[표지로 읽는 과학] 전립선 줄기세포의 분화능력 어떻게 조절될까 - 동아사이언스

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네이처 제공

국제학술지 네이처는 27일 알록달록한 도마뱀처럼 보이는 그림을 표지로 실었다. 이 그림의 정체는 포유류의 젖을 생산하고 분비하는 ‘유선’이다. 분비물을 만들어내는 상피세포 집단인 선조직에 속한다. 전립선도 대표적인 선 조직이다. 이런 선 조직의 상피는 여러 세포가 층을 쌓은 형태를 가진다. 표지 속에서 붉게 보이는 게 ‘기저세포’, 초록색이 ‘관강세포’다. 기저세포는 전립선 세관의 바깥층을 구성하는 세포이다. 관강세포는 가는 관으로 이루어진 전립선의 안쪽을 둘러싸고 있는 세포로 전립선의 주기능인 생식에 필요한 정액과 단백질을 생산한다.

상피 제일 아래에는 줄기세포가 있는데 이 줄기세포가 관강세포와 기저세포로 발달한다. 하지만 성인이 되면 이런 과정들이 멈추게 된다. 줄기세포가 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력이 멈추게 되는 것이다.

하지만 선 조직에 종양 유전자가 발현되는 등 조직에 손상을 입거나 염증이 생기면 줄기세포는 다시금 분화 능력을 되찾는다. 관강세포와 기저세포로 발달하는 것이다. 과학자들은 건강할 상태의 특정 메커니즘이 줄기세포의 분화능력을 억제하고 있을 것이라 추정해왔다.

세드릭 블란파인 벨기에 브뤼셀자유대 줄기세포및암연구소장 연구팀은 관강세포가 분비하는 ‘TNF 단백질’이 이를 억제하고 있다는 연구결과를 이번주 네이처에 발표했다.

연구팀은 실험 쥐와 오가노이드를 활용해 실험을 진행했다. 오가노이드는 줄기세포를 배양하거나 재조합해 만든 장기 유사체로 연구팀은 선조직 줄기세포 오가노이드를 만들었다. 그런 다음 실험 쥐와 오가노이드의 선조직 줄기세포를 대상으로 DNA와 RNA를 추출해 증폭시켰다. 염기서열을 파악해 선조직 상피의 줄기세포의 특징을 분석했다.

그 결과 관강세포가 분비하는 TNF 단백질이 줄기세포의 분화 능력을 조절하는 것으로 나타났다. TNF 단백질이 분비될 경우, 줄기세포의 분화능력이 억제되는 것으로 나타났다. 실제 TNF 단백질의 분비하는 관강세포를 절제시켰더니 줄기세포 분화 능력이 다시 살아났다.

블란파인 교수는 “이번 연구는 관강세포가 선조직 기저의 줄기세포 분화능력을 조절하는 것을 보여준다”고 “꼭 염증이나 손상이 줄기세포 분화 능력에 필수적이지 않음을 시사한다”고 밝혔다.