생명/의료

중국과학원동물연구소, 생쥐 정원줄기세포의 체외 감수분열 연구에 성공

발행일 : 2016 / 07 / 08

최근, 중국과학원동물연구소 한춘성(韓春生) 연구팀은 체외에서 생쥐 정원줄기세포를 유도하여 정모세포를 형성하는 기술 시스템을 구축하였으며, 레티노산(Retinoic acid, RA)이 해당 체외 시스템의 필요충분조건이라는 것을 발견하였다. 분화 시스템에 외인성 RA를 첨가하는 동시에 정원줄기세포와 세르톨리세포(Sertoli Cells)를 공동 배양하는 조건에서 약 30%의 효율로 감수분열을 진행하고 있는 세사기 및 합사기 정모세포를 획득할 수 있다.

연구팀은 또한 RNA 시퀀싱 기술을 이용하여 대량의 RA 조절을 받고 있는 줄기세포 자가갱신 및 분화에 참여하는 유전자를 발견하였으며 더 나아가 해당 체외 기술을 이용하여 정원줄기세포 감수분열에 참여하는 새로운 유전자를 감정하였다. 이는 생체 외에서 2배체 정원줄기세포를 유도하여 1배체 정자세포를 형성하는 연구에 기초를 마련하였으며 또한 감수분열의 분자 메커니즘을 연구하는데 이상적인 체외모델을 제공하였다. 해당 연구는 Retinoic Acid Is Sufficient for the in vitro Induction of Mouse Spermatocytes라는 제목으로 2016년 6월 23일 Stem Cell Reports 잡지에 온라인으로 발표되었다.

불임증은 개인, 가정 및 사회에 막대한 장애를 가져다준다. 남성불임은 인간 불임증의 약 50%를 차지하며 다양한 유전 및 후생적 변이로 유발되는데 그 주요 증상은 생식세포 결손 및 감수분열의 시작, 완성과 1배체 발육 비정상이다. 오랫동안 정원세포 줄기세포의 체외 배양, 유전자 수식 및 분화 모델이 부족한 원인으로 정자 발생 및 남성불임의 메커니즘에 대한 연구에서 큰 성과가 없었다.

한춘성 연구팀은 줄곧 정자 발생 및 감수분열 연구를 집중적으로 진행하였으며 중국 최초로 생쥐 정원줄기세포 체외 장기적 배양, 유전자 수식 및 해당 기술 시스템을 이용하여 형질전환 생쥐를 획득할 수 있는 실험실을 구축하였다. 연구팀은 또한 FGF2와 IGF1 신호경로는 생쥐 정원줄기세포 체외 증식의 필요 요인이라는 것을 발견하였으며 성공적으로 생쥐 iPS 세포를 체외에서 40%의 효율로 유도하여 원시 생식세포를 형성하였다. 해당 성과는 이미 Cell Research(2012)22:773; Stem Cell Research(2013)12:517; Stem Cells and Development(2015)24:471등 잡지에 발표되었다.

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