인간의 소변 유도 만능 줄기 세포로 재생 치아 육성

[공재]

인간의 소변 유도 만능 줄기 세포로 재생 치아 육성

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=240369&service_code=04

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-08-06에서 발췌함.

인간의 소변이 치아로 되는 것은 마술이 아니라 중대한 과학 발명에 속한다. 중국과학원 광저우(廣州) 바이오 의약 및 건강 연구원의 페이돤칭(裴端卿) 연구원의 연구팀은 최근 관련 연구를 실행하는 과정에서 지원자들의 요액(尿液) 파생물의 유도 만능 줄기세포로 재생 치아를 육성시키는데 성공하였다.

이번에 육성시킨 재생 치아는 과학자들이 최초로 인간의 유도 만능 줄기세포를 이용하여 성형(成型)에 성공한 재생 장기에 속한다. 이번 연구 성과는 지난 7월 30일 온라인으로 `세포 재생` 학술지에 발표되었다.

지난 2012년 12월에 페이돤칭(裴端卿) 연구원과 판광진(潘廣錦) 연구원이 주도한 연구팀은 환자들의 요액 세포를 이용하여 신경 줄기 세포를 취득하는데 성공하였다. 관련 연구 성과는 지난 2012년 12월 9일에 온라인으로 `자연-방법학` 학술지에 발표되었다.

당시 과학자들은 이미 요액 중에서 안정적인 유도 만능 줄기 세포를 취득하여 신경원(神經元), 심근 세포 등 다양한 세포 유형으로 한층 더 분화하는데 성공하였지만 유도 만능 줄기 세포를 이용한 재생 장기 육성에는 성공하지 못한 상황이다.

페이돤칭(裴端卿) 연구원 연구팀은 인간과 실험용 쥐 조직 키메라 배양 시스템(Chimeric culture system)을 통해 인간의 요액 만능 줄기 세포는 재생 치아를 생성시킬 수 있다는 점을 입증하였다.

연구팀은 인간과 실험용 쥐 조직 키메라 배양 시스템을 이용하여 정상적인 치아 발생 발육 과정의 상피-중간 엽(mesenchymal) 두 가지 조직 세포 간의 상호 역할을 시뮬레이션하였으며 유도 만능 줄기 세포를 상피 모양의 막 상태 구조로 분화시킨 다음 실험용 작은 쥐 치아 배아 중간 엽을 재구성시키고 재구성한 샘플을 면역 결함이 있는 실험용 작은 쥐 체 내에 이식시켰다. 결과 3주 후에 치아 샘플 구조가 형성되었다.

페이돤칭 연구원의 설명에 따르면, 이런 치아 샘플 구조는 인간 치아의 정상적인 구조를 보유하고 있는데 상피 부분에서 파생된 애나멜 아세포(Ameloblasts)와 매나멜(Enamel), 중간 엽 부분에서 발육된 치아를 형성하는 상아질(Dentin) 세포, 상아질, 치아 골수, 백악질(Cementum) 등 구조가 포함된다. 그 외, 이런 치아 모양 구조와 정상적인 인간 치아는 유사한 물리화학 특성을 보유하고 있는데 경도, 탄성 막 수량과 화학 구성 성분이 포함된다.

이번 연구 성과가 발표된 후 국제 사회의 높은 관심을 받았다. 부분적인 국제 줄기 세포 연구분야 과학자들은 "이번 연구를 통해 개발한 방법은 여러 가지 도전에 직면하여 있는데 하나는 치아 형성 비율 및 치아 애나멜 경도가 비교적 낮고, 두 번째는 요약 추출 줄기 세포 오염 가능성이 높고, 세 번째는 재제조하는 치아가 직면한 최대 도전은 신경과 혈관이 상호 연결된 치아 골수를 재제조하는 것으로서 이렇게 치아를 재제조해야만 영구치가 될 수 있다는 점"이라고 강조하고 있다.

이런 주장에 대한 페이돤칭 연구원은 "이번에 개발한 방법을 이용하여 재생시킨 치아에는 부분적인 문제점이 존재하는데 예를 들면 실험용 작은 쥐 세포의 참여, 30%의 치아 형성 비율 및 애나멜 경도가 비교적 낮은 등 문제점이 존재하지만 미래에 인류 중간 엽 세포의 대체와 배양 시스템의 최적화를 통해 이런 문제점을 해결할 수 있게 될 것"이라고 설명하면서 이번에 달성한 연구 성과는 향후 재생 치아 임상 개성화 치료 실현을 위해 중요한 기반을 구축하였다고 강조하였다.

http://www.stdaily.com/stdaily/content/2013-08/04/content_630564.htm

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