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3-D 배양방식에 의한 두 가지 유형의 줄기세포의 성장 및 망막 세포를 생산하는 능력을 측정함으로써, 세인트 쥬드 어린이 연구 병원 연구원 팀장, 다이어박사가 망막 세포의 제조에서 더 좋을 한 세포 유형을 발견했다.세포 유형에 대한 연구는 망막 변성증을 치료하기 위한 더 좋은 줄기세포에 대한 알 수 있을 뿐만 아니라 치료를 위한 다른 줄기 세포의 효과를 정량화 하기 위한 표준화 된 방법을 보여준다.
이 연구는 마이클 다이어 박사(발달 신경 생물학, 세인트 주드병원)와 하워드 휴즈 의학 연구소 연구원의 회원에 의해 주도되었다. 연구 결과는 저널 스템셀 저널 CELL(7월 2일자)에 발표되었다.
줄기세포는 체내에서 더 잘 분화할 수 있는 특수한 세포이자 미숙세포이다. 초기 임상 시험에서 연구자들은 줄기세포가 노인성황반변성증, 색소성 망막염과 스타가르트병과 같은 질환에서 죽거나 결함이 있는 세포들을 대체할 수 있는 세포로 분화될 수 있는지를 연구해왔다. 백내장과 녹내장 등의 복합에 의해 시력상실이 시작되는 질환자들은 미국에만 천만명 이상이다.
이러한 임상 시험은 초기 약속을 표시했지만, 여기에는 답변되어야 할 많은 과학적 질문이 있다. “한 가지 중요한 문제는 이 줄기 세포가 어디에서 얻어졌는지가 차이가 있는가 이다.” 다이어박사는 “우리의 연구는 이 질문에 대해 탐구하는 노력과 줄기 세포 생물학에 대한 자세한 연구”라고 말한다.
연구자들은 성체 세포와 유도 만능 줄기세포(iPS) 두가지 유형에서 비교를 하였다. 이들의 비교 줄기 세포는 피부 섬유 세포에서 생성 유래 세포와 간체시세포라는 불리는 성숙한 눈세포로부터 생성되는 것이다.
과학자들은 p53이라고 불리는 키 규제 유전자를 꺼 돌연변이를 도입하지 않고 이전에 유도 만능 줄기 세포가 성인 신경 세포로 만들어 질 수 없다고 생각을 했다. 그러나 다이어 실험팀은 p53의 불활성화가 필요하지 않은 신경 세포에서 줄기 세포를 만들 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이 3-D 배양 기술은 신경 줄기 세포를 제조하기 위해 보다 자연적인 환경을 만들도록 정상 망막 신경 세포와 신경세포 재프로그래밍으로 관여되었다. 이 기술은 배양 접시에 계층방법으로 세포 배양을 하는 일반적인 배양 기술과 대조된다. 줄기 세포가 생성되는 즉시, 세포들은 3-D 배양방법에 의해 망막 세포를 만들어 낼 수 있다.

3-D 배양 기술 외에, 연구자들은 또한 다른 망막 세포가 망막 세포를 생성하는 방법에 정확하게 성공적인 정량화하도록 사용 STEM-RET 불리는 측정 세트를 사용한다. 이들 STEM-RET 분석은 간체시세포가 섬유아세포보다 더 많은 망막세포를 생성할 수 있다. 섬유아세포유래 망막 세포는 완전한 기능을 해야하는 망막에 필요한 몇 가지 세포 유형이 누락되었기 때문이다.
다이어와 그의 동료들은 망막세포를 생산하는 그들의 차이를 설명할 수 있는 두 개의 줄기 세포 유형의 생물학적 차이를 탐구하였다. 특히, 연구진들은 두 가지 유형의 후생 유전학적 제어 메커니즘의 차이를 분석 하였다. 세포의 이러한 후생유전학적 메커니즘은 세포의 유전자를 제어하는 생물학적 스위치로 구성되어 있기에 이들 세포의 유전자 자체의 DNA 구조체에 내장된 유전자 제어 장치는 별개이다.
연구자들은 망막 세포의 분석에 있어 유전학적 기억에 따라 스위치 역할을 하는 방법에 따라 망막세포의 우수한 공급원이 되는 역할이 될 수 있음을 연구하였다.
STEM-RET은 망막줄기세포치료에 사용되는 줄기세포를 결정하는데 상당한 진보를 나타냄을 밝혀내었으며, “오랜 시간 줄기 세포주를 표준화하는 방법에 대해서는 논쟁이 있었다. 우리의 STEM-RET 방법은 실험실에서 정확하게 비교될 수 있는 서로 다른 줄기세포와 각각의 결과를 비교할 수 있는 표준화를 만들었다는 점에서 의미 있다.”하고 말한다.
이러한 줄기세포에 대한 성적 분석은 다른 줄기세포 유형을 특성화하는 ‘후생 유전학적 지문’을 이끌어낼 수 있다. 이러한 지문은 치료 목적을 위한 성숙한 세포 또는 다른 타입이나 망막세포, 골수세포들을 효과적으로 세포주를 생성시킬 수 있다고 말한다.
3-D 배양기술 및 RET-STEM 측정 프로토콜은 과학자들이 더 나은 치료 용도를 위한 기능적 성숙한 세포로 세포를 재프로그램 할 수 있는 방법을 발견하기 위하여 줄기세포 유전자 및 약물 조작을 할 수 있다.

최근 줄기세포를 위한 세포치료로 다양한 방안이 개발될 때, 많은 이들이 의문이 한다. 망막질환관련 치료를 위해 iPS, hESC 등을 이용한 세포치료제가 각 나라에서 진행을 하고 있는데, 과연 어떠한 세포주가 치료효과도 높고 빠른 치료단계로 접어들 수 있을지에 대한 것이다. 이러한 일반적인 궁금증에 대해 이렇게 또 연구를 하고 세포분화시 세포들의 기억능력에 대한 연구 및 측정방법이 연구되고 있는 것 같다. 한가지 질환에 대한 줄기세포 연구가 효과적이었다고 모두다 그 질환에 대한 연구를 하는 것 보다는 보다 효과적인 세포주로 연구가 이어지고, 또 다른 세포주는 연구가 이행되고 있지 않은 치료제 개발로 이어지는 연구에 있어서도 효과적인 방안이 이어져, 치료를 기다리고 있는 환자들에게 빠른 희망을 가져오기를 기대한다. Edited by AllStemCells.com