KOREAN FOUNDATION FIGHTING BLINDNESS

망막 자체의 재생 능력으로 알피 치료 기술 개발 2부 - 미국 실명퇴치 재단

최정남

2018-10-26

2,997

1부에 이어서 워싱턴 대학 연구 소식으로 언론을 통해 발표된 내용입니다.

------------ 소 식 내 용 -------------------

Scientists regenerate retinal cells in mice, For the first time, vision scientists have regenerated functioning retinal cells in the eyes of adult mammals
July 26, 2017 Source:University of Washington Health Sciences/UW Medicine

미국 시애틀 소재 워싱턴 대학 과학자들은 쥐 실험에서 쥐의 망막을 재생시키는 데 성공하였다. 이러한 연구 성과는 조만간 녹내장이나 알피를 포함한 망막 질환으로 손상당한 망막을 치료할 수 있다는 희망을 불러 일으키고 있다.

피부 세포와 같이 인체의 많은 세포들은 조직 내에 줄기세포를 가지고 있기 때문에 이들이 스스로 분화하여 필요한 세포를 만들어 줌으로서 손상된 조직을 복구할 수 있다. 그러나 망막 세포의 경우는 이러한 재생 능력이 없다. 그 결과로 망막의 손상은 영구적인 시력 손실로 이어진다.

그러나 열대어의 일종인 제브라 피쉬는 이러한 경우에 해당하지 않는다. 이 물고기는 망막과 같이 신경 조직을 포함하여 손상되는 조직들을 복구하는 능력을 가지고 있다. 이는 제브라 피쉬의 망막에 뮐러세포라 불리는 세포를 가지고 있으며 이 세포 안에는 조직을 재생시킬 수 있는 유전자가 상존하고 있기 때문이다. 이들 세포들은 망막이 손상되고 있다는 신호를 감지하면 곧 바로 Ascl1 이라는 유전자를 작동시킨다.

이 유전자는 전사인자라고 불리우는 단백질의 일종이다. 관련 인자는 다른 유전자들의 활성에 영향을 미치면서 그 결과로 세포의 기능을 촉진한다. 제브라 피쉬의 경우 Ascl1 유전자가 활성화 되면 뮐러 세포들은 다시 프로그램화 되면서 줄기세포로 변화된다. 이같이 변화된 줄기세포들은 손상된 망막을 복구하는 데 필요한 여러 세포들로 분화하고 그 결과로 시력은 회복된다.

워싱턴 약학 대학의 바이오 담당 교수인 Tom Reh 박사가 이끄는 연구팀은 쥐 실험을 통해 관련 유전자를 이용하여 뮐러 세포를 재 프로그램 시킬 수 있는지 연구하고 있다. 이들은 더불어 포유류에서도 동일한 재생 효과가 나올 것으로 기대한다.

이번 연구의 결과는 지난 7월 네이쳐 학술지에 발표되었다. 주 저자로서 니콜라스 죠스타드는 워싱턴 대학 분자 약학 및 질환 메카니즘 분야의 박사 과정의 학생이다.

인간과 마찬가지로 쥐 역시도 스스로 망막을 복구할 수 없다고 죠스타드는 말하면서, 연구를 시작하기 위하여 제프라 피쉬의 생체 작동 책자에서 한 페이지를 인용하게 되었다고 그는 설명했다. 이를 통해서 연구팀들은 뮐러 세포에 Ascl1 이라는 유전자 버전을 갖고 있는 쥐를 만들었고, 그 후 타목시펜 약물을 주사하여 이 유전자를 작동시켰다.

초기 연구에서 관련 유전자를 활성화시키면 망막을 손상시킨 쥐에서 뮐러세포는 망막 세포로 분화되는 것이 관찰 되었다. 이들 분화된 세포들은 시각 작용에 매우 중요한 역할을 한다.

그러나 연구 단계에서는 이 유전자를 활성화 시키면 생후 2주 동안만 작동하는 할 뿐, 이후로는 더 이상 망막을 복구하지 못한다는 사실이 밝혀졌다. 그래서 연구자들은 다른 전사인자가 이 과정에 관여되어 있을 것으로 추정했다. 결국 뮐러 세포의 재생 능력을 좌우하는 유전자들이 염색체에 결합된 어떤 분자 물질에 의해 봉쇄당하고 있다는 결론을 내렸다. 일방적으로 봉쇄당한 유전자들은 더 이상 작동할 수 없다. 이는 후생성 조절 (epigenetic regulation)의 한 형태로서 유전체가 언제 어떻게 작동하느냐를 조절한다.

추가적인 연구 논문에서 Reh 박사팀은 히스톤 디아세틸라제 저해 약물을 이용하여 후생성 조절을 차단하고 Ascl1 유전자를 다시 활성화 시킬 수 있었으며 쥐의 뮐러세포가 망막을 복구시키도록 유도하였다. 이렇게 만들어진 중간 시신경 세포들은 기존 망막세포들과 융합하고 신경 연접을 이루어서 만들어진 시각을 제대로 전달하였다.

Reh 박사는 말하기를 앞으로 연구팀들은 뮐러 세포를 유도하여 다양한 망막 세포들로 재생될 수 있도록 하는 다른 전사인자들의 존재를 지속적으로 밝혀낼 수 있기를 희망하고 있다. 그렇게 된다면 망막 손상으로 인한 대부분의 실명 질환들이 치료 받을 수 있을 것이라고 그는 전망하고 있다.

-이상-