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위 점막 재생 돕는 위샘 줄기세포 역할 규명

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위 점막 재생 돕는 위샘 줄기세포 역할 규명

2019.08.19 13:31
김종경 DGIST 뉴바이올로지전공 교수(오른쪽)와 이은민 연구원. DGIST 제공.
김종경 DGIST 뉴바이올로지전공 교수(오른쪽)와 이은민 연구원. DGIST 제공.

국제 공동 연구진이 음식이 지나며 손상되는 위 점막을 재생하는 줄기세포의 특성을 알아냈다. 위장질환과 위암 등의 발병 원인 및 치료법 개발에 활용될 것으로 기대된다. 

 

김종경 대구경북과학기술원(DGIST) 뉴바이올로지전공 교수 연구팀은 오스트리아와 영국 연구진과 공동연구를 통해 위 줄기세포의 특성을 규명했다고 19일 밝혔다. 

 

위 내부 점막이 손상되면 상피 내 위샘에 있는 위 줄기세포가 세포 재생을 통해 복구한다. 지금까지 과학자들은 상피 내 ‘위샘’ 상부에만 줄기세포가 있는 것으로 파악해왔다. 최근 위샘의 하부인 ‘기저부’에서도 줄기세포가 추가로 발견됐지만 정확한 위치 식별은 어려웠다. 기저부에서 나온 줄기세포 식별이 어려운 이유는 위샘에서 줄기세포를 구분할 수 있는 ‘유전자 마커’ 정확도가 떨어지기 때문이다. 

 

연구진은 독창적인 방식으로 위샘의 위치를 찾고 위치별 줄기세포의 특성도 규명했다. 유전자 마커 대신 분열하는 세포의 특성으로 위치 식별이 가능한 ‘다색 마우스 색종이 리포터 시스템(Multi-Color Mouse Reporter System)’을 이용해 생쥐의 위상피세포 계통 추적에 성공한 것이다. 

 

위치별 줄기세포 식별 원리는 색으로 구분하는 것이다. 생쥐에 타목시펜을 투약하고 현미경으로 세포 분열과 이동을 관찰하면 줄기세포는 4개의 색상 중 하나로 표시된다. 줄기세포가 분열·이동하며 생성된 딸세포가 원래 줄기세포와 같은 색상을 띄기 때문에 여러 색종이 조각들을 이어붙인 모자이크 같은 위샘의 모습을 관찰할 수 있다. 연구진은 이러한 원리를 이용해 위샘 상부와 하부에서 서로 다른 두 종류의 위 줄기세포를 규명했다. 

 

연구팀은 또 상하부에 있는 위 줄기세포들의 분자 특성을 ‘단일 세포 전사체 분석’을 이용해 규명했다. 빠르게 분열하는 상부 줄기세포는 위샘 상부의 재생을, 느리게 분열하는 하부 줄기세포는 위샘 하부의 재생을 담당하는 특성을 각각 파악하는 데 성공했다. 이같은 위샘 재생은 위 점막층 재생에 영향을 주기 때문에 관련 질병 원인의 규명과 치료에 도움이 될 것으로 기대된다. 

 

김종경 교수는 “이번 연구를 통해 역할과 특성이 서로 다른 두 종류의 위 줄기세포의 위치와 분자 특성을 규명했다”며 “위장 질환과 위암의 발병 원인을 이해하고 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 줄기세포 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀(Cell Stem Cell)’ 15일자에 발표됐다. 

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