네이처 제공
국제학술지 ‘네이처’는 서로 엇갈려 반대 방향으로 헤엄치는 제브라피시의 모습을 담은 사진을 6일자 표지에 실었다. 척추동물의 수명에 중요한 역할을 하는 혈액줄기세포가 제브라피시에서 어떻게 목적지를 찾아가는지를 상징적으로 표현한 것이다.
판웨이준 중국과학원(CAS) 상하이생명과학연구소(SIBI) 교수팀은 혈액줄기세포인 조혈모간세포(HSPCs)가 혈관과 혈액세포를 형성하는 메커니즘을 밝힌 결과를 네이처에 소개했다. 연구진은 ‘VCAM-1+’로 불리는 대식세포가 이를 돕는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다. 대식세포는 면역세포로 본래 세균 등을 제거하는 세포다.
척추동물에서 조혈모간세포는 유기체의 수명에 필요한 모든 혈액세포를 생성하는 근원이 된다. HSPC는 배아를 발달시키는 등골 대동맥 내피세포에서 나와 혈액세포를 생성할 수 있는 환경의 혈관 내 미세한 틈으로 이동한다. 연구진은 제브라피시의 배아를 이용해 이런 과정을 정밀 관찰했다.
연구진은 VCAM-1+ 대식세포가 HSPC를 목적지인 혈관의 미세한 틈으로 가는 데까지 안내자 역할을 한다는 사실을 발견했다. 대식세포는 HSPC가 혈액세포를 생성하는 동안 틈 내부에 잘 보존되도록 돕는 것으로 나타났다.
판 교수는 “건강한 혈액세포 생성은 생명체 수명에 중요한 요소로, 노화 연구에 새로운 단서가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
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아래는 2022년 6월 17일 뉴스입니다~
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혈액세포, 조혈모세포만 만드는 게 아니었다
성인이 되기 전 B세포(사진)와 T세포 등 림프구 대부분은 조혈모세포가 아닌 배아 다분화능 전구세포(eMPP)가 생성한다는 사실이 밝혀졌다. 국립알레르기감염연구소(NIAID)
지금까지 적혈구, 백혈구, 혈소판 등 모든 혈액세포는 조혈모세포가 만든다고 알려졌다. 최근 미국과 브라질 연구진이 혈액세포를 생성하는 또 다른 세포군을 찾아냈다. 이 세포군은 성인이 된 이후 점차 사라진다. 연구진은 노화에 따른 면역체계의 변화를 이해하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대했다.
미국 보스턴어린이병원, 하버드의대, 브라질 산타카타리나연방대 연구팀은 쥐의 세포 중 혈액세포를 생성하는 세포군을 발견해 국제학술지 ‘네이처’ 이달 15일자에 발표했다. 조혈모세포는 뼈 내부의 그물형 조직인 골수나 태반 내부의 제대혈에 있는 세포다. 수는 매우 적지만 자가 복제와 분화를 통해 체내 모든 혈액세포를 생성한다고 알려졌다.
연구팀은 지난 2020년 개발한 DNA 바코드 기술을 사용해 쥐의 세포가 각각 어떤 세포에서 비롯됐는지 조사했다. 이 기술은 유전자 가위를 이용해 배아 상태의 쥐 세포에 특정 염기서열을 삽입해 성인이 될 때까지 각 세포가 어떤 세포에서 유래됐는지 알아낸다. 이를 통해 다양한 혈액세포의 출처도 알아낼 수 있다. 페르난도 카마르고 미국 보스턴어린이병원 교수는 “이전에는 이런 도구가 없었다”며 “또 조혈모세포가 모든 혈액세포를 생성한다는 생각에 너무 깊이 박혀 있었다”라고 말했다.
연구팀은 바코드 기술을 이용해 배아 다분화능 전구세포(eMPP)가 B세포와 T세포 등 면역과 관련된 림프구 생성한다는 사실을 발견했다. 카마르고 교수는 “조혈모세포에서 유래하지 않은 배아 다분화능 전구세포가 성인이 되기 전까지 대부분의 림프구를 만든다”며 “성인이 된 뒤 점차 감소한다”고 설명했다.
연구팀은 배아 다분화능 전구세포를 연구하면 사람들이 나이가 들수록 면역력이 약해지는 이유를 설명할 수 있을 것으로 기대했다. 또 면역체계를 회춘시킬 수도 있다. 연구팀은 이론적으로 배아 다분화능 전구세포의 수명을 늘리거나 혈액줄기세포를 배아 다분화능 전구세포와 유사하게 바꾸는 방식을 제안했다.
연구팀은 또 쥐를 이용해 배아 다분화능 전구세포를 이식하는 실험을 진행했다. 그러나 몇 주간만 유지되는 데 그쳤다. 카마르고 교수는 “몇 개 유전자를 추가해 배아 다분화능 전구세포가 장기간 유지될 수 있다면 골수 이식을 더 성공적으로 이끌 수 있을 것”이라고 말했다.