배경: 인간의 골수내에 multipotent adult progenitor cells(MAPCs)라 불리는 다분화능 줄기세포가 존재한다는 연구가 있었고 이러한 줄기세포는 mesenchymal stem cell 계통의 세포로 분화하고 일부 내배엽 또는 외배엽 계통의 세포로 분화하는 특징을 가지고 있는 것으로 보고되었다. 하지만, 현재까지 이러한 다분화능 줄기세포는 골수에만 존재하는 것으로 밝혀져 왔다. 본 연구진은 이러한 다분화능 줄기세포가 말초혈액내에 존재하는지 확인하고자 하였고 또한 그 기원이 되는 장기를 찾아보고자 하였다.
방법 및 결과: 인간의 말초혈액으로부터 coating이 되어 있지 않은 배양접시를 사용하여 이전에 말초혈액에서 존재하는 것으로 보고된 내피전구줄기세포(Endothelial progenitor cells, EPCs)와는 전혀 다른 새로운 세포 집락을 관찰할 수 있었다. 이러한 세포는 iPS(induced pluripotent stem cells)의 네가지 factor중 Oct3/4, KLF4, c-Myc 등의 유전자를 표현하고 있음을 확인할 수 있었다. 유세포분석을 통하여 이러한 세포는 적어도 mesenchymal stem cell의 특징적인 표지자들을 표현하고 있음을 역시 확인하였다. 다양한 분화 조건을 적용하여 이러한 세포를 내피세포와 혈관평활근 세포로 분화시킬 수 있었다. 또한, osteogenic, adipogenic, myogenic 계통의 세포로 분화시킬 수 있었다. 이러한 중배엽 계통의 세포 외에 neuron과 같은 외배엽, hepatocyte와 같은 내배엽 세포로도 분화시킬 수 있어 이 세포는 다분화능을 가진 줄기 세포임을 확인할 수 있었다. 이러한 줄기세포를 in vivo에서 mouse의 심장에 찔러주었을 때 내피세포, 혈관평활근세포, 심근세포로 분화할 수 있음을 역시 확인하였다. 마지막으로 말초혈액내 이러한 줄기세포의 기원을 찾기 위해 본 연구진은 골수이식, 간이식, 심장이식, 신장이식을 받은 환자의 말초혈액내에서 이러한 혈액순환 다분화능 줄기세포를 분리 배양하였고 HLA typing 등의 방법을 사용하여 이러한 줄기세포는 주로 심장에서 기원하고 있음을 확인하였다.
결론: 본 연구는 말초혈액내 순환하고 있는 새로운 다분화능 줄기세포가 존재하고 있음을 보여주고 그 특성을 규명하였다. 특히 이러한 줄기세포는 심장에서 기원하고 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 줄기세포는 환자의 말초혈액내에서 적은 양으로 간단하게 채혈하여 많은 양의 줄기세포를 얻은 후 원하는 계통의 세포로 분화시킬 수 있어 향후 재생의학의 중요한 source가 될 수 있을 것으로 기대된다.
|
