**줄기세포가 심하게 손상된 폐를 수리하다
영국의 과학자들은 폐가 심하게 손상되면 줄기세포가 활성화되어 수리를 도와주는 것을 발견했다. 이번 발견으로 폐가 세포단계에서 어떻게 작동하는지를 새로운 관점에서 볼 수 있게 되었고, 그로 인해 장기적인 흡연자와 같이 폐가 손상될 위험성이 높은 사람들에게 폐암이 발생하는 초기단계에 이를 찾아낼 수 있는 방법을 개발하는데 도움이 될 것으로 예상하고 있다.
줄기세포의 주역할은 자신들이 속해있는 조직을 유지하고 수리하는 것이다. 그러나 정상세포와 달리 줄기세포는 희소하기 때문에 정확하게 어디에 있는지 또 어떻게 작동하는지는 지금까지 제대로 밝혀내지를 못했다. 그런데 이번에 영국의 케임브리지 연구소의 과학자들이 독특한 폐 전체 영상화 기법을 사용해서 실험동물의 폐 조직에 있는 줄기세포의 위치를 검사해서 식별하고 건강한 폐와 손상된 폐에서 이들이 수행하는 역할을 밝혀낼 수 있게 되었다고 한다.
즉 이들 과학자들은 줄기세포가 건강한 폐나 약간 손상된 폐는 정상적으로 유지하는데 관여하지 않은 듯하지만 심하게 손상된 폐는 수리하는데 결정적인 역할을 수행하는 것을 발견한 것이다.
어쨌든 조직이 심하게 손상된 후 수리하는데 줄기세포가 관련하는 것으로 드러났기 때문에 조직 손상 자체가 줄기세포를 활성화하는 촉매로 작용하는 것은 아닌 것으로 추정되고 있다. 즉 최악의 상황에서만 줄기세포가 직접 개입하고 그 이외의 상황에서는 수수방관만 하는 것으로 추정되는 것이다.
**영국 폐암 매년 3만 8천 명, 5년간 생존율 5% 미만
이번 연구로 줄기세포가 손상된 폐를 어떻게 수리하는지 알게 되었고 그로 인해 줄기세포들이 암을 포함한 폐질환의 발생을 어떤 식으로 촉진하는지를 밝히는데도 도움이 될 것으로 예상된다. 또 이런 발견으로 폐암을 조기에 진단하는 개선된 방법도 개발될 수 있게 되었다. 예를 들면 폐가 손상될 위험성이 높은 사람들에게 폐 줄기세포 활성화 검사 같은 것을 해볼 수가 있기 때문이다.
영국에서는 폐암이 2번째로 흔한 암으로 매년 38,000명의 신규환자가 발생하고 있다. 또 폐암 환자의 사망률이 22%이고 5년간 생존율을 5% 미만이다. 이런 이유로 조기에 발견하는 것이 중요하지만 3분의 2가 넘는 폐암환자들이 치료하기 힘든 말기 단계에서 발견되고 있다.
이번 연구에 참여한 케임브리지 연구소 부소장인 와트 교수는 이번 연구로 기도가 정상적인 상황에서는 결함이 있는 유전자가 자동으로 폐암을 유발하지 않는 이유를 이해할 수 있게 되었고, 흡연이나 공업용 화학물질 같은 것으로 인해 폐가 심하게 손상된 경우에는 이런 결함이 있는 유전자를 보유한 줄기세포가 활성화되어 폐암을 유발하게 되는 것으로 이해하게 되었다고 한다.
**배아 줄기세포에서 많이 발견되는 단백질 암과 깊은 관계
최근에 줄기세포에 관한 연구가 이전보다 더 활발하게 이루어지고 있다. 최근에는 줄기세포와 관련해서 또 다른 연구결과가 발표되었다. 즉 배아 줄기세포에 많이 발견되는 단백질이 암과 깊은 관계가 있는 것으로 밝혀져서 그 단백질을 표적으로 암을 치료하는 방법이 모색되고 있다.
보스턴 아동병원 줄기세포 프로그램에 참여하고 있는 연구진은 작년에 LIN28이란 단백질이 종양을 억제하는 let-7이라는 마이크로 RNA를 조절하는 것을 밝혀냈다. 즉 세포 내에 LIN28이 늘어나면 let-7이 성숙해지는 것을 방지해서 그 세포를 더 미성숙하게 만들어 마치 줄기세포같이 만들어버리는 것을 밝혀낸 것이다. 그런데 이런 일이 생기면 세포가 더 악성이 되기 때문에 결국 종양이 생기는 원인은 LIN28 단백질 때문이란 추정이 가능해지는 것이다.
그런데 이들 연구진은 이번에 발표한 논문에서 LIN28이 실제로 세포를 암 상태로 변화시키고 또 여러 가지 진행성 암 특히 간암, 난소암, 만성 골수성 백혈병, 생식세포 종양, 윌름즈종양 (소아 신장암) 같은 암에 많이 들어 있는 것을 직접적으로 입증을 했다. 이들 연구진은 전체적으로 LIN28과 그와 연관된 LIN28B란 단백질이 인간의 암의 약 15%와 관련이 있는 것으로 보고 있다. 이런 연구결과를 참작하면 LIN28 단백질만 차단하거나 억제해도 let-7의 종양억제 기능을 되살려낼 가능성이 있는 것으로 보고 있다.
**LIN28 단백질로 암이 일종의 줄기세포 질환이라는 점 밝혀
어쨌든 특정한 단백질이 여러 가지 진행성 암과 관련이 있는 것을 밝혀냈고 그런 단백질을 표적으로 치료가 힘든 암을 치료할 수 있는 가능성을 발견한 것이다. 그런데 LIN28이 배아 줄기세포에 많이 있고 그게 배아 줄기세포가 특정한 유형의 세포로 분화하는 것을 저해하는 점은 이미 약 25년 전에 발견되었다.
즉 성장과 줄기세포 생산과 암 발생은 서로 긴밀한 관계가 있는 것은 이미 오래전부터 알고 있었지만 이들 간의 구체적인 상관관계는 그동안 알지 못했다. 그러나 작년에 이들 연구진이 LIN28과 let-7의 상호관계를 밝혀내면서 그동안 모르던 구체적인 메커니즘을 파악하게 된 것이다.
이런 연구결과 이제는 LIN28이란 단백질이 줄기세포와 암 발생에 영향을 미치는 것이 구체적으로 밝혀졌고 그로 인해 암은 흔히 일종의 줄기세포 질환이란 점이 밝혀진 것이다. 이들 연구진은 이제는 이 단백질을 억제할 수 있는 방법을 찾는데 열중하고 있다고 한다.
출처:
(1) A. Giangreco et al. “Stem cells are dispensable for lung homeostasis but restore airways after injury.” Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 May 28. [Epub ahead of print]
(2) S. R Viswanathan et al., "Lin28 promotes transformation and is associated with advanced human malignancies " Published online: 31 May 2009, doi:10.1038/ng.392
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