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줄기세포로 망막 신경절 세포 만들어 이식 성공, 녹내장 치료 길 열어 - MIPT와 하버드대 공동연구, 마우스 실험 결과 발표
  • 기사등록 2021-04-23 14:42:13
  • 수정 2021-04-23 14:43:21
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[트리니티메디컬뉴스=Jane Shin 미국 객원기자] 줄기세포에서 파생된 망막 신경절 세포를 배양하고 이식하는 데 성공, 녹내장 치료 가능성을 제시한 연구 결과가 나왔다.

러시아 모스크바 물리학 기술 연구소(MIPT)와 하버드 연구자들이 줄기세포를 분화 유도하여 망막 신경절 세포를 만든 후 녹내장으로 인해 망막세포가 파괴된 망막으로의 이식을 시도하여 최초로 성공한 결과를 지난 3월 국제학술지 Molecular Therapy Methods & Clinical Development 온라인판에 발표했다.

녹내장을 포함한 시신경 병증은 특수한 뉴런으로 간주되는 망막 신경절 세포(RGC)의 점진적 손실을 특징으로 하는 신경 퇴행성 질환의 그룹으로, 비가역적인 시력 손실을 초래한다. 이전 연구에서 연구진들은 망막 신경절 세포가 마우스 망막 발달의 1차 뉴런으로 대체할 수 있는 가능성을 입증하였지만, 그 사용은 임상적으로 제한적이었으며 이식 성공률은 10%에 불과했다.

연구진은 이번 연구에서 마우스 유도 만능 줄기세포(miPSC)/마우스 배아 줄기세포(mESC) 유래 망막 신경절 세포를 녹내장을 가진 건강한 마우스의 망막 내에 이식할 때 65%의 성공률을 달성했다. 연구진들은 이식된 세포들이 마우스 망막 내에 12개월 동안 성공적으로 존재해왔으며, 이식된 망막 신경절 세포가 녹내장 마우스 망막 회로에 통합되었음을 확인했다.

 

그림 1. Thy1-GFP iPSC 및 Rx-GFP mESC를 망막 오르가 노이드로 분화(A) mESC / iPSC를 원래 Sasai 프로토콜에서 채택한 오르가 노이드 배양으로 요약 한 도식 개요. 줄기 세포 현탁액에서 시작하여 3 주에 걸쳐 망막 오르가 노이드가 분화되어 각 오르가 노이드 주변의 시신경 컵 모양 구조 내에 다양한 망막 뉴런이 형성된다.


세포은행 만들어 녹내장 환자에 적합한 세포 이식 계획

이식 결과를 면밀히 분석할 때 가장 주목할 만한 발견은 이식된 망막 신경절 세포가 녹내장 마우스 시신경 머리에 인접하게 통합된 경우 이식된 세포가 최대 500㎛ 길이의 축삭 돌기를 신경으로 확장하는 것으로 관찰되었다는 것이다. 이 관찰은 이식된 세포 축삭이 망막 표면을 따라 호스트 축삭 다발을 정렬하고 따라갈 수 있음을 시사한다.

연구진에 따르면 마우스 망막 세포는 약 21일 안에 마우스 유도 만능 줄기세포 또는 배아 줄기세포부터 분화를 유도하여 얻을 수 있다. 하지만 사람 줄기세포는 50일에서 100일까지 더 오래 걸릴 것이라고 예상했다. 녹내장을 앓는 사람은 자신들의 줄기세포에서 자란 망막 조직을 필요로 하지 않을 수 있기 때문에 연구진들은 이러한 환자들을 위한 개별 맞춤형 치료를 허용할 전문 세포은행을 만들 계획을 갖고 있다고 밝혔다.

안구는 거부반응이 드문 면역 관용 기관이기 때문에 이러한 세포은행이 가능할 것으로 학계는 전망했다. 기증자나 유도 만능줄기세포에서 자란 망막세포를 세포은행에 저장하고, 미리 세포를 배양하여 냉동시키고 녹내장 환자가 도움이 필요할 때 가장 적합한 세포를 이식 대상으로 선택하는 것이다.

결론적으로 이번 연구는 진행된 망막 신경절 세포 퇴화를 동반한 후기 시신경 병증을 치료하기 위한 망막 신경절 세포 특이적 세포 대체 요법의 개발을 향한 유망한 단계이다.

 

그림 2. Thy1-GFP + 기증자 RGC는 이식 후 생체 내에서 생존하고 추적 가능하다.

 

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