이제 피부세포에서 만들어진 식욕 조절 신경세포에 대한 연구 결과가 나왔다. 이에 따라 이 세포가 비만 연구와 관련 치료 검사를 위한 개별 모델이 될 것으로 보인다.
연구진은 최초로 성공적으로 성인 인체 피부 세포를 식욕을 조절하는 유형의 신경 세포로 전환시킴으로써 체중 조절에 관한 신경생리학 연구 및 새로운 비만 치료법 연구에 대한 환자 특이적인 모델을 제시하게 되었다.
컬럼비아 대학 의료 센터(Columbia University Medical Center, CUMC)와 뉴욕 줄기 세포 재단(New York Stem Cell Foundation, NYSCF) 연구진이 수행한 이번 연구는 `Journal of Clinical Investigation` 최신 호에 게재되었다.
한편, 2월 10일 `Development`에 게재된 별도의 연구에서 하버드 대학의 케빈 에건(Kevin Eggan) 박사, 플로리안 머클(Florian Merkle)과 알렉산더 사이어(Alexander Schier)가 유도 만능 줄기 세포에서 성공적으로 시상하부의 신경세포를 만드는 데 성공한 것으로 나타났다. 이들 신경 세포는 식욕, 고혈압, 수면, 기분 및 일부 사회적 장애에서 행동 및 기초 생리학적 기능을 조절하는 것을 돕는다. 컬럼비아와 하버드 연구진은 이 연구 기간 동안 관련 아이디어를 공유하고, 이번 연구의 타당성을 공동으로 검증하고 있다.
"마우스는 인체 비만을 연구하기 좋은 모델이지만 연구에 인체 세포를 사용하는 것이 더 나을 것이다. 안타깝게도 식욕을 조절하는 세포는 접근하기 어려운 뇌 영역인 시상하부에 위치하고 있다. 따라서 현재까지 마우스 모델을 사용하거나 부검에서 얻은 인체 세포를 사용할 수밖에 없었다. 이것은 인체 비만의 근본적인 특성을 연구하는 능력을 제한하고 있었다."
신경 세포를 만들기 위해 인체 피부 세포가 처음으로 유도 만능 줄기 세포(induced pluripotent stem cells, iPSCs)로 유전적으로 재편성되었다. iPSCs 기술은 인슐린 생산 베타 세포와 전뇌 및 운동 신경 세포를 포함한 다양한 유형의 성인 인체 세포를 만드는 데 사용되었다."하지만 지금까지 아무도 인체 IPSCs를 시상하부 신경세포로 변화하는 방법을 규명할 수 없었다"고 공동 저자이자 발생 세포 생물학의 소아과 조교수이며 나오미 베리 당뇨 센터의 일원이며 NYSCF 수석 연구원인 디터 이글리 (Dieter Egli) 박사가 말했다.
"이것은 새로운 치료법을 찾기 위해 여러 기관의 공동 연구로 얻은 결과이기에 훌륭한 예라고 할 수 있다. 이 유형의 신경 세포를 만드는 능력은 비만 치료를 위한 새로운 길을 개척하기 위해 한 걸음 더 나아가도록 한 것"이라고 NYSCF의 수장인 수잔 L. 솔로몬(Susan L. Solomon)이 말했다. CUMC/NYSCF 연구진은 어떤 신호가 iPSCs가 식욕을 조절하는 유형의 세포인 정확한 시상하부 신경 세포로 전환하는 데 필요한지를 조사하였다. 이 변환 과정은 30일 정도 걸렸다.
신경 세포는 마우스의 정확한 신경 하부의 신경 세포가 가진 특정 뉴로펩타이드(neuropeptide)를 분비하고 정확하게 전달하고 인슐린과 렙틴과 같은 대사 신호에 반응하는 중요한 기능을 보여주는 것으로 나타났다. "우리는 이 신경 세포가 자연 그대로의 시상 하부 신경 세포와 완전히 동일하다고 생각하지는 않지만 매우 유사하다고 생각한다. 따라서 비만을 유발하는 분자적 과정의 이상뿐만 아니라 체중 조절에 관한 신경 생리학 연구에 유용할 것이다. 게다가 이 세포로 이전에는 불가능했던 잠재적인 비만 치료 약물을 평가하는 데 사용될 수 있을 것"이라고 레이블 박사가 말했다.
"이는 줄기 세포 생물학을 잘 이해하는 것이 신경계 질환을 연구하고 이해하여 궁극적으로 치료하는 데 큰 영향을 행사함을 보여준다. 주어진 유형의 시상 하부 신경 세포는 거의 없었기 때문에 그동안 이를 연구하기 어렵기로 악명이 나 있었다. 두 연구 기관의 성공적인 작업으로 이러한 문제를 해결한 것"이라고 에건 박사가 말했다.
