미국 존스홉킨스병원의 연구팀이 뼈 회복에 사용되는 세포를 규명했다.
존스홉킨스 연구팀은 지방조직의 혈관벽에서 발견되는 두 가지 세포 유형의 역할을 밝혀냈으며 이러한 세포들이 어떻게 뼈 회복을 촉진시킬 수 있는지를 설명했다.
연구팀은 혈관주위 줄기세포 유형 중 하나인 주피세포가 새로운 혈관 성장을 유도하며 다른 유형인 외막세포는 골아세포라는 골세포 형성을 유도한다는 점을 발견했다.
두개골 결손을 가진 쥐에 대한 실험 결과 두 유형의 세포는 함께 사용됐을 때 뼈 회복을 더 잘 촉진하는 것으로 드러났다.
연구 책임저자인 존스홉킨스의과대학 병리학 부교수인 아론 제임스 박사는 “외상, 암 또는 선천적 이유로 인한 뼈 결함은 흔한 편이지만 일정 규모를 넘어서는 뼈 결함은 저절로 치유되지 않는다”며 “조직공학 연구에서 지방조직으로부터 채취된 세포가 시험된 적이 있지만 일부 결과는 실망스러운 수준이었다”고 전했다.
제임스 박사는 “지방 추출 줄기세포 치료 분야에서 일반적인 이론은 여러 다른 유형의 세포군이 오케스트라처럼 조화를 이루면서 조직 재생을 가속화한다는 것이지만 이 이론을 뒷받침하는 세포 또는 분자 메커니즘은 규명되지 않았다”고 밝혔다.
현재 연구는 어떤 세포가 가장 잘 작용하는지 알아내기 위해 세포의 특정 하위군을 분리하려고 하고 있으며, 이 연구는 두 개의 서로 다른 세포군이 상호보완적으로 조직 재생에 사용될 수 있다는 것을 보여준다고 부연했다.
연구팀은 인간 지방흡입 표본에서 주피세포와 외막세포를 분리했다. 각 세포 유형의 기능을 확인하기 위해 치유되지 않는 쥐의 두개골 결함에 주피세포와 외막세포를 단독으로 이식하거나 동시에 이식했다.
이후 8주 뒤 미세단층촬영을 이용해 뼈 회복의 정도를 조사했다.
그 결과 두 유형의 세포 중 하나만 이식된 쥐에서는 골 형성이 고르게 나타나지 않았지만 두 세포가 함께 이식된 쥐에서는 보다 강력한 골 형성이 관찰됐다. 추가적인 실험실 검사 결과 주피세포는 혈관세포 성장을 촉진하고 외막세포는 골세포 형성을 촉진하는 것으로 분석됐다.
제임스 박사는 “두 세포가 서로 다르지만 뼈 회복에서 중복되는 역할을 한다는 점을 고려할 때 복합적인 전구세포 치료가 효과적일 가능성이 있다. 이 연구에서는 각 세포 유형이 동일한 수로 사용됐지만 차후 연구에서는 더 극적인 뼈 회복 효과를 얻을 수 있는 세포 비율이 있는지 알아보는 것이 중요할 것이다”고 강조했다.
제임스 박사의 연구팀은 뼈 형성을 위해 근육 내 일정 위치에 혈관주위 줄기세포를 이식하거나 쥐의 척추 뼈를 융합 또는 쥐의 다리 뼈 골절을 재생시키는데 이 세포를 사용하는 등 여러 혈관주위 줄기세포 연구를 수행하고 있다.
현재 진행 중인 연구들은 세포 유형의 분류를 구체화하고 기능적 차이를 규명할 수 있도록 할 수 있다.
이 연구 자료는 지난달에 국제학술지 네이처파트너저널(NPJ) 재생의학에 게재됐다.
