배아줄기세포

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인간의 배아줄기세포
배아줄기세포는 어떤 유형의 세포로도 발전할 수 있다.

배아줄기세포(Embryonic stem cells, ES cells)는 배반포내세포 집단에서 유래한 분화다능 줄기세포이다. [1] [2] 난자와 정자가 결합하여 수정란이 된 후, 하나의 세포로 시작한 수정란은 세포분열을 통해 여러 개의 세포로 이루어진 배반포가 된다. 배반포의 안쪽에는 내세포괴라고 하는 세포들의 덩어리가 있는데, 이 세포들은 세포분열과 분화를 거쳐 배아를 형성하고, 배아는 임신기간을 거치면서 하나의 개체로 발생하게 된다. 이 과정에서 내세포괴의 세포들이 혈액, 뼈, 피부, 간 등 한 개체에 있는 모든 조직의 세포로 분화하게 된다. 때문에 배아 단계에서 추출한 줄기세포는 뼈, 간, 심장 등 장기로 발전할 수 있는 만능세포라고 불린다.

배아줄기세포로 각종 난치병 치료에 쓰이는 장기 세포를 시험관에서 무한정 만들어 이식할 수 있다면 인류의 꿈인 무병장수가 실현된다. 기증된 장기가 부족한 현실에서 꼭 필요한 기술이다. 현재 백혈병, 파킨슨병, 당뇨병 등에 걸린 환자에게 장애가 생긴 세포를 대신하는 정상 세포를 외부에서 배양, 주입하여 치료하려는 시도가 행해지고 있다.

또한 무엇보다도 불임부부에게 새로운 희망을 줄 수 있다. 즉 성세포(정자)에 문제가 있어서 정상적인 방법으로는 수정이 불가능한 부부를 위해 여러 가지 방법들이 강구되어 왔지만 체세포핵이식술을 이용하면 정자가 없이도 수정이 가능하므로 이 문제를 완전히 다른 차원에서 해결할 수 있는 길이 열린다. 수핵 세포질로 어머니의 난자를 이용하고 세포핵으로 어머니, 혹은 아버지의 체세포를 이용한다면 어머니와 꼭 닮은 딸, 혹은 아버지와 꼭 닮은 아들을 낳을 수도 있는 것이다. 또 수정란의 배 분리 기술을 이용하면 자궁에 이식하기 전에 수정란을 검사하여 결함이 있는 것을 걸러 내거나 혹은 그 유전자만을 교정하여 원하는 건강한 아기를 얻을 수 있다.

마우스 ES 세포 는 8 마이크로미터에 가깝고 인간 ES 세포 는 약 14 마이크로미터이다.[3]

속성[편집]

배반초기의 포유류의 배아 유래에서 배아줄기세포는 모든 세포 유형으로 전파하는 능력에 의해 분화하는 능력에 의해 구별된다. 배아줄기세포의 특성은 정상적인 핵형을 가지고 높은 분포양상을 유지하며 눈에 띄는 장기 증식 능력을 발휘한다. [4]

분화다능[편집]

내부 세포 덩어리의 배아줄기세포 는 원시 외 배엽을 생성하도록 분화 할 수 있는 , 즉 분화다능이라 한다. 결국 3차 배엽의 모든 유도체 낭배 형성 시에 분화 : 외배엽 , 내배엽 , 중배엽이다. 이들은 성인의 체내에 220 개 이상의 세포 유형의 각각을 포함한다.분화다능은 성인에서 발견되는 성체 줄기 세포에서 배아줄기세포로 구별한다. 배아줄기세포 는 체내의 모든 세포 유형을 생성 할 수 있지만, 성체 줄기 세포 는 전분화능이며, 세포 유형에만 한정된 숫자 를 생성 할 수 있다. 배아줄기세포의 다능성 분화능을 시험관 내에서 이용할 수 있다면, 그것은 얻는것은 사실상 세포 또는 조직 형을 도출하는 수단 일지도 모른다. 이것은 연령, 질환 또는 외상은 조직의 손상 또는 기능 상실을 초래한 조건의 다양한 라디칼 새로운 치료 접근을 제공한다

전파[편집]

또한 정의된 조건하에서 배아줄기세포를 미분화 상태로 무한히 자신을 전파 할 수있는 거의 모든 성숙 세포의 표현형을 아마 전구 세포의 형성을 통해 구별 위해 적절한 신호가 공급 능력을 가지고 있다.[5] 이것은 지속적인 연구 또는 임상 사용을 위해 자신의 무한한 수를 생성 할 수 있기 때문에 배아줄기세포 연구 와 재생 의학 모두를 위한 유용한 도구로 사용될 수 있게 한다.

유용성[편집]

왜냐하면 그들의 가소성및 자기 재생을위한 잠재적으로 무제한의 용량을 배아줄기세포 치료 는 손상 또는 질환 후의 재생 의료 및 조직 치환을 위해 제안되어 있다. 잠재적으로 다능성 줄기 세포에 의해 치료 될 수 있는 질환은 혈액과 관련된 면역 체계의 유전적 질환, 암 및 실패 수를 포함한다. 줄기 세포 치료의 윤리적인 문제 이외에 동종 줄기 세포 이식에 관련된 이식편대숙주병의 기술적 문제점이있다. 그러나 조직 적합성과 관련된 이러한 문제는 자가 기증자 성체 줄기 세포 를 사용하여 해결할 수 있는 치료할 수 있다. 체세포 핵 이식 ( SCNT ) 라는 방법에 의해 행해져 치료 복제는 미토콘드리아 DNA (mDNA의) 변이된 질환에 대한 유리한 경우가 있다.[6] 정의된 요소와 체세포의 재프로그래밍하여 더 최근에는 세포 은행 또는 줄기에 이용된다. 배아줄기세포는 수용체와 세포가 면역 적합하여 또한 기증자의 조직의 부족 문제를 극복하고 하는 것이 가능 것이라는 희망을 주고 있다. 배아줄기세포의 다른 잠재적인 사용은 초기 인간 발달의 조사, 유전자 질환의 그리고 독성 시험을 위한 in vitro계로서 연구가 포함된다.[4]

각주[편집]

  1. Thomson; Itskovitz-Eldor, J; Shapiro, SS; Waknitz, MA; Swiergiel, JJ; Marshall, VS; Jones, JM (1998). “Blastocysts Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human”. 《Science282 (5391): 1145–1147. doi:10.1126/science.282.5391.1145. PMID 9804556. 
  2. “NIH Stem Cell Basics. What are embryonic stem cells?”. 
  3. Thomson, James A.; Zwaka (2003년 2월 10일). “Homologous recombination in human embryonic stem cells”. 《Nature Biotechnology21 (3): 319–321. doi:10.1038/nbt788. PMID 12577066. 
  4. Thomson, J. A.; Itskovitz-Eldor, J; Shapiro, S. S.; Waknitz, M. A.; Swiergiel, J. J.; Marshall, V. S.; Jones, J. M. (1998). “Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human Blastocysts”. 《Science》 282 (5391): 1145–7. doi:10.1126/science.282.5391.1145. PMID 9804556. 
  5. Ying; Nichols, J; Chambers, I; Smith, A (2003). “BMP Induction of Id Proteins Suppresses Differentiation and Sustains Embryonic Stem Cell Self-Renewal in Collaboration with STAT3”. 《Cell》 115 (3): 281–292. doi:10.1016/S0092-8674(03)00847-X. PMID 14636556. 
  6. Mannan Baig, Abdul (2014). “Cloned Microglias with novel delivery systems in Multiple Sclerosis”. 《J Stem Cell Res Ther》 4 (11): 11. doi:10.4172/2157-7633.1000252.