미국 러트거스대학교의 연구진이 뇌와 장 줄기세포 사이의 중요한 연관성을 규명했다.
사람의 몸은 세포가 손상되거나 병에 걸리거나 오래됐을 때 세포를 재생시키는데 필요한 줄기세포를 갖고 있다. 러트거스대학교의 연구진은 뇌와 장에서 줄기세포를 유지하는데 필요한 새로운 인자를 발견했다. 이 인자의 상실은 불안, 인지장애, 위장질환을 유발할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
이 연구는 인슐린유사성장인자II(IGF-II) 유전자가 뇌와 장에서 성체줄기세포를 유지하는데 중요하다는 점을 보여준다. 연구진에 의하면 IGF-II 유전자는 장에서 기능적으로 구별되는 두 개의 줄기세포가 존재하는데 도움을 준다고 한다.
이 유전자의 조절되지 않은 재생 및 증식은 대장암에 기여할 수 있는 것으로 알려져 있다.
연구 공동저자 중 한 명인 러트거스 의과대학 재생신경생물학실험실 책임자 스티븐 레비슨 박사는 “성체줄기세포에서 인슐린유사성장인자II 유전자가 어떤 역할을 하는지는 거의 알려지지 않았다. 이 성장인자는 이전까지 성인에게 불필요한 것으로 간주돼왔다. 이 발견은 하나 이상의 성체줄기세포군 사이에 공통적인 인자가 있다는 것으로, 주목할 만한 결과다”고 말했다.
이 연구 결과에 따르면 인슐린유사성장인자II는 인지기능, 후각, 소장의 내벽 재생 등과 연관이 있는 여러 유형의 성체줄기세포에 필수적이다.
연구진은 성체 쥐에서 IGF-II 유전자를 5일 동안 빠르게 또는 15일 동안 천천히 제거했다. 그 결과 장에서 이 유전자가 빠르게 삭제될 경우 장 내벽을 보충하는 빠른 세포주기를 가진 줄기세포의 급격한 상실이 일어나 1주 이내에 급격한 체중 감소 및 사망이 발생한 것으로 관찰됐다.
이 유전자를 느리게 삭제할 경우 보다 비활동적인 장내 줄기세포군이 보충되면서 쥐가 생존한 것으로 나타났다.
또한 IGF-II 유전자가 제거됐을 때 신경줄기세포가 위치한 뇌 영역 2개의 줄기세포 중 절반이 상실되면서 학습능력 및 기억력 손상, 불안 증가, 후각 상실 등이 발생한 것으로 드러났다.
연구 공동저자인 테레사 우드 교수는 “유전자가 빠르게 제거됐을 때 소장의 내부 표면에 있는 분비선에 있는 줄기세포가 정상적인 세포 교체 주기를 이어나가지 못하면서 장기 부전이 발생했다. 하지만 유전자가 천천히 제거됐을 때는 다른 줄기세포가 잃어버린 줄기세포를 대신했다”고 부연했다.
연구진은 이러한 연구가 신경퇴행성질환과 대장암에 대한 더 나은 진단 및 치료 방법을 연구하는데 도움이 될 것이라고 보고 있다.
이 연구 자료는 스템 셀 리포트(Stem Cell Reports) 온라인판에 게재됐다.
