과잉치로부터 줄기세포의 분리 배양 document_id A220517035652

줄기세포는 미분화 상태의 세포로 지속적인 자가 분열능과 특정 세포로 분화 할 수 있는 분화능을 지니고 있으며 이러한 특성으로 말미암아 난치병의 새로운 장을 열 것이라는 기대감을 얻고 있다. 즉, 세포이식 후 특정 세포로 분화 유도를 시켜 기존의 치료 방법으로는 치료가 되지 않았던 많은 의학적 난제들을 풀 수 있는 열쇠인 것이다. 치아는 평생에 걸쳐 발거되는 조직으로 치아줄기세포는 얻기가 비교적 쉬워서 다른 성체줄기세포들보다 더 높이 평가되고 있다. 과잉치는 전 세계 다양한 인종에서 발견되는 중요한 임상적 질환이다. 과잉치의 유병율은 관련 연구 보고서마다 다양하나 소아치과 의사들의 경우 임상에서 자주 과잉치를 발거하고 있다. 그러나, 현재까지 진행된 줄기세포 관련 연구들을 살펴보면 과잉치의 줄기세포에 관한 보고는 없으며, 이는 줄기세포로 이용 가능한 중요한 자원을 파기하고 있는 것은 아닌지 의문이 생긴다. 그러므로 본 연구는 과잉치에 포함된 세포가 줄기세포의 특징을 가지고 있는지를 밝혀내기 위해 진행되었다. 우리 몸은 몇 몇 특수 기관 및 세포를 제외하고 모두 같은 염색체로 이루어져 있다. 즉, 우리는 우리 아버지와 어머니로부터 받은 한 쌍의 염색체로 이루어져 있다. 이는 수정이란 작업을 통해 이루어지며, 수정을 통해 한 쌍이 된 염색체는 이 후 매우 복잡한 과정을 통해 배아를 거쳐 태어나게 된다. 수정 후 처음 발생단계에서는 하나의 세포가 하나의 개체가 될 수있는 능력을 갖고 있다. 일란성 쌍둥이가 생기는 원리가 그러하다. 2 세포기에서 나누어져서 각각 착상이 이루어지면 두 쌍둥이, 4 세포기에서 나누어지면 네 쌍둥이 이런 식이다. 하지만, 이후에 수정란이 발생과 분화를 거듭하면 각 세포는 자기의 운명이 결정되게 된다. 즉, 혈구가 될 세포는 혈구만 될 수 있으며, 신경세포가 될 운명의 세포는 신경 세포로만 분화될 수 있다. 이러한 과정을 분화결정이라고 하며 최종적으로 분화 결정된 세포는 유전자 재 프로그래밍 기법을 제외하고는 다른 세포 계열로 분화할 수가 없다. 이처럼 특정 세포로 분화할 수 있는 능력을 분화능이라고 한다. 앞서 서론에서도 언급하였듯이 줄기세포를 얻는 과정은 크게 두 가지로 대별하여, 발생초기의배반포에서 얻어지는 배아 줄기세포와 발생과정이 끝난 성인 또는 태반에서 얻어지는 성체 줄기세포가 있다. 하나의 줄기세포에서는 여러 종류의 관련된 각기 다른 세포가 분화되어 나오고 분화능에 따라 만능, 전능, 다능 세포 및 일반 세포로 나눌 수 있다. 만능 세포란 모든 계열로의 분화가 가능한 세포로 수정란 및 상실기까지의 배가 이에 해당한다. 전능 세포란 포배 단계 정도의 세포를 말하며 거의 모든 세포로 분화 가능하다. 배아 줄기세포에는 만능 세포가 갖고 있는한 가지 능력이 없는데, 그것은 바로 태반을 형성할 수 없기 때문에 그 자체가 배, 즉 태아를 이룰 수는 없다. 다능 세포는 일정한 계열의 세포로 분화 가능한 세포로 조혈모세포와 같은 것을 말한다. 만능과 전능의 경우는 오직 배 발생단계에서만 나타나는 데 반해, 다능세포는 골수 같은 성체의 조직에도 존재하며, 이러한 세포를 성체 줄기세포라 부른다. 1974년 Friedenstein에 의해 최초 보고된 중간엽 줄기세포는 섬유아 세포형태로 배양 접시에 붙어 자라고 군집 형성 능력을 지니며 계대 배양이 용이한 특징을 가진다. 주로 지방, 태반, 제대혈, 골수 등에 존재한다. 줄기세포는 미분화 상태의 세포로 지속적인 자가 분열능과 특정 세포로 분화 할 수있는 분화능을 지니고 있으며 이러한 특성으로 말미암아 난치병의 새로운장을 열 것이라는 기대감을 얻고 있다. 즉, 세포이식 후 특정 세포로 분화 유도를 시켜 기존의 치료방법으로는 치료가 되지 않았던 많은 의학적 난제들을 풀 수 있는 열쇠라고 생각되어진다. 최근 삼성경제 연구소는 줄기세포가 병의 근원을 치료하고 개인별 맞춤치료를 가능케 하므로 미래 의료산업의 패러다임을 대대적으로 전환시킬 것이라며 줄기세포 시장은 한 마디로 의료산업의 금광이라고 평가하였다. 현재 배아줄기세포의 연구 및 상업화 관련 규제 정책은 미국, 영국, 한국 등이 모두 비슷한 내용이며 국가별로 줄기세포 분야에 상당한 연구비를 지원하고 있는 실정이다. 다만 기술역량과 규제정책의 차이에 따라 미국과 한국은 성체 줄기세포, 영국은 배아 줄기세포, 일본은 역분화 줄기세포의 연구에 주력하는 상황이다. 국내의 경우 1990년대 중 반 이후부터 제대혈과 관련된 제대혈 은행이 많이 설립되어 운영되고 있고 그와 관련한 치료 및 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 제대혈에는 성인의 골수에 비해 혈액세포를 만들어 내는 조혈모세포가 더 많이 들어있기 때문에 제대혈은 골수 이식을 대신할 수 있는 조혈모세포의 공급원으로 중요한 역할을 하고 있다. 국내 제대혈 이식은1998년 3월 이영호 한양대 병원 교수가 재발된 급성백혈병 환자에게 제대혈을 이식해 수술에 처음으로 성공하였고 2003년 1월 1일부터 보험인정을 받으면서 활성화됐다. 2000년대에 들어 제대혈 이외의 성체 줄기세포의 연구에 많은 진척이 있었고 최근 세포은행에 많은 관심이 집중되고 있는 시점이다. 치과영역에서 이루어진 기존 줄기세포 연구들은 주로 제 3 대구치나 소구치, 유치에서 얻어지는 세포들을 대상으로 진행되어 왔다. 소아치과 영역에서 빈번히 이루어지고 있는 소수술의 하나로 과잉치는 발거 후 감염성 폐기물로 분류되어 폐기되어진다. 과잉치가 유치나 영구치처럼 줄기세포를 얻을 수 있는 source로 활용될 수 있는지의 가능성 여부를 알아보고자 본 연구를 계획하였고, 연구결과 섬유아 세포형태로 배양 접시에 붙어 자라고 군집 형성 능력을 지니며 계대 배양이 용이한 줄기세포로써의 특징을 나타냈다. 연구기간이 짧아서 다양한 줄기세포 표지인자를 이용한 확인과 동물실험을 통한 세포 이식 후 조직학적인 관찰 등이 진행되지 못해 결과가 좀 부족한 부분이 있으나 과잉치와 유치로부터 줄기세포주를 확립하여 향후 여러 가지 실험을 진행할 수 있는 전초를 마련한 것에 큰 의미를 두고 연관된 후속 연구들이 진행된다면 치아 및 치조골 생성과 관련된 조직공학적인 영역에서 활용될 수 있을 것이라 생각된다. 본 연구는 과잉치에 포함된 세포가 줄기세포의 특징을 가지고 있는지를 밝혀내기 위해 진행되었고 다음과 같은 결론을 얻었다. 과잉치와 유치에서 분리된 세포 모두가 섬유아 세포형태로 배양 접시에 붙어 자랐다. 1세대에서 얻어진 총세포수는 과잉치 3.5 *106, 유치 3.0 * 106, 과잉치의 치근단 4.5 * 106이었다. 생존한 세포의 평균 크기는 13.7㎛였다. 과잉치와 유치 모두 생존율은 98 99%이었고, 성장속도가 비슷하였다. 5. 과잉치 중 치근단이 형성 중인 치아에서 얻었던 치근단 세포는 다른 과잉치나 유치에서 얻었던 세포들에 비해 성장속도가 빨랐다. 이상의 결론으로부터 과잉치는 유치나 영구치처럼 줄기세포를 얻을 수 있는 source로 충분히활용가능하며, 향후 연관된 후속 연구들로 진행된다면 치아 및 골 생성능과 관련된 조직공학적인 영역에서 활용될 수 있을 것이라 생각된다.