Newswise — 혈액 세포의 전구체인 조혈 줄기 세포는 기본 연구에서 중요한 도구인 접시에서 자라기가 매우 어려운 것으로 유명하다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 의과 대학의 과학자들은 근본적인 문제를 확인하고 배양된 세포를 건강하게 유지하는 방법을 개발했다. 그들은 이러한 발견이 줄기세포 이식을 원하는 환자들에게 긍정적인 소식이며 노화를 막는 새로운 방법을 암시할 수 있다고 말한다.

이번 연구 결과는 세포줄기세포(Cell Stem Cell) 온라인판 2021년 8월 12일자에 게재될 예정이다.

골수이식에서 조혈 줄기세포는 골수 또는 면역체계가 손상된 환자의 혈액 생산을 재건하기 위해 정맥으로 주입된다. 이 절차는 백혈병, 림프종, 재생 불량성 빈혈 및 면역 결핍 장애와 같은 질병을 치료하는 데 사용된다. 그러나 기증자 줄기세포가 필요한 환자에게 항상 제공되는 것은 아니다.

UC샌디에이고 의과대학 조교수인 로버트 시그너(Robert Signer) 박사는 “줄기세포 치료를 받는 환자의 경우에도 더 많은 세포를 이식하면 합병증이 줄어들고 중요한 성공 가능성이 높아진다”고 말했다.

다른 연구자들이 접시에 골수 환경을 재현하여 조혈 줄기세포를 배양하려고 시도하는 동안, Signer의 팀은 대신 어떤 내부 메커니즘이 처음부터 세포를 건강에 해롭지 않게 만들고 그 과정을 직접 해결할 수 있는지 질문했다.

수석저자인 Miriama Kruta 박사(연구 당시 시그너 연구실의 박사후 연구원)와 동료들은 배양접시의 외부 환경에서 줄기세포가 과도한 단백질을 생산하기 시작하여 극심한 스트레스를 유발한다는 사실을 발견했다. 

스트레스 상태는 열충격인자 1(HSF1)에 의해 조절되는 고도로 보존된 스트레스 감소 경로인 열 충격 반응을 활성화한다. 연구원들은 HSF1  유전자를 과활성화시키는 두 개의 다른 소분자를 확인했다. 이들을 배양물에 첨가함으로써 열 충격 경로의 강화된 활성은 세포의 평형 또는 항상성 상태의 균형을 재조정하는 데 도움이 되었다.

"이제 우리는 장기간에 걸쳐 배양된 고품질 줄기세포를 보존할 수 있다."라고 Signer가 말했다. "품질 향상이 임상 결과 개선으로 이어지기를 바란다."

강화된 HSF1  활성화에 의한 단백질 항상성의 회복은  쥐와 인간 조혈 줄기세포 모두에서 나타났다. Signer는 다음 단계는 이러한 작은 분자가 이식 시스템에서 인간 줄기 세포의 결과에 어떻게 영향을 미치는지 테스트하는 것이라고 말했다.

연구원들은 열 충격 경로가 페트리 접시에서 중요할 뿐만 아니라 노화 동안 본래의 골수에서 줄기 세포를 건강하게 유지한다는 것을 발견했다. HSF1  은 젊은 성인의 줄기 세포에서 비활성화 되지만  중년 및 노년층에서 활성화된다.

" HSF1  은 노화 동안 활성화되어 줄기세포를 적합하게 유지한다."라고 Signer는 말했다. "단백질 손상은 노화 동안 줄기세포를 손상시키고 노인의 혈액 및 면역세포 생산을 방해할 가능성이 있다." Signer는 슈퍼활성화 HSF1 이 궁극적으로 노화의 줄기세포 및 조직기능을 개선하여 혈액 장애를 예방하고 노인의 면역력을 높이는 데 사용될 수 있다고 말했다. NewsWise.com을 통해