줄기세포는 만능세포(Pluripotent
cell)라고도 불리는데, 그 이유는 다음과 같은 특징을 지니고 있기 때문이다. 먼저 줄기세포는 자가복제능력(Self-Renewal)을 가지고 있다. 즉 줄기세포는 자신과 동일한 형태와 능력을 가진 다른 줄기세포를 생산해 낼 수 있다. 또한 줄기세포는 분화능력(Differentiation Capacity)을
가지고 있다. 분화능력은 줄기세포가 인체의 필요에 따라서 구조와 기능이 해당 조직세포로 특수화되는 현상을
말한다. 미분화된 상태의 줄기세포는 인체에 필요한 조직세포로 변화하는 능력을 가지고 있다. 마지막으로 줄기세포는 호밍효과(Homing Effect)라는 능력을
가지고 있다. 이 효과는 과학자들이 가장 놀라워한 기능으로, 자가복제능력, 분화능력이 효과를 발휘하기 위해 줄기세포가 복원이 필요한 인체의 손상된 부위로 스스로 찾아가는 능력을 말한다. 과학자들은 이러한 줄기세포의 능력을 이용하여 환자의 손상된 신체부위를 환자의 줄기세포로 만든 신체부위로 대체할
수 있는, 앞서 말햇듯이 개별화된 약을 만들기 위한 연구를 진행하고 있다. 이와 같이 줄기세포를 이용하여 질병, 사고, 노령화 등으로 손상된 세포나 조직, 장기의 형태와 기능을 근원적으로
복원하는 기술을 재생의학(Regenerative Medicine)이라고 한다.
재생의학에서 가장 중요하게 여겨지는 줄기세포는 크게 배아줄기세포(Embryonic Stem Cell), 성체줄기세포(Adult/Tissue
specific Stem Cell) 그리고 유도만능줄기세포(Induced Pluripotent
Stem Cell)로 나눌 수 있다. 배아줄기세포는 배아의 발생과정에서 추출한 줄기세포로
분화능력을 지닌다. 배아줄기세포의 분화능력에는 전능성(Totipotency)와
만능성(Pluripotency)이 있다. 전능성은 개체를 형성할 수 있는 분화능력을 말하고, 만능성은 태아나
성체의 모든 세포로 갈 수 있는 분화능력을 말한다. 하지만 배아줄기세포는 수정란에서 발생하고 있는 배아를
파괴해야만 얻을 수 있다는 윤리적인 문제와 환자의 몸 속에 이식하였을 때 면역 거부 반응이 일어날 수 있다는 한계가 존재하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 과학자들은 성체줄기세포를 연구하게 된다. 성체줄기세포는
신체 각 조직에 극히 소량만이 존재하는 세포로, 특정한 조직을 구성하는 세포이다. 즉 골수세포는 혈구세포로, 피부줄기세포는 피부로, 후각신경세포는 후각신경세포로만 분화되도록 정해져 있다. 이 줄기세포는
분화가 안정적이어서 암세포 가능성이 없고, 이미 임상적 적용이 가능한 단계까지 왔다. 그러나
얻을 수 있는 줄기세포의 수가 적고 배양이 어려우며 특정 세포로만 분화가 가능한 단점이 있다. 이러한
단점을 보완할 수 있는 줄기세포가 바로 가장 각광을 받고 있는 유도만능줄기세포이다. 유도만능줄기세포는
흔히 iPS세포라 불리며 과학자들이 인위적으로 분화가 끝난 체세포에 세포 분화 관련 유전자를 주입하여
분화 이전의 세포 단계로 되돌리는 역분화를 통해 배아 줄기세포처럼 만능성을 유도해 낸 세포이다. 이
세포는 환자의 체세포를 줄기세포로 전환시키므로 면역 거부 반응 문제가 없다. 2007년 일본의 과학자 야마나카 신야를 필두로한 야마나카 팀이 최초로 쥐를 이용한 역분화에 성공하여 인간의
신체 어느 부분을 이용해도 배아줄기세포와 같은 줄기세포를 만들 수 있다는 가능성을 보여주었다.
이렇듯 줄기세포를 이용한 재생의학은 기존의 약물치료 또는
수술적 치료에서 불가능했던 손상된 조직과 장기의 복원을 가능하게 하며, 약물치료의 부작용을 줄인다는
점에서 의료의 새로운 패러다임을 제시한다. 물론 아직 해결해야 할 과제가 많이 있으며 기술의 제품화
과정을 위한 새로운 기술 개발이 필요하지만, 기존의 방법으로 치료가 불가능했던 다양한 난치성 및 만성질환에
대한 새로운 치료 대안이 될 수 있다는 점에서 많은 환자들에게 희망을 주고 있다.
KLN
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