[달콤한 사이언스] 인간 골격줄기세포 발견…골다공증 근본 치료 가능해지나

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사람의 뼈와 연골 같은 골격을 형성하는 줄기세포가 발견됐다. 그동안 생쥐 실험에서는 발견됐던 골격 줄기세포가 사람에게서 처음 발견됨에 따라 골절이나 관절손상, 골다공증 같은 뼈 관련 질환의 새로운 치료방법을 개발할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

미국 스탠포드대 의대 줄기세포생물학 및 재생의학연구소, 캘리포니아 샌디에고대 소아과 및 컴퓨터과학과, 오스트리아 그라츠의대, 일본 이화학연구소(리켄) 의과학혁신허브센터 공동연구팀은 뼈와 연골 등으로만 성장하는 골격 줄기세포를 발견하는데 성공했다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 이번에 발견한 인간 골격줄기세포는 지방흡입 후 폐기되는 지방에서도 추출해 만들 수 있다는 것이 특이하다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 최신호(20일자)에 실렸다.

많은 과학자들이 그동안 인간 골격줄기세포를 찾아왔지만 지금까지는 중간엽줄기세포 밖에 발견하지 못했다. 중간엽줄기세포는 뼈와 연골 뿐만 아니라 지방, 근육, 혈관 등 인체의 다양한 조직으로 분화할 수 있기 때문에 진정한 골격줄기세포라고 볼 수 없다.

연구팀은 우선 유전자 편집을 통해 줄기세포의 종류에 따라 각기 다른 색깔을 갖도록 하는 ‘레인보우 생쥐’를 만들어 골격줄기세포 형성 과정을 추적했다. 그 다음 연구팀은 태어나는 과정에서 사망한 태아의 뼈를 이용해 레인보우 생쥐의 골격줄기세포와 유사한 유전자 발현 패턴을 가진 세포를 찾는데 성공했다.

이 같은 연구결과를 바탕으로 연구팀은 고관절이나 무릎관절 치환술 같은 정형외과 수술 과정에서 나온 성인의 뼛조각을 배양접시에서 배양한 결과 지방이나 근육, 혈관 등 다른 조직으로 분화하지 않고 오로지 새로운 뼈와 연골을 만들어 내는 줄기세포를 발견해 냈다.

연구팀은 골격줄기세포를 대량으로 생산하기 위해 성인 세포로 만든 유도만능줄기세포(iPSC)를 뼈성장촉진 화합물과 비타민을 넣고 배양접시에서 배양하는데도 성공했다. 이들은 지방흡입 후 버려진 지방에서 기질세포를 분리한 뒤 뼈성장인자단백질과 함께 배양한 결과 골격줄기세포를 만드는데 성공하기도 했다.



찰스 찬 스탠포드대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 인간에게도 골격줄기세포가 있다는 사실을 확인했을 뿐만 아니라 지방흡입을 통해 버려지는 일종의 의료폐기물인 지방으로 골격줄기세포를 손쉽게 만들 수 있다는 것을 보여줘 골다공증 같은 뼈 관련 질환의 획기적 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 그러나 찬 교수는 “실제 실용화되기까지는 임상시험 등을 거쳐야 하기 때문에 시간이 좀 더 걸릴 것”이라고 말했다.

유용하 기자