[뉴스토마토 이한승기자] 국내 연구진이 줄기세포의 노화 및 스트레스 조절기술을 개발했다.
미래창조과학부는 한국생명공학연구원(이하 생명연) 면역치료제연구센터의 최인표·정해용 박사팀이 조혈줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제 유전자를 발굴하고 기능을 규명해 줄기세포의 노화와 스트레스를 조절하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
이번 연구결과는 세계적인 권위를 자랑하는 셀(Cell)의 자매지인 Cell Metabolism 7월2일자 온라인판에 게재됐다.
그동안 줄기세포의 노화를 억제하는 기술이나 약물은 개발됐지만 이를 억제하는 유전자가 발굴된 것은 이번이 처음이다.
조혈줄기세포는 주로 골수에 존재하며 증식과 분화를 통해 우리 몸의 모든 면역세포와 적혈구, 혈소판 등 모든 혈액세포를 만들어 내는 기능을 가져 암환자의 골수이식에 가장 핵심이 되는 줄기세포다.
노화나 스트레스 등에 의해 조혈줄기세포의 항상성에 이상이 생기면 몸 전체 혈액세포에 영향을 미쳐 면역저하와 빈혈, 암, 노화 등 각종 질병이 야기된다.
최인표 박사 연구팀은 이번 연구를 통해 조혈줄기세포가 노화나 스트레스를 받는 환경에 있을 때 TXNIP 유전자가 조혈줄기세포의 유지와 생성을 보호해주는 인자임을 밝혀냈다.
TXNIP는 항산화 단백질인 티오레독신(thioredoxin)과 결합해 티오레독신의 기능을 억제하는 유전자로서 세포 내의 다양한 기능을 수행한다.
연구팀은 TXNIP가 결핍된 조혈줄기세포의 활성산소가 정상 조혈줄기세포보다 약 40% 높았으며, 증가된 활성산소는 조혈줄기세포의 세포주기를 억제해 결국 사멸에 이르게 하는 것을 확인했다.
TXNIP가 결핍된 생쥐에 암을 유발시켰을 때 정상 생쥐에 비해 암 생성과 전이가 증가했으며, TXNIP 유전자 결핍으로 인한 조혈세포 감소가 그 원인임을 알아냈다.
연구팀은 TXNIP와 항암억제 및 항산화 유전자인 p53이 서로 결합시킨 후 이 둘을 동시에 억제해보니 생쥐의 생존율이 더 감소했고 조혈줄기세포의 활성산소도 더 증가하는 것을 발견했다.
반면 TXNIP나 p53 유전자를 TXNIP가 결핍된 생쥐에 다시 투여했을 때 생쥐의 생존율이 증가되고 조혈줄기세포의 숫자도 회복됨을 확인했다.
이번 연구는 TXNIP 유전자가 p53의 발현을 증가 또는 유지시키며, 이 과정에서 p53과 직접 결합해 p53이 분해되는 것을 억제시키는 중요한 기능이 있음을 규명했다는 점에서 의미가 있다.
최인표 박사는 "이번 연구는 TXNIP 유전자를 조절함으로써 조혈줄기세포의 항상성 유지와 조혈세포의 생성, 분화를 조절할 수 있는 근본적인 기술 개발 토대를 마련한 것"이라며, "향후 조혈줄기세포 유지 및 생성, 나아가 향후 암 치료, 노화 억제 조절 기술개발에 필요한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다"고 강조했다.
◇줄기세포 노화와 스트레스 기술개발 연구를 주도한 최인표·정해용 박사(왼쪽부터).(사진제공=미래창조과학부)