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뼈 손상 재건을 위한 새로운 유전자 주입 줄기세포 치료 기술

Injured bones reconstructed by gene and stem cell therapies

수정란도 줄기세포라고 할 수 있는데 세포분열을 하면서 분화하여 뼈 세포, 뇌 세포, 근육 세포 등 다양한 기능을 담당하는 다른 세포로 분화할 수 있기 때문이다. 유도만능 줄기세포 (induced pluripotent stem cell, iPS cell)는 아직 분화가 덜 되어 다른 세포로 분화될 수 있는 세포로 근육세포, 뉴런, 피부 등을 만들 수 있다. 다능성이 없는 성인의 피부세포와 같은 체세포에 역분화를 일으키는 4가지 특정 유전자를 도입한 후 발현시켜 다능성을 갖는 줄기세포를 만들 수 있다. 또는 역분화를 일으키는 4가지 유전자가 도입된 세포에서 만들어진 역분화 유도 단백질을 추출하여 이를 다시 체세포에 주입하여  배아 줄기세포와 줄기 세포를 만들 수도 있다.

최근 유전자와 줄기세포를 이용한 치료법으로 심하게 손상된 실험동물의 뼈 조직을 재건하는데 성공했다는 결과가 발표 되었다. 미국 시더스-사이나이(Cedars-Sinai) 의료원 Dan Gazit 교수 (재생의학 연구소 공동 소장)의 이번 연구는 Science Translational Medicine 최근호에 발표 되었다. 공학적 접근법과 생물학적 접근법을 결합한 미래의 의학이라고 생각되는 재생 공학으로 초음파와 줄기세포 및 유전자 치료를 결합한 새 치료법이 사람에게도 안전하고 효과적으로 판명되면 현재 쓰이는 뼈 조직 이식술을 대체할 수 있을 것으로 전망된다.

현재 뼈 이식술은 교통사고와 전쟁, 종양 제거 등으로 인한 심각한 뼈 손상을 치료하기 위해 전세계적으로 해마다 200만회 이상 실시되고 있다.  한 가지 문제는 이식을 위해 건강한 뼈가 항상 가용하지 않다는 것이다. 흔히 환자의 골반에서 뼈 조각을 잘라내 문제 부위에 이식하는데 이 경우 통증과 수술비, 장기 입원 등의  어려움이 있다. 이번에 개발된 새로운 기술은 뼈 이식에 대한 많은 대안을 제공할 수 있다.  연구팀은 뼈 복구작업을 위해 세포에 유전자 삽입을 촉진하는 초음파 펄스와 미세 기포를 사용해 골-유도 유전자를 줄기세포에 직접 주입했다. 새 치료술을 시행한 지 8주가 지나자 손상된 뼈 공간이 메워지고 이 치료를 받은 모든 실험동물의 다리 골절이 치유되었다. 따라서 정형 외과적으로 요구되는 주요 문제를 해결하고 실제 환자 치료에 적용할 수 있는 새로운 가능성을 제시하고 있다.

관련연구자: Dan Gazit

관련기관: Department of Surgery and the Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute.

본문키워드(한글): 유전자 주입, 줄기세포 치료, 뼈 재건, 골 이식

본문키워드(영문): stem cell therapy, severe limb fractures, gene therapies, bone-tissue engineering

국가: 미국

원문출판일: 2017-06-27

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170517183958.htm