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Q. 줄기세포란?

줄기세포는 분화되지 않았거나 부분적으로 분화된 세포로서 혈액, 뼈, 근육, 장기 등 다양한 형태로 성장할 수 있는 세포다. 한 개의 세포에서 여러 개의 세포로 증식하는 능력을 가진 줄기세포는 우리 몸의 손상된 세포를 재생하기도 한다. 분화 단계에 따라 배아 단계에서 유래하는 배아줄기세포와 초기 분화 단계를 거쳐 정해진 기능의 세포로만 분화하는 성체줄기세포, 분화를 마치고 성숙된 세포의 성장 과정을 거꾸로 돌려 만든 유도만능줄기세포로 나뉜다.

Q. 어떤 차이가 있을까?

배아줄기세포(Embryonic Stem Cell, ESC)는 배아가 분화되기 전, 세포를 분리해 증식할 수 있도록 만든 줄기세포이다. 정자와 난자가 결합된 수정란이 세포 분열을 하면 여러 개의 세포가 뭉친 배반포가 만들어 지는데, 이 배반포 안에 혈액, 뼈, 피부 등 인체 조직으로 성장할 수 있는 내세포괴(Inner Cell Mass)가 생긴다. 이를 분리해 특정 환경에서 배양하면 분화 능력을 지닌 배아줄기세포가 된다. 배아줄기세포는 인체의 어떠한 종류의 세포나 조직으로 분화할 수 있어 ‘만능줄기세포’라고도 불린다.

한편, 출생 후부터 우리 몸의 여러 조직에 있는 성체줄기세포(Adult Stem Cell, ASC)는 초기 분화 단계를 마쳐 세포의 기능이 정해져 있다. 자신의 기능에 따라 특정 세포로만 분화될 수 있는 성체줄기세포는 조직이나 기관의 세포를 유지하고 손상된 세포를 재생하는 역할을 한다. 피부에 상처가 나면 아물고 새 살이 돋는 것과 같은 원리다. 수정란이 분열해 생긴 배아의 중간 부분에서 분화된 연골, 골조직, 지방조직 등에 존재하는 중간엽줄기세포가 대표적인 성체줄기세포다.

유도만능줄기세포(induced Pluripotent Stem Cell, iPSC)는 성장을 마쳐 더 이상 분화할 수 없는 체세포를 거꾸로 분화시킨 세포다. 연구진이 줄기세포와 같은 기능을 가지도록 만든 세포로, 발생 과정으로 인해 ‘역분화 줄기세포’라고도 한다. 유도만능줄기세포는 배아를 분리하지 않아도 줄기세포를 얻을 수 있고, 성숙된 세포에서 만들어지기 때문에 면역 거부 반응 문제가 없다는 장점이 있다.

Q. 어떤 연구가 진행 중일까?

줄기세포는 인공 장기 이식, 세포 치료제 개발, 재생 치료 등에서 활용될 가능성이 높아 다양한 연구가 수행되고 있다.

배아줄기세포는 체내 모든 세포로 분화가 가능하기 때문에 다양한 질병의 치료에 활용할 수 있는 유용하다. 유도 만능 줄기세포 또한 장기 이식이나 부작용을 미리 알아보기 위한 신약개발 과정에서 사용하기 위한 연구가 활발하다. 성체줄기세포는 백혈병, 선천성 면역결핍, 재생불량성 빈혈 등을 앓는 환자들을 대상으로 임상에서 활발히 활용되고 있다.

다만 한계도 있다. 배아줄기세포는 의학적인 측면에서 안전하게 사용하기 위한 윤리적인 문제, 그리고 면역거부활동이나 종양형성 가능성 등 해결해야 할 문제가 많다. 유도 만능 줄기세포 또한 역분화 과정에서 돌연변이나 암이 발생할 수 있다. 성체줄기세포도 정해진 형태로만 분화되고 증식력에 한계가 있어 후속 연구가 이어지고 있다. #