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줄기세포와 루게릭병 치료 가능성 (2006-10-24)

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작성자 사무국 작성일 07-08-01 15:13    조회 14,783회

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“줄기세포 연구 시계는 더 열심히 돈다”

황우석(黃禹錫) 전(前) 서울대 교수의 줄기세포 논문 조작 파문이 일어난 지 거의 1년이 지나갔다. 전 국민을 들뜨게 했던 난치병 극복의 희망도 그 사이 체념으로 바뀌었다. 과연 줄기세포는 한여름 밤의 꿈에 불과했던 것일까.


◆세계 각국에서 연구비 지원은 늘어

지난 20일 연세대에서 열린 제4회 줄기세포 서울 심포지엄에서 세계적인 줄기세포 연구자들은 “성급한 기대는 금물이지만 그렇다고 꿈을 포기할 이유는 전혀 없다”고 입을 모았다. 호주 모나시대의 앤드루 앨리펀티 교수는 “불미스런 일에도 불구하고 한국을 포함해 세계 각국에서 여전히 엄청난 지원을 하는 데서도 알 수 있지 않으냐”고 말했다.

실제로 우리 정부는 지난 6월 향후 10년간 약 4300억원을 줄기세포 연구에 투자한다는 계획을 발표했다. 미국에서는 연방정부와 별도로 최근 캘리포니아 주정부가 1억5000만달러(한화 1440억원)의 연구비 지원을 결정했으며, 영국은 10년간 최대 8억2000만파운드(한화 약 1조 4800억원)를 지원하는 투자 제안서를 마련했다.

달라진 점은 줄기세포의 한계와 극복 방안을 과장하지 않는다는 사실이다. 미 국립보건원(NIH) 로널드 매케이 박사는 “배아줄기세포는 충분한 양을 배양하고 원하는 세포로 분화하는 문제, 그리고 분화하지 않은 세포가 암세포로 돌변하는 것을 해결하지 않고서는 당장 세포 치료에 사용되기는 어렵다”고 선을 그었다.


◆치료용 배양 방법 개발이 시급

지난주 미국 노보셀사(社)는 인체 배아줄기세포를 당뇨병을 치료할 인슐린 분비세포로 분화시키는 데 성공했다. 이 회사는 이르면 2009년 초 임상실험에 들어간다는 계획이지만 여전히 분화효율이 낮고 원하는 만큼의 세포를 배양하는 문제가 걸림돌로 지적되고 있다. 매케이 박사는 “신약연구에서 배아줄기세포를 이용하면 동물실험과 환자대상 임상실험의 시간차를 크게 줄일 수 있을 것”이라고 현실적인 가능성을 제시했다.

반면 성체줄기세포는 윤리논란이 없는 데다 연구역사가 더 길기 때문에 실제 환자 치료에 적용하는 시기가 더 빠를 것으로 평가받고 있다. 사이언스지(誌)도 지난 6월 서울대 김효수 교수팀이 2003년에 심장질환 환자들을 대상으로 대규모 성체 줄기세포 임상실험을 해 성과를 거뒀다고 소개하기도 했다.

국제줄기세포학회장인 폴 시몬스 텍사스대 교수는 “최근 프랑스에서 열린 학회에서 심혈관 질환이나 류머티즘 같은 자가면역질환 치료분야에서는 수년 내 치료에 적용될 것이라는 인상을 받았다”고 말했다.

한편 복제배아줄기세포는 환자 자신의 세포를 복제한 것이어서 면역거부 반응이 없다는 장점이 있다. 한국이 실패한 것으로 밝혀지자 미국의 하버드대, MIT와 일본 고베의 재생의학연구센터 등이 복제연구를 시작했다. 김동욱 교수는 “미 ACT사가 복제용 난자를 기증받았다는 얘기를 들었다”고 전했다.

그러나 과학자들은 윤리 논란을 의식해 복제 대신 배아의 일부 세포만 떼어내 줄기세포를 만들거나 난자가 스스로 배아로 분화하는 처녀생식으로 줄기세포를 얻는 등의 대안을 제시하고 있다. 아예 다 자란 세포를 배아상태로 되돌리는 연구도 있다.

“시간이 걸릴 것이지만 과학자들은 인내심을 갖고 연구를 하고 있습니다.” 헛된 희망이 아니었느냐고 묻자 과학자들은 한목소리로 답했다.

2006.10.24 조선일보 이영완기자 기사내용 중




★ 인간 줄기세포가 쥐에서 루게릭 병의 발병을 늦추었다

루게릭 병은 (Lou Gehrig Disease)은 근위축성측삭경화증(ALS : amyotrophic lateral sclerosis)으로 불려지는 병으로 운동신경세포가 퇴행성 변화에 의하여 점차 소실되고 그 결과 근력 약화와 근위축을 초래하여 결국에는 호흡장애 등으로 사망에 이르는 무서운 질병이다.

이 병은 현재 천재 물리학자인 스티븐 호킹이 장기간 투병 중이며 많은 소설과 영화의 소재로도 널리 알려진 병이다. 점차 근육의 마비가 진행되다가 호흡근에까지 영향을 미치게 되므로 보는 가족이나 환자들에게 많은 고통을 안겨주고 있으며 치료 방법이 마땅히 없는 난치병이다.

그러나 이런 루게릭 병에 대해서 줄기세포 치료가 대안으로 제시되어 왔으며 드디어 동물에서 인간 신경 줄기세포를 이식해서 효과를 보았다는 보도가 나왔다. 비록 면역학적으로 맞지 않는 인간 신경 줄기세포를 사용해 면역억제제를 투여하기는 했지만 환자 맞춤형 줄기세포가 가능할 경우에는 이러한 면역 억제제 투여 없이 영구적인 치료 효과를 기대할 수 있을 것이다.

이 병이 호홉근에까지 영향을 미칠 경우 사망에 이를 가능성이 절대적이므로 어느 정도 안정성이 확보되고 동물에서 명확한 치료 효과가 입증되면 1상 임상 시험의 적용이 빠른 시간 내에 가능해질지도 모른다. 척수 손상 환자에서 빠르면 내년에 미국 제론사에서 배아줄기세포에 대한 임상 실험이 가능할 전망이므로 내년에 만일 임상 실험에 성공한다면 말기 루게릭 환자에 대한 적용도 가능해지리라 전망한다.

이번에 보도된 기사에 의하면 존스홉킨스 연구팀이 실험을 해서 유전자 조작으로 루게릭 병을 가지게 된 쥐들에게 척수 아래 부분에 신경 줄기세포를 이식한 결과 발병도 늦어지고 생존기간도 늘었다는 것이다. 비록 척수 아래부분에 주사해서 호흡근 등에 영향을 주지 못한 제한점이 있지만 다음 실험에서는 척수 전 부위에 걸친 실험을 통해서 호흡근에 대한 영향등도 평가할 계획인 것 같다. 아래는 관련 기사이다.


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Human Stem Cells Delay Start Of Lou Gehrig's Disease In Rats
(인간 줄기세포가 쥐에서 루게릭 병의 발병을 늦추었다)

Main Category: Stem Cell Research News
Article Date: 16 Oct 2006 - 0:00am (PDT)
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Neurology / Neuroscience



Researchers at Johns Hopkins have shown that transplanting human stem cells into spinal cords of rats bred to duplicate Lou Gehrig's disease delays the start of nerve cell damage typical of the disease and slightly prolongs life.
존스홉킨스 병원의 연구자들은 인간 줄기세포를 유전적으로 루게릭 병을 가진 쥐의 척수에 이식한 결과 이 질병의 특징적인 신경 세포 파괴가 지연되고 수명이 늘어났음을 보여주었다.

The grafted stem cells develop into nerve cells that make substantial connections with existing nerves and do not themselves succumb to Lou Gehrig's, also known as amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The study is published in this week's issue of Transplantation.
이식된 줄기세포는 신경 세포로 발달해서 기존의 신경과의 연결을 형성했으며 그 세포들 자신은 근위축성 측삭 경화증이라고 불리는 루게릭 병에 걸리지 않았다. 이 연구는 'Transplantation(이식)'이라는 과학잡지에 이번 주에 발표되었다.

'We were extremely surprised to see that the grafted stem cells were not negatively affected by the degenerating cells around them, as many feared introducing healthy cells into a diseased environment would only kill them,” says Vassilis Koliatsos, M.D., an associate professor of pathology and neuroscience at Hopkins.
"우리는 보통 많은 경우 건강한 세포를 질병이 있는 부위에 이식할 경우 죽어가는 것과 달리 이식된 줄기세포들이 그들 주위의 퇴화된 세포들에 악영향을 받지 않는 것을 보고 놀랐다." 홉킨스 병원의 병리와 신경학 교수인 Vassilis가 말했다.

Although all the rats eventually died of ALS, Koliatsos believes his experiments offer “proof of principle” for stem cell grafts and that a more complete transplant of cells - already being planned -- along the full length of the spine to affect upper body nerves and muscles as well might lead to longer survival in the same rats.

비록 모든 쥐들이 결국 근위축성 측삭 경화증으로 죽었지만 Koliatsos는 그의 실험이 줄기세포 이식에 대한 이론적 근거를 제시했으며 상반신의 신경과 근육에 영향을 미칠 수 있는 척수 전체 길이에 걸친 완전한 세포 이식으로 같은 쥐에서 오랜 생존이 가능하게 해 줄 것으로 믿고 있다.

“We only injected cells in the lower spine, affecting only the nerves and muscles below the waist,” he noted.
"우리는 단지 척수 아래부분에 세포를 주사했으며 단지 허리 아래의 신경과 근육에만 영향을 미쳤다." 그는 말했다.

“The nerves and muscles above the waist, especially those in the chest responsible for breathing, were not helped by these transplanted stem cells.”
"허리 위의 신경과 근육, 특히 가슴부위는 호흡에 필수적인 것으로 이번 줄기세포 이식에는 도움을 받지 못했다."

The research team used so-called SOD-1 rats, animals engineered to carry a mutated human gene for an inherited form of ALS. As in human ALS, the rats experience slow nerve cell death where all the muscles in the body eventually become paralyzed. The particular SOD-1 rats in the study developed an “especially aggressive” form of the disease.

이 연구팀은 SOD-1 이라 불리는 쥐를 사용했으며 이 동물은 ALS(근위축측삭 경화증)의 유전을 일으키는 인간의 돌연 변이 유전자를 가지도록 조작되었다. 인간에서의 ALS와 같이 이 쥐들은 천천히 신경 세포의 죽음을 경험하며 몸의 전체 근육들이 마비되게 된다. 특히 연구에 사용된 SOD-1 쥐들은 "특히 심한" 형태의 질병을 가지도록 개발되었다.

Adult rats not yet showing symptoms were injected in the lower spine with human neural stem cells - cells that can in theory become any type found in the nervous system. As a comparison, the researchers injected rats with dead human stem cells, which would not affect disease progression. Both groups of rats were treated with drugs to prevent transplant rejection.
아직 증세를 보이지 않은 어른쥐들에게 척수 아래부위에 인간 신경 줄기세포를 주사했다. 대조군으로 연구자들은 죽은 인간 줄기세포를 주사했으며 이 경우는 질병의 진행에 영향을 미치지 못했다. 양쪽 쥐들 모두 이식 거부 반응을 막을 약물을 처치했다.

The rats were weighed and tested for strength twice a week for 15 weeks. Weight loss, according to Koliatsos, indicates disease onset. On average, rats injected with live stem cells started losing weight at 59 days and lived for 86 days after injection, whereas control rats injected with dead stem cells started losing weight at 52 days and lived for 75 days after injection.
쥐들은 체중을 달았고 15주 동안 매주 두번씩 힘을 측정했다. Kaliatsos에 따르면 체중 감소는 질병의 시작을 의미한다. 평균적으로 살아있는 줄기세포를 이식한 쥐들은 59일 째에 체중이 감소하기 시작했으며 주사 이후 86일을 살았다. 그러나 죽은 줄기세포를 주사한 대조군은 52일에 체중이 감소하기 시작해서 주사 후 75일을 살았다.

The rats were coaxed to crawl uphill on an angled plank, and their overall strength was calculated by considering the highest angle they could cling to for five seconds without sliding backwards. While all the rats grew progressively weaker, those injected with live cells did so much more slowly than those injected with dead cells.
쥐들은 경사진 널판지를 기어오르도록 했으며 뒤로 미끄러지지 않고 5초 동안 매달려 있을 수 있는 최대 경사각도를 기준으로 해서 힘을 측정했다. 비록 모든 쥐들이 점점 약해졌지만 살아있는 세포를 이식한 쥐들이 죽인 세포를 이식한 쥐보다 훨씬 천천히 약해졌다.

Close examination of the transplanted cells also revealed that more than 70 percent of them developed into nerve cells, and many of those grew new endings connecting to other cells in the rat's spinal cord.
이식한 세포를 정밀하게 검사해본 결과 그들 중 70%이상이 신경세포로 분화했으며 쥐의 척수신경의 다른 세포들과 새로운 연결을 형성했다.

“These stem cells differentiate massively into neurons,” says Koliatsos, “a pleasant surprise given that the spinal cord has long been considered an environment unfavorable to this type of transformation.”
"이 줄기세포들은 많은 양이 신경세포로 분화합니다." Koliatsos가 말한다." 척수는 오랜 동안 이런 형태의 변화에는 적합하지 않은 환경이라고 여겨졌기 때문에 상당히 놀랍고도 기쁜 일입니다."

Another import!ant feature of the transplanted cells is their ability to make nerve-cell-specific proteins and growth factors. The researchers measured five-times more of one particular factor, known as GNDF (short for glial cell derived neurotrophic factor) in spinal cord fluid. The transformation of the transplanted cells also may allow them to deliver these growth factors to other cells in the spinal cord through physical connections.

이식된 세포들의 또다른 중요한 특성은 신경세포 특유의 단백질과 성장인자를 만들수 있다는 것이다. 연구자들이 측정해본 결과 GNDF라는 인자가 척수액에서 5배 이상 높게 측정되었다. 이식된 세포들의 이런 변화는 그들이 척수내 다른 세포들과 물리적인 연결을 할 수 있도록 성장 인자를 분비하게 만든다.

Cautioning that clinical applications are still far from possible, Koliatsos hopes to take further advantage of his rodents with ALS to learn as much as possible about how human stem cells behave when transplanted.
임상적인 적용이 가능하려면 아직 오래 걸릴 것 같다. Koliatsos는 ALS를 가진 쥐들이 인간 줄기세포가 이식된 후 얼마나 많은 역할을 할 수 있는 지 알 수 있도록 더 많은 이득을 볼 수 있게 되기를 희망하고 있다.

The researchers were funded by the National Institutes of Health, the Muscular Dystrophy Association and the Robert Packard Center for ALS Research at Johns Hopkins
이 연구자들은 미국의 NIH, 근위축협회와 존슨 홉킨스의 ALS 연구에 관한 Robert Packard 재단에서 연구자금을 받고 있다.

901 S. Bond St., Ste 550
Baltimore, MD 21231
United States


http://www.minchori.com/mbs/board.php?board_id=1&page=1&no=12972&mode=view에서 발췌

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