평생 혈액 만드는 '깊은 잠' 줄기세포, 생쥐서 발견

독일 연구진이 생쥐 실험을 통해 아주 오랜 기간 휴면 상태를 유지하는 특별한 혈액 줄기세포를 발견했다.

2일(현지시간) 독일 암 연구센터(DKFZ)와 하이델베르크 줄기세포 기술 및 실험의학 연구소(HI-STEM) 공동 연구팀은 생쥐의 혈액 재생과 면역 방어를 평생 유지하는 역할을 할 수 있는 새로운 세포 집단을 발견했다고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '셀 스템 셀'(Cell Stem Cell)에 게재됐다.

인체는 매일 수십억 개의 새로운 혈액 세포를 만들며, 이 과정은 골수에 있는 혈액 줄기세포가 담당한다. 혈액 줄기세포는 고갈을 막기 위해 대부분의 시간을 휴면 상태로 보낸다.

연구팀이 이번에 발견한 줄기세포는 기존에 알려진 혈액 줄기세포보다 훨씬 더 오랫동안 휴면 상태를 유지하는 특징을 보인다. 이 세포들은 표면 단백질 'EPCR'을 특징으로 하며, 기존 줄기세포 표지 단백질인 'CD150'이 없어 그동안 줄기세포로 분류되지 않았다.

생쥐 실험에서 200일 이상 지난 후 기존 혈액 줄기세포 중 약 2%만이 휴면 상태를 유지한 반면, 새로 발견된 줄기세포는 약 10~15%가 여전히 휴면 상태였다. 연구팀은 이 '깊은 잠'이 세포의 재생 능력을 오랫동안 보존하는 비결일 수 있다고 설명했다.

또한 이 세포들은 염증 신호에도 기존 줄기세포보다 훨씬 신중하게 반응했다. 잦은 활성화는 줄기세포의 고갈로 이어질 수 있는데, 이 세포들은 덜 활성화됨으로써 스스로를 보존하는 것으로 나타났다.

두 줄기세포는 생성하는 혈액 세포 종류에도 차이를 보였다. 기존 CD150 양성 줄기세포가 주로 적혈구와 혈소판을 만드는 경향을 보인 반면, 새로 발견된 '깊은 잠' 줄기세포는 림프구를 포함한 면역세포를 만드는 경향이 더 컸다.

연구팀은 이식 실험을 통해 새로 발견된 세포 단 하나만으로도 모든 종류의 혈액 세포를 생성하고 평생 유지할 수 있음을 확인했다.

논문 제1 저자인 던 린은 "혈액 줄기세포가 균일한 집단이 아니라 뚜렷한 특성과 기능을 가진 하위 집단으로 구성된다는 것을 보여준다"고 말했다.

교신 저자인 안드레아스 트럼프는 "이해를 높이면 백혈병 치료에 사용되는 줄기세포 이식을 개선하고 노화에 따른 혈액 및 면역 체계 약화를 막는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다. 다만 그는 "인간에게도 동일한 줄기세포가 존재하는지는 아직 증명되지 않았으며, 이것이 다음 연구 과제"라고 밝혔다.