15.6: 배아 줄기세포
배아 줄기세포(embryonic stem cell, 줄여서 ES 세포)는 미분화 만능세포(pluripotent cell)로, 신체에서 어떤 종류의 세포도 생산할 수 있다는 것을 의미합니다. 배아 줄기세포는 손상이나 질병으로 인해 손실된 신체 세포를 대체하거나 연구에 사용하기 위해 특정한 세포 유형을 생성할 수 있어서 과학과 의학에 활용될 수 있는 큰 잠재력을 제공합니다.
기원
ES 세포는 배아가 자궁에 착상하기 전, 수정 후 약 3-5일 동안 발생하는 배반포(blastocyst) 단계에서 배아의 속세포덩이(inner cell mass)에 존재합니다. 인간 ES 세포는 보통 체외 수정(in vitro fertilization, 줄여서 IVF) 과정에서 남겨져 기증된 배아에서 파생됩니다.
이와 같은 세포는 수집되어 배양액에서 자라는데, 여기서 무한 분열이 가능하며, 이를 통해 ES 세포주(cell line)를 만듭니다. ES 세포는 특정 조건에서 자발적으로 다양한 세포 유형으로 분화하거나 원하는 세포 유형을 생산하기 위해 지시된 방식으로 분화할 수 있습니다. 배양 접시의 표면을 바꾸거나 배양 배지에 특정한 성장 인자를 추가하는 것과 같이 배양 조건을 조작하고 또 유전적으로 변형시키며 어떤 세포 유형이 생성되는지 제어할 수 있습니다. 과학자들은 이러한 방법들을 통해 혈액, 신경, 심장, 뼈, 간, 그리고 췌장 세포를 포함한 많은 특정 세포 유형을 생성할 수 있었습니다.
재생의학
재생의학(regenerative medicine)은 죽은 조직, 병든 조직, 오작동하는 조직을 대체할 살아있는 기능적 조직의 생성과 관련이 있습니다. ES 세포는 어떤 세포 유형으로도 분화할 수 있는 능력을 고려해서 재생의학에 사용합니다. 이 분야는 아직 초기 단계에 있지만, ES 세포로부터 잠재적으로 유익한 여러 유형의 세포가 만들어졌고, 임상 연구는 환자에서 안전성과 효과를 검증하기 시작했습니다. 예를 들어 마비 환자는 ES에서 유도된 신경계 세포를 받은 후 일부 움직임을 회복했습니다. 또한, ES 세포는 인간 발달의 초기 사건들을 연구하는데 사용될 수 있으며, 신약실험과 다른 여러 과학 연구에 사용될 수 있는 특정 세포 유형의 원천을 제공합니다.
