이식하였을 때 세포의 생착률에 의해 결과가 달라지게 된다. 체내에 이식된 세포는 각종 면역세포의 공격을 받아 생존률이 매우 낮아지기 때문에 이를 극복하여 이식된 세포가 안정적으로 생착, 생존하고 세포의 기능이 지속적으로 유지될 수 있는 방법을 모색하였습니다. 심장 외벽에는 돼지의 세포외기질과 인간중간엽줄기세포를 이용한 패치를 제작하여 이식하고, 심장 내벽에는 심근세포를 주사기를 통해 이식하였다. 인간중간엽줄기세포에서 분비되는 다양한 성장인자들이 심장 내벽에 이식된 인간전분화능줄기세포 유래 심근세포의 생착 및 생존률을 높여 손상된 심장조직의 기능이 개선될 것으로 판단하여 연구를 시작하게 되었습니다. 실제로 허혈성 심장질환의 치료방법 개발을 위하여 단일 종류의 줄기세포 또는 각기 다른 두 종류의 줄기세포들을 여러 가지 유형의 생체물질과 함께 심장에 전달 제형화하여 심장근육에 주사하거나 패치형태로 심장에 부착하는 연구결과가 보고된 적이 있었지만 이번에 발표된 연구는 심장근육과 혈관을 동시에 치료할 수 있는 종합적인 치료법이며, 두 종류의 주요 줄기세포를 두 가지 경로 (세포 심근주사와 패치형)를 통해 효과적으로 전달하는 최초의 연구입니다. 인간중간엽줄기세포 기반 심장패치와 유도만능줄기세포 유래 심근세포를 활용한 병용치료법 개발은 심근과 혈관을 동시에 재생시키는 차세대 복합줄기세포 치료 플랫폼이며, 이식된 유도만능줄기세포 유래 심근세포의 생존 및 성숙을 기대할 수 있으므로 기존 단일 줄기세포 치료제의 한계를 극복할 수 있을 것이라 판단되어집니다. 또한 중증 허혈성 심장질환에 의해 손상된 심근세포 재생함으로써 심장기능 회복의 근본적 치료를 기대할 수 있습니다. 약물/이식 등의 기존 치료법으로 완치가 불가능한 중증 난치성 심장질환 환자들에게 새로운 치료기회를 부여할 수 있을 것으로 기대 할 수 있습니다. 다만 이 병행 치료법은 유도만능줄기세포 유래 심근세포를 주입하고 인간중간엽줄기세포 기반 심장패치를 성공적으로 이식하기 위해 다소 복잡한 기술 및 외과 수술을 필요로 하기 때문에 이 병행치료법을 최대한 활용할 수 있도록, 보다 간결하고 안전한 수술 방법 개발이 필요할 것입니다. 이번 논문은
- Nat. Commun.
- 2019.08.01
정광보

한국생명공학연구원, UST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 인간 전분화능 줄기세포(human pluripotent stem cell, hPSCs)를 활용한 분화연구가 활발히 진행됨에 따라 다양한 체세포 분화가 가능해졌습니다. hPSCs는 모든 세포로 분화할 수 있는 differentiation potential과 분화능을 유지하고 스스로 분열하는 self renewal 두 가지 특징을 가지며 원하는 체세포를 대량 생산할 수 있어 신약 스크리닝 플랫폼이나, 질병모델, 그리고 세포치료제 등 여러 연구분야에 응용이 가능할 것으로 각광받고 있습니다. 오가노이드(organoid)란 다양한 방법을 통한 줄기세포 분화기술과 함께 3D culture를 접목시켜 탄생되었으며, 줄기세포로부터 유래된 특정 장기, 조직의 세포들로 구성된 3D 세포 입체구조체를 뜻합니다. 저희 연구진이 연구한 줄기세포 유래 인간 장관오가노이드(human intestinal organoid, hIOs)는 2011년 James M. Wells group에서 최초 개발되어 현재까지 여러 연구에 활용되어 왔습니다. 장관 오가노이드는 기존의 여러 장관 모델 2D 장관세포 수준보다 훨씬 인간 장관을 모사하는 생리학적 특성을 보유하였지만, 여전히 character나 그 기능성이 fetal intestine에 머물러 충분히 성인의 성숙한 장관을 모사하지 못한다는 한계점이 존재했습니다. 저희 연구진은 이러한 장관 오가노이드의 미성숙의 한계점을 극복하기 위해 실제 인간 장관의 환경을 체외 배양조건에 재현해주는 방법을 통해서 인간 장관 오가노이드의 체외 성숙화를 유도하고자 하였습니다. 인간 장관은 소화 흡수기능을 수행하는 여러 장관세포들 뿐만 아니라 외부물질에 노출되어 있기 때문에 수많은 면역계 세포들이 존재하는 기관입니다. 실제로 인간의 장관은 태아의 출생 이후 구강을 통한 모유와 음식물 섭취 이후 성숙화 된다고 알려져 있습니다. 저희 연구진은 여기에 착안하여 인간 장관 오가노이드와 T 림프구 세포주(Jurkat T cell)의 공배양을 통해 장관 오가노이드의 체외 성숙화를 성공시켰습니다. Jurkat T cell이 활성화되어 방출하는 cytokine들을 탐색하는 방법을 통해 Interleukin-2 (IL-2)를 핵심인자로 규명하였으며, Microarray와 Phospho kinase array 실험 등을 통해 IL-2 에 의한 STAT3 signaling이 장관 오가노이드의 체외 성숙화에서 핵심 세포신호전달 경로로써 작용함을 증명하였습니다. 여러 장관 기능성
- Nat. Commun.
- 2018.08.21
이동성

서울대학교 의과대학

1.논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 2006년 일본 교토대학의 신야 야마나카 교수팀은 4개의 인자를 이용하여 체세포를 역분화하여 배아줄기세포와 비슷한 역분화 줄기 세포 (induced pluripotent stem cell, iPSC)로 만들었고 이 공로를 인정받아 2012년 영국의 존 거든 교수와 함께 노벨 생리 의학상 을 받았습니다. 이 노벨 생리 의학상의 의미로는 역분화라는 개념을 제시한 것이었습니다. 하지만 체세포에서 전분화능을 가진 줄기세포로의 변환이 가능하다는 것은 알고 있지만 이러한 과정이 어떻게 왜 생겨나는지에 대해서는 수많은 연구가 이루어 졌지만 아직까지 정확히 밝혀진 바가 없었습니다. 본 연구는 유도만능줄기세포의 생성 기전을 규명하기 위한 다국적 줄기세포 공동연구 컨소시엄인 ‘프로젝트 그란디오스(Project Grandiose)’ 국제공동연구팀이 진행한 연구성과 중 하나입니다. 프로젝트 그란디오스는 2010년부터 4년간 캐나다 토론토대학교를 포함하여 저희 서울의대 유전체 연구소, 호주, 네델란드 등 총 4개국 47명의 연구원들이 참여하였습니다. 본 연구팀은 체세포의 유도만능줄기세포로의 역분화 과정 전반에 걸쳐 요구되는 전사체, 후성유전체, 단백질체 등 모든 분자 기전을 차세대 유전체 염기서열 분석 기술을 이용하여 밝혔습니다. 저희는 이 과정 안에서 후성유전체를 중심으로 연구를 진행하였습니다. 후성유전체는 DNA 염기서열엔 변화가 없지만 DNA 염기상에 일어나는 부분적인 변화 또는 DNA 주변 부위의 단백질 변화 등을 통칭하는 것으로 그 예로는 DNA 메틸화, 히스톤 단백질 상의 변화 등이 있습니다. 또한 기존의 연구방식에서 벗어나 전장 유전체에 대하여 각 cytosine에 대한 메틸화를 관찰할 수 있는 기술인 whole genome bisulfite sequencing 기술을 이용하여 연구의 정확도를 높혔습니다. 본 연구는 DNA 메틸화가 역분화 과정의 진행을 막고 있는 결정적인 변화라는 것을 밝혀내었으며 어떤 식으로 4개의 인자들이 이러한 변화를 일으키는지에 대한 실마리를 제공한 논문입니다. 또한 유전자 발현을 조절하는 프로모터 지역의 CpG 밀도에 따라 달라지는 두 가지의 발현 조절 양상을 밝혀내었습니다. 이 연구 결과는 역분화 과정뿐만 아니라 모든 세포의 상태를 결정하는 기전에 적용될 수 있을 것으로 기대되며 유전자 발현의 기전을 이해하는 데에도 중
- Nat. Commun.
- 2014.12.23

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