생체 리프로그래밍으로 ‘재생 줄기세포’ 생성과 소장 재생 기전 규명

제목	생체 리프로그래밍으로 ‘재생 줄기세포’ 생성과 소장 재생 기전 규명
추천 연구 논문	Partial in vivo reprogramming enables injury-free intestinal regeneration via autonomous Ptgs1 induction (SCIENCE ADVANCES 24 Nov 2023 Vol 9, Issue 47)
선정 이유	국내 연구진이 소장 조직 손상 과정에서 제한적으로 발생하는 '재생 줄기세포' 생성을 생체 리프로그래밍을 통해 조직 손상 없이 유도할 수 있으며, 이를 통해 손상된 소장의 재생을 촉진할 수 있다는 사실과 리프로그래밍에 의한 '재생 줄기세포'의 생성 과정의 분자 기전을 밝혀냈다. 이 연구결과는 조직의 급성 손상 후 조직 재생 치료의 실용화에 새로운 기술 가능성을 제시할 것으로 기대된다.
주요 내용	리프로그래밍은 2006년 신이야 야마나카 교수가 발견한 4가지 유전자 즉 Oct4, Sox2, Klf4, c-My (OSKM) 의 발현으로 성체 세포를 만능세포로 전환할 수 있는 획기적인 기술이며, 이 기술로 2012년 노벨 생리의학상이 야마나카 교수에게 수여되었다. 생체 리프로그래밍은 이 4가지 유전자를 생체 내에 일시적으로 발현시켜, 체세포에게 일시적으로 줄기세포 능력을 부여하는 기술을 말한다. 최근 이 방법을 통해 심장, 눈, 근육 등과 같은 장기의 재생을 촉진시킬 뿐 아니라, 노화 특성을 역전시킬 수 있음이 밝혀져 현재 학계 뿐 아니라 산업계에서도 큰 주목을 받고 있다, 하지만, 이런 생체 리프로그램으로 손상 또는 퇴행된 장기의 재생 기전에 대해서는 알려진 바가 없었다. 이 연구는 생체리프로그램을 유도한 소장에서의 단일 세포 분석을 통해 특이한 ‘재생 줄기세포’ 생성을 확인하였으며, 이 ‘재생 줄기세포‘가 조직 손상 후 형성되는 극소수의 ’재생 줄기세포‘와 유사한 특성을 지님을 확인했다. 생체 리프로그램을 통해 소장 내 ’재생 줄기세포‘ 형성을 유도하면, 조직 손상에 의해 소장 줄기세포가 손실된 상황에서도 소장 줄기세포가 다시 형성되며, 소장이 재생될 수 있음을 증명하였다. ‘재생 줄기세포’의 형성이 조직 손상 자극에 의해 일시적으로 증가하는 프로스타클란딘 E2의 작용에 의한 조직 재생과정과 유사한 과정을 통해 일어남을 확인함으로써, 도마뱀의 꼬리 절단 후 일어나는 꼬리 재생 과정에서의 프로스타글란딘의 재생 역할을 고려할 때, 조직 손상 후 조직 재생에 필요한 체세포의 리프로그래밍에 의한 ‘재생 줄기세포’ 형성이 진화적으로 보존되었음을 시사할 수 있었다.
시사점	이번 연구결과는 체내 리프로그래밍을 통한 재생줄기세포 형성과 재생 기전을 새롭게 밝힘으로써, 추후 소장뿐만 아니라, 퇴행이 일어난 타 장기에서도 재생을 유도할 수 있는 가능성을 제시함으로써, 재생의료 및 노화에 따른 퇴행 치료에 혁신적인 가능성을 제시하는 중요한 연구로 평가받고 있다.