| 최초로 신생 조혈모세포의 생체 내 귀소 전과정 규명 | ||
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 최근 중국과학원 상하이영양·건강연구원 판웨이쥔(潘巍峻) 연구팀은 세계 최초로 체내 조혈모세포 귀소(homing)의 완전한 동적 과정을 고해상도로 규명하였다. 해당 연구 성과는 2018년 11월 20일에 "Nature" 학술지에 온라인으로 게재되었다. 인체 혈액에 형태 및 역할이 상이한 적혈구, 백혈구, 혈소판 등 다양한 유형의 세포가 존재하는데 이들 모두 조혈모세포에서 유래한다. 조혈모세포는 자가 갱신능력이 있고 혈액 속 다양한 유형의 세포로 분화할 수 있는 잠재능력을 보유하므로 혈액, 면역, 종양 등 질병 치료에 활용할 수 있다. 현재 백혈병 치료가 그 일례이다. 대부분의 백혈병은 인체 조혈기능 장애로 인한 것인데 임상에서 골수 이식 또는 조혈모세포 이식을 통해 수많은 생명을 구한다. 조혈모세포가 나름의 역할을 발휘할 수 있는 선결조건이 바로 "귀소성"이다. 조혈모세포는 순환계에서 떠돌아다니면서 최적의 미세환경, 즉 "집"을 찾는데 이 과정을 "귀소"라고 한다. 조혈모세포는 귀소해야만 자가 갱신 및 분화가 가능하다. 귀소성을 지닌 조혈모세포의 귀소 관련 연구는 쉬운 것이 아니다. 지난 십여 년 동안 귀소와 관련해 세포 및 분자 기반의 탐구를 진행해왔지만 체내 생리환경에서 어떻게 귀소가 발생하는지 등 일련의 핵심 과학문제는 밝혀내지 못했다. 이는 임상 조혈모세포 이식 기술의 발전을 크게 제한하였다. 거시적 차원에서 조혈모세포 귀소의 비밀을 밝히기 위해 연구팀은 지난 6년간 생체 영상 기술을 최적화하였고 이에 기반하여 생체면역형광표지, 유전자 조절 및 그래픽 재구성 컴퓨팅 등 방법을 더한층 통합시켜 최초로 체내 조혈모세포 귀소의 전과정을 완전하게 해석할 수 있는 참신한 연구시스템을 개발해냈다. 연구팀은 세계 최초로 컬러가변 형광단백질을 이용해 조혈모세포 표지시스템을 구축하였다. 또한 고해상도 공초점 형광현미경을 사용해 조혈모세포 장시간 생체 관찰·추적 방안을 구축하였다. 이로써 거시/미시적 차원에서 신생 조혈모세포 귀소의 전과정을 생동하게 구현하였다. 중국과학자가 독자적으로 완성한 해당 독창성 과학발견은 국제 조혈모세포 분야에서의 생체 내 장시간 고해상도 연구의 서막을 열었다. 연구팀은 대규모 장시간 생체영상에 대한 통계적 분석을 통해 생체 내에 조혈모세포 귀소의 "핫 존"이 존재함을 발견하였고 그중 일부 독특한 미세혈관 구조가 조혈모세포의 "집"임을 밝혀냈다. 상기 미세혈관은 마치 고속도로 주변의 주유소 또는 정류장과도 같이 공간이 협소하였는데 거의 조혈모세포 크기에 해당하였다. 조혈모세포는 미세혈관에 들어간 후 더 심층적인 증식·분화 등 생리과정을 수행한다. 조혈모세포가 집으로 들어가는데 도우미가 필요하다. 연구팀은 의외로 완전 새로운 미세환경세포를 발견하고 이를 "선도세포"라 명명하였다. 해당 유형의 세포는 기존에 정의한바가 없는 일종의 새로운 대식세포 아형이다. "선도세포"는 귀소 "핫 존" 부근에서 순찰하면서 경유하는 조혈모세포를 발견해 특정 혈관구조에 끌어들임으로써 조혈모세포의 귀소를 구현하였다. 2015년에 외국 연구진이 "탕위안(湯圓)"을 빚는 방식의 조혈모세포 귀소를 발견해 "Cell" 학술지에 발표한 적이 있다. 판웨이쥔 연구팀은 상기 방식이 조혈모세포 귀소 사건의 4분의 1밖에 차지하지 않으며 대부분 귀소는 "안내원"의 도움을 통해 정맥의 미세혈관 구조에서 발생한다는 것을 발견하였다. 이번 성과에 힘입어 향후 조혈모세포 귀소 미세환경에 대한 정밀제어가 가능해 이식에 필요한 조혈모세포수를 대폭 줄일 수 있기에 의료원가를 많이 절약할 수 있다. "Nature" 학술지 선임편집자 Natalie Le Bot는 해당 연구결과는 향후 골수 이식 성공률을 높이는 키포인트가 될 것이라 전망하였다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420164.shtm |
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