생리혈 속 줄기세포의 미개척 잠재력

약 20년 전, 캐롤라인 가겟이라는 생물학자는 자궁 적출 수술 중 추출한 조직에서 주목할 만한 세포를 발견하기 위해 노력하기 시작했습니다. 이 세포는 자궁 내강을 감싸고 있는 자궁 내막에서 추출한 세포였습니다. 이 세포를 페트리 접시에서 배양했을 때, 세포는 반투명한 장밋빛 액체로 둘러싸인 둥근 클러스터로 보이는 독특한 외관을 보였습니다. 그러나 현미경을 통해 자세히 관찰한 결과, 가겟은 두 가지 다른 유형의 세포가 존재하는 것을 관찰했습니다. 하나는 납작하고 난형인 반면 다른 하나는 길고 가늘어지며 미세한 털 모양의 돌기를 동반하고 있었습니다.

가겟은 이 세포가 성체 줄기세포 , 즉 희귀하고 자가 재생하는 세포이며, 이 중 일부는 다양한 유형의 조직을 생성할 수 있다고 강력하게 의심했습니다. 그녀와 다른 연구자들은 자궁내막이 매달 스스로 재생하는 놀라운 능력을 가지고 있기 때문에 자궁내막에 줄기세포가 포함되어 있다고 오랫동안 가설을 세웠습니다. 임신 중에 배아가 착상할 수 있는 장소를 제공하고 월경 중에 탈락하는 이 조직은 여성이 폐경이 되기 전까지 약 400회 번의 탈락과 재성장을 거칩니다. 그러나 과학자들은 골수, 심장, 근육 등 다른 많은 재생 조직에서 성체 줄기세포를 분리했지만 “자궁내막에서 성체 줄기세포를 확인한 사람은 아무도 없었다"고 가겟은 말합니다.

이러한 특정 세포의 존재는 손상된 조직을 재생하고 암과 심장병과 같은 질병을 치료하는 능력으로 인해 높은 평가를 받고 있습니다. 하지만 몸 전체에 희소하기 때문에 이를 얻기 위해서는 외과적 생검이나 골수에서 바늘을 통한 추출과 같은 침습적 절차가 필요합니다. 가겟에 따르면 이 새로운 성체 줄기세포 공급원의 발견은 그 자체로 큰 가능성을 내포하고 있습니다. 또한 자궁내막증과 같이 오랫동안 방치되어 온 여성 건강 문제를 해결할 수 있는 매력적인 가능성을 열었습니다.

호주 모나쉬 대학교의 가겟과 동료들은 이 세포가 진짜 줄기세포인지 확인하기 위해 엄격한 평가를 거쳤습니다. 처음에는 세포의 증식 능력과 자생력을 평가하여 일부 세포가 일주일 동안 약 100배까지 증식할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 발견했습니다. 또한 이 세포들이 자궁내막 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 다른 줄기세포의 특징인 특정 단백질 마커가 검출되었다는 사실도 확인했습니다.

현재 호주 허드슨 의학 연구소의 가겟 와 그녀의 동료들은 자궁 내막에서 여러 유형의 자가 재생 세포 를 특성화하기 위해 계속 진행했습니다. 그러나 자궁 내막 간질 중간엽 줄기세포 라고 불리는 수염이 있는 세포만이 지방 세포, 뼈 세포 또는 심장과 같은 기관에서 발견되는 평활근 세포로 유도할 수 있는 진정한 “다능성"을 가지고 있었습니다.

자궁내막 조직에서 추출한 줄기세포는 생검 절차 또는 월경액 채취를 통해 얻을 수 있습니다. 이러한 줄기세포는 최적의 환경 조건에서 신경세포, 연골세포, 지방세포, 조골세포, 심근세포, 간세포, 각질세포 등 다양한 특수 세포 유형으로 분화할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

비슷한 시기에 두 개의 독립 연구팀이 또 다른 놀라운 발견을 했습니다: 일부 자궁 내막 간질 중간엽 줄기세포 가 생리혈 에서 발견될 수 있다는 사실입니다. 가겟은 신체가 귀중한 줄기세포를 그렇게 쉽게 흘린다는 사실에 놀랐습니다. 줄기세포는 장기의 생존과 기능에 매우 중요하기 때문에 신체가 줄기세포를 배출하여 “낭비"할 것이라고는 생각하지 못했습니다. 하지만 그녀는 이 발견의 중요성을 즉시 깨달았습니다: 자궁내막에서 발견한 줄기세포를 얻기 위해 침습적인 외과적 생검에 의존하는 대신 생리컵을 통해 줄기세포를 채취할 수 있었기 때문입니다.

자궁내막에 대한 연구가 발전하면서 자궁내막 구성에 생리줄기세포가 존재한다는 사실이 밝혀졌습니다. 특히 이러한 줄기세포는 생리 주기 내내 변하지 않는 더 깊은 기저층에서 발견됩니다. 반대로 상부 기능층은 생리 기간 동안 탈락됩니다. 이 과정을 통해 자궁내막은 두께가 증가하여 잠재적인 착상에 대비할 수 있으며, 이후 기능층이 분리되면 후퇴합니다.

가겟의 연구팀은 이러한 특정 줄기세포가 자궁내막의 표층과 심층층에 모두 존재한다는 사실을 입증했습니다. 이 세포는 일반적으로 혈관을 둘러싸고 초승달 모양으로 배열되어 있는 것으로 관찰되며, 혈관 발달을 촉진하고 월경 중 매달 배출되는 조직의 최상층을 복원하고 젊어지게 하는 중요한 기능을 수행하는 것으로 여겨집니다. 이 층은 초기 배아에 필수적인 지원 및 유지 역할을 합니다.또한, 이 층과 그 증식을 담당하는 자궁 내막 줄기세포는 충분한 두께를 얻지 못하면 배아가 자리를 잡을 수 없기 때문에 생식 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 보입니다.

자궁내막 줄기세포는 또한 전 세계적으로 약 1억 9천만 명의 여성과 소녀에게 영향을 미치는 고통스러운 질환인 자궁내막증 과도 관련이 있습니다. 이 질환에 대해 완전히 밝혀진 것은 많지 않지만, 연구자들은 난소에서 자궁으로 난자를 운반하는 관인 나팔관으로 생리혈이 역류하는 것이 한 가지 원인이라는 가설을 세우고 있습니다. 이 역류는 혈액을 골반 뼈 사이의 깔때기 모양의 공간인 골반강으로 가져갑니다. 이 부위에 침착된 자궁 내막 줄기세포는 자궁 내막과 유사한 조직을 자궁 외부에서 자라게 하여 극심한 통증, 흉터, 많은 경우 불임을 유발할 수 있는 병변을 일으킬 수 있습니다.

연구자들은 자궁내막증 진단을 위한 신뢰할 수 있는 비침습적 검사를 개발 중이며, 환자들은 진단을 받기까지 평균 7년 가까이 기다립니다. 그러나 연구에 따르면 자궁내막증 여성의 생리혈에서 채취한 줄기세포는 건강한 여성의 세포와 모양 및 유전자 발현 패턴 이 다른 것으로 나타났습니다. 여러 연구소에서 이러한 생리 줄기세포의 차이를 이용해 자궁내막증 고위험군 여성을 식별하는 방법을 연구하고 있으며, 이를 통해 더 빠른 진단과 치료로 이어질 수 있습니다. 월경 줄기세포는 치료에도 응용될 수 있습니다. 예를 들어 쥐를 대상으로 연구한 일부 연구자들은 설치류의 혈액에 생리 줄기세포를 주입하면 손상된 자궁내막을 복구하고 생식력을 개선할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

실험동물을 대상으로 한 다른 연구에서는 월경 줄기세포가 부인과 질환을 넘어 치료 잠재력을 가질 수 있음을 시사합니다. 예를 들어, 당뇨병 쥐 에 월경 줄기세포를 주입하면 인슐린 생산 세포 및 의 재생이 촉진되어 혈당 수치가 개선되었다는 연구 결과가 있습니다. 또 다른 연구에서는 줄기세포 또는 그 분비물로 부상을 치료하면 생쥐의 상처를 치유하는 데 도움이 되었습니다 .

월경혈에서 추출한 중간엽 간엽 세포가 해로운 결과 없이 사람에게 투여할 수 있다는 것이 몇 가지 소박하지만 고무적인 임상 실험을 통해 입증되었습니다. 가겟 박사의 연구 그룹도 마찬가지로 인간을 위한 치료법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.생리혈 대신 자궁 내막 조직에서 직접 채취한 자궁 내막 기질 세포를 사용하여 조직 공학 기술을 통해 생물학적 발판을 만들어 근육 지지력이 약화되거나 손상되어 방광, 직장 또는 자궁이 질강으로 변위되어 종종 상당한 불편을 초래하는 골반 장기 탈출증을 치료합니다.

이 질환은 종종 출산으로 인해 발생합니다. 기존 치료법은 합성 메쉬를 사용하여 약한 골반 조직을 보강하고 지지합니다. 그러나 이러한 물질에 대한 부작용으로 인해 이러한 메쉬는 시장에서 퇴출되었습니다. 지금까지 동물 모델에서만 수행된 가겟의 연구에 따르면 환자 자신의 자궁 내막 줄기 세포를 사용하여 생분해성 메쉬를 코팅하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다 .

월경혈에서 성체 다능성 줄기세포를 채취하는 것이 상대적으로 편리함에도 불구하고 줄기세포의 힘과 질병에서의 잠재적 역할을 탐구하고 활용하는 연구는 여전히 줄기세포 연구의 극히 일부분이라고 브라질 캄피나스 주립대학의 인류학자 Daniela Tonelli Manica 는 말합니다. 그녀는 2020년 현재 월경 줄기세포 연구 은 전체 중간엽 세포 연구의 0.25% 에 불과한 반면, 골수 줄기세포는 47.7%를 차지한다고 밝혔습니다.

매니카는 월경 줄기세포의 채택이 더딘 이유를 부분적으로는 자궁이 정상에서 벗어났다는 여성 혐오적인 생각과 혐오 반응 때문이라고 설명합니다. 2023년 연례 면역학 리뷰에 자궁 면역세포 에 관한 논문을 공동 집필한 임페리얼 칼리지 런던의 생식 면역학자 빅토리아 남성 는 “생리혈과 관련된 ‘혐오 요인’이 분명히 존재한다"고 동의합니다.

월경과 관련된 문화적 금지와 여성의 웰빙을 조사하는 데 할당된 자원이 제한되어 있기 때문에 이러한 프로젝트에 대한 재정 지원을 받는 것은 문제가 될 수 있다고 Gargett은 말했습니다. 또한 면역학자인 말레는 과거에 더 많은 연구비를 확보했던 간 이식과 관련된 연구가 아닌 자궁 내 면역 세포에 초점을 맞춘 현재 연구로 비슷한 어려움을 겪고 있습니다.

월경액에 대한 추가 연구를 수행하기 위해서는 Male이 언급한 것처럼 장기간에 걸쳐 이 물질을 수집하는 데 드는 비용을 고려할 때 이러한 노력에 추가적인 재원을 할당하는 것이 필수적입니다. 이 문제를 해결하려면 과학 연구에 자금을 할당할 때 성별 및 성별과 관련된 편견을 없애기 위한 노력이 필요합니다.이를 통해 월경이 단지 가끔씩 겪는 귀찮은 일로 여겨지는 것이 아니라 재생 의학 분야에서 유망한 연구 분야로 여겨지기를 바랍니다.

이 기사는 원래 누구나 과학 지식을 쉽게 접할 수 있도록 돕는 비영리 간행물 Knowable Magazine 에 게재되었습니다. Knowable Magazine 뉴스레터 구독하기 .