재생 의학의 중요한 단계 : 인간 혈액 세포를 신경 줄기 세포로 직접 재 프로그램 할 수 있음

독일 암 연구 센터 (DKFZ)와 하이델베르크에있는 줄기 세포 연구소 HI-STEM *의 과학자들은 인간 혈액 세포를 이전에 알려지지 않은 유형의 신경 줄기 세포로 직접 재 프로그래밍하는 데 처음으로 성공했습니다. 이러한 유도 된 줄기 세포는 중추 신경계의 초기 배아 발생 동안 발생하는 줄기 세포와 유사하다. 그것들은 배양 접시에서 무기한으로 수정되고 곱해질 수 있으며 재생 요법의 개발을위한 중요한 기초를 나타낼 수 있습니다.

줄기 세포는 우리 조직의 만능 물질로 간주됩니다 : 그들은 무한히 번식 한 다음 만능 배아 줄기 세포 인 경우 모든 가능한 세포 유형을 생성합니다. 2006 년에 일본 과학자 Shinya Yamanaka는 이러한 세포가 실험실에서 성숙 세포로부터 생산 될 수 있음을 인식했습니다. 4 가지 유전 적 인자만으로도 발달 과정을 역전시키고 배아 줄기 세포와 동일한 특성을 갖는 소위 유도 만능 줄기 세포 (iPS)를 생성하기에 충분하다. 야마나카는이 발견으로 2012 년 노벨 의학상을 수상했습니다.

독일 암 연구 센터 (DKFZ)의 Andreas Trumpp과 하이델베르그의 HI-STEM 이사 인 Andreas Trumpp는“이것은 줄기 세포 연구의 주요한 발전이었다. "이것은 특히 인간 배아 줄기 세포의 생성이 허용되지 않는 독일의 연구에 적용됩니다. 줄기 세포는 환자의 질병 조직을 회복시키는 것을 목표로하는 기초 연구 및 재생 요법의 개발 모두에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 재 프로그래밍은 또한 문제와 관련이있다 : 예를 들어, 만능 세포는 생식선 종양, 소위 기형 종을 형성 할 수있다.

또 다른 가능성은 개발 과정을 완전히 되 돌리지 않는 것입니다. Trumpp의 팀은 처음으로 거의 무한정 증식 할 수있는 정의 된 유형의 유도 신경 줄기 세포가 생성되는 방식으로 성숙한 인간 세포를 다시 프로그래밍하는 데 성공했습니다. 연구의 첫 번째 저자 인 Marc Christian Thier는“야마나카와 같은 4 가지 유전 적 요인을 사용했지만 우리의 재 프로그래밍에는 다른 요인을 사용했습니다. "우리는 우리의 요인들이 신경계 발달의 초기 단계로 재 프로그래밍 할 수 있다고 가정했다."

과거에, 다른 연구 그룹은 또한 결합 조직 세포를 성숙한 신경 세포 또는 신경 전구체 세포로 재 프로그래밍 하였다. 그러나, 이러한 인공적으로 생성 된 신경 세포는 종종 확장 될 수 없어 치료 목적으로 거의 사용될 수 없었다. 안드레아스 트럼프 (Andreas Trumpp)는“이것은 종종 생리 학적 조건 하에서 체내에 존재하지 않을 수있는 다른 세포 유형의 이종 혼합물이었다”고 말했다.

인스 브루 크 대학교 (University of Innsbruck)의 프랭크 에덴 호퍼 (Frank Edenhofer)와 DKFZ의 신경 과학자 한나 모이어 (Hannah Monyer) 및 하이델베르크 대학 병원 (Heidelberg University Hospital)과 함께 트럼프와 그의 팀은 피부 또는 췌장의 결합 조직 세포와 말초 혈액 세포를 다시 프로그래밍하는 데 성공했습니다. . Thier 박사는“세포의 기원은 줄기 세포의 특성에 영향을 미치지 않았다. 특히, 침습적 개입없이 환자의 혈액에서 신경 줄기 세포를 추출 할 수있는 가능성은 미래의 치료 접근법에 결정적인 이점이다.

하이델베르크 연구자들의 재 프로그래밍 된 세포에 대해 특별한 점은 신경계의 배아 발달 과정에서 발생하는 신경 줄기 세포의 단계와 유사한 균질 한 세포 유형이라는 점입니다. Thier 박사는“대응하는 세포는 초기 배아 뇌 발달 과정에서 생쥐와 아마도 인간에게도 존재한다. "우리는 포유류 배아에서 새로운 신경 줄기 세포 유형을 설명했습니다.

소위 "유도 신경 판 경계 줄기 세포"(iNBSC)는 광범위한 개발 잠재력을 갖는다. 하이델베르크 과학자의 iNBSC는 확장 가능하고 다재다능하며 두 가지 방향으로 발전 할 수 있습니다. 한편으로, 그들은 발달 신경 경로를 성숙 신경 세포 및 그들의 공급 세포, 아교 세포, 즉 중추 신경계의 세포가 될 수있다. 다른 한편으로, 그들은 또한 신경 능선의 세포로 발달 할 수 있으며, 여기에서 말초에 민감한 신경 세포 또는 두개골의 연골과 뼈와 같은 다른 세포 유형이 나타납니다.

iNBSC는 따라서 개별 환자에 대해 광범위한 상이한 세포 유형을 생성하기위한 이상적인 기초를 형성한다. "이러한 세포는 공여자와 동일한 유전 물질을 가지고 있으므로 면역계에 의해"자기 "로 인식되어 거부되지 않는다"고 Thier는 설명했다.

과학자들이 실험에서 보여준 것처럼 CRISPR / Cas9 유전자 가위는 iNBSC를 수정하거나 유전 적 결함을 복구하는 데 사용될 수 있습니다. "따라서 그들은 기초 연구와 새로운 활성 물질의 검색, 그리고 신경계 질환을 앓고있는 환자에서 재생 요법의 개발에 흥미가 있습니다. 그러나 우리가 환자에게 사용할 수있을 때까지 많은 연구 작업 트럼프는 강조합니다.

하이델베르크 줄기 세포 연구 및 실험 의학 (HI-STEM) gGmbH는 2008 년 DKFZ와 Dietmar Hopp Foundation 간의 공공-민간 파트너십으로 설립되었습니다.