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연구동향
2008.01.11
사람의 몸을 무대로 비유하면 단백질은 연극의 배우라 할 수 있다. 이들 단백질들은 유전정보에 따라서 만들어져서 많은 역할을 수행한다. 발전소와 같은 역할도 하고 생명의 기초 대사를 조절하거나 기능을 유지하게 하기도 한다. 효소라는 종류의 단백질은 에너지를 만들거나 소비하고 다른 유전자를 통제하기도 한다. 특히 특정 분자 신호의 영향이 질병에 영향을 줄 수 있기 때문에 과학자들은 이들과 관련된 단백질을 연구하여 질병의 치료에 새로운 가능성을 제시하려고 한다.
이번에 플로리다대학의 과학자들은 Pdx1이라는 단백질을 주입하면 당뇨병이 발생한 마우스의 췌장 세포에서 인슐린이 생산된다는 연구결과를 발표했다. Pdx1은 인체에서 인슐린의 생산과 유지를 조절하는 췌장세포의 발달에 관련된 유전자를 조절한다. 연구를 주도한 리 준 양교수는 “Pdx1이 특별한 이유는 분자 여권(passport)과 같은 역할을 하는 독특한 아미노산 배열을 갖고 있다는 점이다. 때문에 세포들 사이를 쉽게 통과하면서 핵으로 유입되어 인슐린 생산과 유출을 활성화시킨다.”라고 설명했다.
그 동안 당뇨병 환자들의 근본적인 치료를 위하여 인슐린을 생산하는 췌장 베타세포를 이식하거나 재생시키는 많은 연구가 진행되었다. 이를 위하여 다른 사람의 베타세포에서 면역성을 제거하는 방법, 줄기세포를 베타세포로 분화시키는 방법, 유전자 조작된 세포를 이용하는 방법 등이 연구되었다. 유전자 조작된 세포를 이용하는 방법에서도 Pdx1 유전자를 이용하여 간세포나 췌장 세포에 인슐린 생산이 유도된 사례가 일부 보고되었다. 2003년 1월 ‘Current Biology’에서도 영국 베스대학의 과학자들이 간세포에 Pdx1 유전자를 도입하면 간세포가 췌장세포의 특징을 나타내며 인슐린을 생산할 수 있었다고 발표했다. 또한 인슐린을 생산하는 세포로 변환 분화된 간세포는 다시 원래의 간세포로 되돌아오지 않았다고 한다(개인의견, GTB2003020880).
또 다른 방식으로는 Pdx1 유전자를 세포에 전달하는 유전자 요법도 있다. 그러나 유전자 요법에서는 세포에 DNA를 넣기 위해서는 바이러스가 이용되었다. 연구팀은 이들 바이러스가 사람에게 전혀 해가 없다는 확신이 없어서 다른 방식을 이용하게 되었다고 한다. 연구팀이 이용한 방법은 Pdx1 단백질을 투여하여 환자 자신의 세포에서 인슐린이 만들어지도록 세포들을 재프로그래밍하는 단백질 요법(protein therapy)이다. 이 방법은 유전자 치료에서 나타날 수 있는 부작용도 없고, 세포이식에 따른 거부반응도 없다고 한다. 연구팀은 당뇨병 모델 마우스의 복강에 고순도의 Pdx1 단백질을 주사했다. 그러자 놀랍게도 마우스들의 혈당 수치는 안정되었다. 10일간 매일 주사한 결과 혈당이 정상 수준을 나타냈으며, 그 효과는 2주간 유지되었다고 한다. 6번의 반복시험에서도 같은 결과가 재확인되었다고 한다. 특히 주목할만한 점은 Pdx1이 당뇨병 모델 마우스의 췌장에서 인슐린 생산 세포의 재생을 촉진시켜서 혈당을 정상 수준으로 유지시켰다는 점이다.
양교수는 시간이 걸리겠지만 매일 인슐린 주가를 맞지 않더라도 Pdx1 단백질을 시간을 두면서 몇 일 간격으로 투여하는 것 만으로도 충분히 혈당을 유지시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 췌장의 베타세포가 재생되어 인슐린을 만들고 유리시킨다는 점이 중요하다고 지적했다. 그러나 이 방법의 실제 적용을 위해서는 안전성이 입증되어야 한다. 또한 실제 임상에서 사람들에게도 효과가 있는지를 확인할 필요가 있으며, 여기까지는 상당한 시간이 소요되게 된다. Pdx1이 췌장세포 발달의 주요 조절자임을 밝힌 하버드 의과대학원의 조엘 하베너박사는 바이러스를 유전자 전달체로 이용하는 유전자 요법인 인체의 면역반응 때문에 문제가 있을 수 있다고 지적했다. 또한 이번 연구는 인체에서 자연 발생하는 단백질을 주사함으로서 이들 증상을 개선한다는 점에서 의미가 있다고 지적했다.
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정보출처 : http://www.sciencedaily.com/
사람의 몸을 무대로 비유하면 단백질은 연극의 배우라 할 수 있다. 이들 단백질들은 유전정보에 따라서 만들어져서 많은 역할을 수행한다. 발전소와 같은 역할도 하고 생명의 기초 대사를 조절하거나 기능을 유지하게 하기도 한다. 효소라는 종류의 단백질은 에너지를 만들거나 소비하고 다른 유전자를 통제하기도 한다. 특히 특정 분자 신호의 영향이 질병에 영향을 줄 수 있기 때문에 과학자들은 이들과 관련된 단백질을 연구하여 질병의 치료에 새로운 가능성을 제시하려고 한다.
이번에 플로리다대학의 과학자들은 Pdx1이라는 단백질을 주입하면 당뇨병이 발생한 마우스의 췌장 세포에서 인슐린이 생산된다는 연구결과를 발표했다. Pdx1은 인체에서 인슐린의 생산과 유지를 조절하는 췌장세포의 발달에 관련된 유전자를 조절한다. 연구를 주도한 리 준 양교수는 “Pdx1이 특별한 이유는 분자 여권(passport)과 같은 역할을 하는 독특한 아미노산 배열을 갖고 있다는 점이다. 때문에 세포들 사이를 쉽게 통과하면서 핵으로 유입되어 인슐린 생산과 유출을 활성화시킨다.”라고 설명했다.
그 동안 당뇨병 환자들의 근본적인 치료를 위하여 인슐린을 생산하는 췌장 베타세포를 이식하거나 재생시키는 많은 연구가 진행되었다. 이를 위하여 다른 사람의 베타세포에서 면역성을 제거하는 방법, 줄기세포를 베타세포로 분화시키는 방법, 유전자 조작된 세포를 이용하는 방법 등이 연구되었다. 유전자 조작된 세포를 이용하는 방법에서도 Pdx1 유전자를 이용하여 간세포나 췌장 세포에 인슐린 생산이 유도된 사례가 일부 보고되었다. 2003년 1월 ‘Current Biology’에서도 영국 베스대학의 과학자들이 간세포에 Pdx1 유전자를 도입하면 간세포가 췌장세포의 특징을 나타내며 인슐린을 생산할 수 있었다고 발표했다. 또한 인슐린을 생산하는 세포로 변환 분화된 간세포는 다시 원래의 간세포로 되돌아오지 않았다고 한다(개인의견, GTB2003020880).
또 다른 방식으로는 Pdx1 유전자를 세포에 전달하는 유전자 요법도 있다. 그러나 유전자 요법에서는 세포에 DNA를 넣기 위해서는 바이러스가 이용되었다. 연구팀은 이들 바이러스가 사람에게 전혀 해가 없다는 확신이 없어서 다른 방식을 이용하게 되었다고 한다. 연구팀이 이용한 방법은 Pdx1 단백질을 투여하여 환자 자신의 세포에서 인슐린이 만들어지도록 세포들을 재프로그래밍하는 단백질 요법(protein therapy)이다. 이 방법은 유전자 치료에서 나타날 수 있는 부작용도 없고, 세포이식에 따른 거부반응도 없다고 한다. 연구팀은 당뇨병 모델 마우스의 복강에 고순도의 Pdx1 단백질을 주사했다. 그러자 놀랍게도 마우스들의 혈당 수치는 안정되었다. 10일간 매일 주사한 결과 혈당이 정상 수준을 나타냈으며, 그 효과는 2주간 유지되었다고 한다. 6번의 반복시험에서도 같은 결과가 재확인되었다고 한다. 특히 주목할만한 점은 Pdx1이 당뇨병 모델 마우스의 췌장에서 인슐린 생산 세포의 재생을 촉진시켜서 혈당을 정상 수준으로 유지시켰다는 점이다.
양교수는 시간이 걸리겠지만 매일 인슐린 주가를 맞지 않더라도 Pdx1 단백질을 시간을 두면서 몇 일 간격으로 투여하는 것 만으로도 충분히 혈당을 유지시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 췌장의 베타세포가 재생되어 인슐린을 만들고 유리시킨다는 점이 중요하다고 지적했다. 그러나 이 방법의 실제 적용을 위해서는 안전성이 입증되어야 한다. 또한 실제 임상에서 사람들에게도 효과가 있는지를 확인할 필요가 있으며, 여기까지는 상당한 시간이 소요되게 된다. Pdx1이 췌장세포 발달의 주요 조절자임을 밝힌 하버드 의과대학원의 조엘 하베너박사는 바이러스를 유전자 전달체로 이용하는 유전자 요법인 인체의 면역반응 때문에 문제가 있을 수 있다고 지적했다. 또한 이번 연구는 인체에서 자연 발생하는 단백질을 주사함으로서 이들 증상을 개선한다는 점에서 의미가 있다고 지적했다.
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정보출처 : http://www.sciencedaily.com/
