줄기세포의 노화와 스트레스를 억제할 수 있는 유전자가 처음으로 밝혀져 앞으로 암치료에 응용하거나 노화 억제도 가능하게 됐다.
조혈줄기세포는 인간의 몸에서 백혈구나 적혈구, 혈소판 등 모든 혈액세포를 만드는 분화기능과 자기복제 능력이 있어 우리몸의 면역체계와 혈액을 만들어 내는 원천 줄기세포를 말한다.
이 조혈줄기세포의 항상성에 문제가 생기면 몸 전체의 혈액세포에 이상이 생기고 면역저하나 빈혈, 암, 노화 등 각종 질병을 유발할 수 있다.
그런데 생명연구원 최인표 박사팀은 이 조혈줄기세포가 노화하거나 스트레스를 받는 환경에 놓이면 TXNIP라는 유전자가 조혈줄기세포의 유지와 생성을 보호하는 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.
그동안 줄기세포를 이용해 노화를 방지하는 기술이나 줄기세포의 노화를 억제하는 약물을 개발하는 연구는 있었지만 줄기세포 노화나 스트레스 억제 유전자를 발굴한 것은 이번이 처음이다.
연구팀은 TXNIP 유전자가 부족한 생쥐에서 노화가 일어나면 정상생쥐에 비해 조혈줄기세포나 조혈세포가 60% 이상 줄어드는 현상을 관찰했다.
스트레스를 받을때에도 이 유전자가 결핍된 생쥐는 조혈줄기세포와 조혈세포가 정상 생쥐에 비해 90%나 감소하는 것을 발견했다.
특히 7일이 지났을때 정상생쥐가 모두 생존한 반면 TXNIP 유전자가 결핍한 생쥐는 모두 죽는 등 사망률도 큰 차이를 보였다.
이 유전자가 부족하면 조혈줄기세포의 활성산소가 정상 조혈줄기세포보다 약 40% 높았다.
이렇게 증가한 활성산소는 조혈줄기세포의 세포주기를 짧게해 결국 사멸한다는 사실도 발견했다.
연구팀은 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐에게 항산화물질을 투여했더니 활성산소가 줄어들고 조혈줄기세포의 생존율이 높아지는 사실도 확인했다.
암이 생긴 생쥐도 이 유전자가 부족하면 정상생쥐에 비해 암의 생성이나 전이가 빨라졌는데 이는 유전자 결핍에 따라 조혈세포가 줄어드는게 원인이었다.
결국 TXNIP라는 이 유전자는 조혈줄기세포의 생성과 주기를 짧게해 가까이는 노화를 일으키고 길게 보면 암 등 치명적인 질병의 진행을 빠르게 한다는 것이다.
연구팀은 TXNIP 유전자가 항산화 유전자인 p53의 발현을 증가시키거나 유지시키고 이 과정에서 p53이 분해되는 것을 억제하는 기능이 있다는 사실도 알아냈다.
이에따라 이 TXNIP 유전자를 조절하면 조혈줄기세포의 항상성 유지나 조혈세포의 생성과 분화를 조절할 수 있게 된 것이다.
이는 앞으로 조혈줄기세포의 유지나 생성, 암치료와 노화억제 조절 기술에 중요한 단서가 된다는 것을 의미한다.
미래창조과학부는 16일, 최 박사팀의 이번 연구성과가 Cell 자매지인 Cell Metabolism 7월 2일 온라인판에 발표됐다고 설명했다.