[코스인코리아닷컴 일본 통신원 이상호] 일본메나도화장품(주)는 후지타(藤田)의과대학 의학부의 응용세포재생의학강좌, 피부과학강좌와 공동으로 장기간 안정된 배양이 가능한 3종류의 피부 줄기세포 모델을 확립했다고 발표했다.

확립된 피부 줄기세포 모델

일본 @Press의 최근 보도에 따르면, 지금까지 세포배양기술은 피부과학연구, 의약품개발, 화장품개발 등에서 활용되고 있는 필수적인 기술이라 할 수 있다. 하지만 신체에서 추출된 세포는 배양을 반복하면 기능이 저하되고 또한 세포 기증자(도너)마다 세포의 상태가 다른 등 세포의 취급과 유지에는 높은 수준의 기술이 필요했다. 특히 최근 주목되고 있는 ‘줄기세포’는 신체에 조금 밖에 존재하지 않는 귀중한 세포이며 그 배양기술도 특별한 것이 많아 안정적으로 배양하기가 어려웠다.

이번에 공동연구그룹은 지금까지 피부의 줄기세포 연구 성과를 응용해 피부과학분야나 재생의료분야에서 안정적으로 장기 배양이 가능한 불멸화 줄기세포 모델(표피 줄기세포 모델, 진피 줄기세포 모델, 지방 줄기세포 모델)을 확립했다. 이러한 모델은 향후 피부의 재생 메커니즘 규명이나 피부재생을 촉진시키는 의약품 개발 등에 응용될 것으로 기대된다. 또 이번 연구결과는 과학잡지 ‘Biological and Pharmaceutical Bulletin’(44권 10호)에 게재됐다.

# 피부세포 구하는 방법

후지타의과대학 의학연구윤리심의위원회의 승인을 받은 후에 연구에 협조해 주신 분들의 동의를 얻어 수술 시에 남은 피부(표피, 진피, 피하지방조직)에서 효소처리를 통해 표피세포, 섬유아세포, 지방간질세포를 분리했다(그림1).

1명 기증자의 피부조직에서 3종류의 피부세포 분리(그림1)

# 불멸화 줄기세포 모델 확립

먼저 분리한 피부세포(표피세포, 섬유아세포, 지방간질세포)에 세포를 불멸화하기 위한 유전자(TERT, CDK4R24C, CCND1)를 도입했다. 또 각각의 세포에 대해 여러 단세포 클론을 확립했다. 다시 이 단세포 클론 중에서 줄기세포 마커의 발현이나 줄기세포의 특징인 분화능력, 증식능력을 지표로 줄기세포 가능성이 높은 클론을 선별했다. 그 결과, 장기간 안정적인 배양이 가능한 표피 줄기세포, 진피 줄기세포, 지방 줄기세포의 불멸화 모델을 확립할 수 있었다(그림2).

불멸화 줄기세포 모델 확립 (그림2)

# 확립한 줄기세포 모델의 능력

예를 들어, 보통의 표피세포는 배양을 계속하면 5회 정도의 계대에 의해 세포노화를 일으켜 더 이상 증식하지 않는다. 한편, 이번에 확립한 표피 줄기세포 모델은 장기간 배양해 40회 가까운 계대를 반복해도 세포노화를 일으키지 않고 증식을 계속하며 표피를 구축하는 분화능력도 유지하고 있었다(그림3).

일반 표피세포와 불멸화 줄기세포 모델의 표피구축능력 비교 (그림3)

이 뿐 아니라 진피 줄기세포 모델이나 지방 줄기세포 모델도 장기간 배양한 후에 증식능력이 저하되지 않았고 다양한 세포로의 분화능력을 유지하고 있었다(그림4).

확립한 줄기세포 모델의 능력 (그림4)

따라서 이번에 확립한 3종류의 불멸화 줄기세포 모델은 세포노화를 일으키지 않고 줄기세포로서의 능력을 유지하면서 안정적으로 배양할 수 있었다. 향후 이러한 세포를 이용하면 피부 줄기세포의 연구나 줄기세포에 유용한 물질의 스크리닝 등을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 생각되므로 피부과학분야와 재생의료분야에의 응용이 기대된다.