줄기세포

줄기세포는 무엇인가요

줄기세포는 배아나 성체에 있는, 여러 종류의 조직으로 분화할 수 있는 미분화 세포예요. 간세포, 모세포라고도 불러요. 줄기세포를 사람이 적절히 통제할 수 있는 기술이 확보되면 장기 이식이 훨씬 쉬워지는 등 질병 치료의 길이 열릴 것으로 기대돼요.

줄기세포는 어떻게 스스로 복제하고 다른 세포로 바뀌나요

고전적 의미의 줄기세포는 두 가지 속성을 가져요. 하나는 분화되지 않은 상태를 유지하면서 수많은 세포 분열을 할 수 있는 자가 복제 능력이고, 다른 하나는 다른 종류의 특정 세포로 분화할 수 있는 분화능이에요.

줄기세포의 분화능은 얼마나 많은 종류의 세포가 될 수 있는지에 따라 등급을 나눠요.

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수정 후 5일쯤 되는 인간 주머니배(포배)는 태반이 되는 영양막 세포와 태아가 되는 내부 세포 덩어리로 이뤄져요. 내부 세포 덩어리는 인체를 이루는 모든 배엽에서 유래한 세포를 만들 수 있어서 배아줄기세포가 여기에서 얻어져요.

줄기세포와 전구세포는 무엇이 다른가요

전구세포는 자기 증식 능력은 성체줄기세포와 같지만 분화 능력이 극히 제한되어 특정한 세포로만 분화해요. 세포 분열 때 자기와 같은 세포를 딸세포로 만들지 못하고 자기보다 분화한 세포를 만들어요. 조혈 전구세포가 대표적이에요.

줄기세포에는 어떤 종류가 있나요

줄기세포는 유래에 따라 지방줄기세포, 배아줄기세포, 성체줄기세포, 유도 만능 줄기세포 등으로 나눠요.

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성체줄기세포는 체내 조직에 따라 역할이 달라요. 혈액, 피부, 장처럼 세포 회전율이 빠른 조직은 줄기세포 비율이 높아 재생 능력이 뛰어나고, 이 가운데 얻기 쉬운 골수가 줄기세포 연구에 가장 많이 쓰여요. 간과 근육은 회전율이 느리지만 재생 능력이 높아서 심한 손상 때 상주 줄기세포가 역할을 해요. 뇌, 척수, 심장, 신장처럼 회전율이 느리고 재생 능력이 낮은 조직은 상주 줄기세포가 제한적으로만 복구하기 때문에 외부에서 줄기세포를 넣어 줘야 해요.

출산 때 얻는 제대혈, 양막, 제대도 넓은 뜻의 성체줄기세포예요. 가장 어린 성체줄기세포이고 면역계가 성숙하지 않아 항원성이 낮으며 면역 조절 기능을 가진다는 장점이 있어요.

간엽줄기세포(중간엽 줄기세포)는 무엇인가요

인체 중배엽 유래 세포로 분화할 수 있는 줄기세포로 1991년 프리덴슈타인 등이 발견했어요. 골수, 지방조직, 탯줄에서 얻기 쉬워요. 연구에서 간엽줄기세포라고 부르려면 플라스틱에 붙어 자라는 섬유모세포 닮은 모양, 특정 표면 항원 조건(CD73, CD90, CD105 양성, CD34, CD45 음성), 뼈와 연골과 지방세포로 분화하는 능력을 갖춰야 해요. 중배엽 유래 조직 질환, 면역 조절, 조혈모세포 생착 증진 등에 전임상과 임상시험이 진행돼요.

줄기세포 발견의 역사는 어떻게 되나요

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1998년 최초의 인간 배아줄기세포주는 불임클리닉의 잉여 인공수정란에서 초기 주머니배의 내부 세포 덩어리를 실험실에서 배양해 얻었어요. 이 수립은 과학계가 윤리와 철학에 대한 인식을 새롭게 하는 계기가 됐어요.

줄기세포는 현재 의료에서 어떻게 쓰이나요

줄기세포는 사람의 발생 과정을 연구하는 좋은 실험 모델이 되고, 균질한 사람 조직이나 세포로 약물 검사와 독성 검사를 하게 해서 신약 개발에 쓰일 수 있어요. 가장 큰 가치는 훼손된 조직을 대체할 세포나 조직을 대량으로 얻어 난치성 질병 치료에 이용할 수 있다는 점이에요. 파킨슨병은 도파민을 만드는 신경세포가 죽어서 생기는데 줄기세포로 이를 대체하려는 연구가 이어져요.

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환자 본인의 조혈모세포를 쓰면 이식편대숙주병 같은 면역 문제를 일으키지 않았어요. 유도 만능 줄기세포와 유전자 가위 CRISPR-Cas9으로 돌연변이를 바로잡아 쥐에게 투여한 연구도 보고됐지만, CRISPR-Cas9이 의도하지 않은 유전자를 편집하는 문제가 있어 사람에게 쓰려면 더 연구가 필요해요.

치료에는 한계도 있어요. 면역 거부 반응, 다른 조직으로 이동해 엉뚱하게 분화하는 문제, 암세포로 변할 수 있는 문제가 있고, 바이러스를 이용한 유전자 치료는 독성과 염증, 유전자 삽입에 따른 돌연변이 위험도 있어요. 치료 비용이 많이 들고 줄기세포가 체내에 오래 머물러 부작용을 오래 지켜봐야 해요.

줄기세포 연구에는 어떤 윤리 문제와 규제가 있나요

배아줄기세포는 주머니배에서 얻기 때문에 이를 인간 생명을 빼앗는 일로 볼 수 있느냐는 논쟁이 따르고, 종교나 신념의 논쟁이 함께 있어요. 근본적으로 주머니배를 생명으로 볼 수 있는지에 관한 질문이에요. 성체줄기세포는 비교적 얻기가 쉽고 윤리적인 문제가 없다고 설명돼요.

한국에서는 생명윤리 및 안전에 관한 법률이 이를 규율해요. 배아줄기세포주를 수립하거나 수입한 사람은 제공하거나 이용하기 전에 보건복지부장관에게 등록해야 해요(제33조). 등록된 배아줄기세포주는 체외에서 질병의 진단·예방·치료를 위한 연구, 줄기세포의 특성과 분화에 관한 기초 연구, 그 밖에 국가위원회 심의를 거쳐 대통령령으로 정하는 연구 목적으로만 이용할 수 있어요(제35조).

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줄기세포와 함께 배우는 개념에는 무엇이 있나요

• 분화: 줄기세포가 특정한 기능을 가진 세포로 바뀌는 과정이에요.
• 역분화(초기화): 분화된 체세포를 줄기세포 상태로 되돌리는 것으로 유도 만능 줄기세포를 만드는 방법이에요.
• 주머니배(포배): 수정 후 5일쯤의 초기 배아로 영양막과 내부 세포 덩어리로 이뤄져요.
• 제대혈: 출산 때 얻는 탯줄 혈액으로 넓은 뜻의 성체줄기세포를 얻을 수 있어요.
• 유전자 치료: 질병과 관련된 유전자를 세포에 넣어 결함을 고치는 치료예요.
• 조혈모세포 이식: 혈액과 골수에 있는 조혈모세포는 적혈구, 혈소판, 백혈구 같은 성숙한 혈구세포를 만들 수 있어요. 백혈병과 림프종 같은 악성 종양, 겸상적혈구증 같은 비악성 질환을 치료하고 환자의 조혈계를 다시 세우는 데 쓰이며 골수이식 또는 조혈모세포이식이라고 불러요.
• 자가 이식과 동종 이식: 환자 자신의 조혈모세포를 이식받으면 자가, 타인에게서 받으면 동종이라고 해요. 동종 이식은 공여자와 환자의 조직적합성(HLA형)이 맞아야 하는데 가족 안에 맞는 공여자가 없을 확률이 70%에 이르러요.
• 제대혈은행: 기증제대혈은행은 타인을 위해 제대혈을 기증받아 처리하고 개인에게 비용을 청구하지 않아요. 가족제대혈은행은 개인과 회사의 계약으로 대가를 내고 제대혈을 보관해요. 제대혈에는 여러 종류의 줄기세포가 있지만 현재까지 인정된 치료는 혈액을 만들 수 있는 줄기세포뿐이에요.
• 관절 줄기세포 치료: 관절 연골이 상하거나 관절염이 있는 환자에게 줄기세포를 수술로 이식하거나 관절 안에 주사해 연골 재생을 돕는 방법이에요. 줄기세포가 관절강 안에서 희석될 수 있고 치료 작용이 정확히 알려져 있지 않다는 단점이 있고, 질병관리청 국가건강정보포털은 줄기세포 치료의 효과가 아직 입증되지 않았으니 주의하라고 안내해요.

줄기세포에 대해 흔히 하는 오해는 무엇인가요

• 줄기세포는 곧 배아에서만 얻는다: 골수, 지방, 제대혈 같은 성체에서도 얻어요.
• 줄기세포 치료는 모두 승인된 안전한 치료다: 면역 거부, 엉뚱한 분화, 암 변이 같은 한계와 비용 문제가 있고 대부분 연구 단계예요.
• 성체줄기세포는 무엇이든 될 수 있다: 분화 능력이 제한적이에요.
• 줄기세포 연구는 법의 규제를 받지 않는다: 배아줄기세포주는 등록, 연구 목적 제한, 기관위원회 심의를 거쳐야 해요.