줄기세포란

인간의 인체는 크기와 종류에 따라 60조에서 최대 100조 개, 약 210여 가지의 다양한 세포로 구성되어 있다. 각각의 세포에는 수명이 있으며, 하나의 세포가 그 역할을 다하면 새로이 만들어진 세포가 빈자리를 채우는 구조로 신체 활동을 이어 나간다. 줄기세포란 바로 이러한 세포들의 기원이 되는 세포로서 반복 분열을 통한 자가 재생산(self-renewal)이 가능하며 환경에 따라 특정한 기능을 지닌 세포로 분화할 수 있는 다중분화능을 가진 세포를 일컫는다.

줄기세포의 종류

1)성체줄기세포(adult stem cell)
분화의 방향성이 대부분 정해져 있는 세포로, 인체의 거의 모든 장기에 존재하여 수명이 다한 세포를 교체하거나 신체가 손상되었을 때 재생 작용을 하는 세포이다. 대표적으로 골수, 탯줄 등에 존재하는 조혈줄기세포, 중간엽기질세포 등이 성체줄기세포에 해당한다.

2)배아줄기세포(embryonic stem cell)
인체를 구성하는 거의 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진 전분화능을 가지고 있는 세포로, 정자와 난자가 수정된 배아조직인 배반포에서 얻을 수 있는 줄기세포이다. 핵치환(또는 배아 복제; 세포의 핵 내부에 들어있는 유전자를 교체하는 과정)을 통해 체세포 복제 배아줄기세포를 얻어 세포 치료에 활용하기도 한다.

3)역분화줄기세포(또는 유도만능줄기세포; induced pluripotent stem cell)
배아줄기 세포와 거의 동등한 전분화능을 가진 세포로서, 성인의 피부나 혈액 등에서 얻을 수 있으며 이미 성체가 된 스스로의 세포를 거꾸로 되돌려 미분화 상태의 세포로 역분화(reprogramming)시키는 것이 특징이라고 할 수 있다.

■성체줄기세포와 배아줄기세포의 차이

성체줄기세포를 이용한 세포 치료술은 이용하고자 하는 환자 본인에게서 직접 성체줄기세포를 분리하여 얻어내는 방식을 취하므로, 면역 거부반응, 생명 세포를 이용하는 것에 대한 윤리적인 문제로부터 자유롭다는 것이 특징이다. 그러나, 성체줄기세포는 인체 내에 극소량이 존재하여 분리하는 과정이 쉽지 않다는 것, 특정 조직에서 분리해 낸 성체줄기세포는 해당 조직의 세포로만 분화할 수 있다는 것 등이 단점으로 적용하고 있다. 다만, 최근에는 환경에 따라 다른 조직의 세포로 분화할 수 있는 가능성이 충분한 것이 알려지며 다방면에서 다시 연구가 이루어지고 있다.

반면 배아줄기세포의 경우 모든 조직의 세포로 분화할 수 있는 것이 특징으로, 이론적으로는 세포 분열의 회수에 제한이 없는 만능성 줄기세포로 알려져 있다. 이러한 특성을 이용하여 부상, 또는 질병으로 손상된 조직에 배아줄기세포를 이식하는 방법으로 손상 조직을 회복시키는 세포 치료술에 적극 활용될 수 있을 것으로 기대되어 많은 연구가 이루어지고 있다. 다만, 배아줄기세포의 경우에는 생명 세포를 임상적으로 활용하는 것에 대한 윤리적인 문제와 그에 따른 숙제가 아직 남아있어 그 연구와 활용이 현재까지는 매우 제한적이다.

기고 : 김동연 정형외과 원장           現 대한정형외과 정회원           現 대한스포츠의학 정회원           現 대한 척추외과 정회원           現 한국줄기세포학회 정회원           생화학박사