줄기세포로 눈물샘

03/18/21

네덜란드 연구팀이 인간의 눈물샘(tear gland)을 만드는 데 성공했다.

눈물샘은 안구의 표면에 수분을 공급하고 노폐물이나 이물질 등을 씻어내 깨끗한 상태를 유지하게 한다.

네덜란드 위트레흐트(Utrecht)대학 메디컬센터 후브레흐트(Hubrecht) 발달생물학·줄기세포연구소의 한스 클렘버스 교수 연구팀은 기증된 인간 눈물샘 조직의 작은 한 조각을 이용, 미니 눈물샘으로 자라게 하는 데 성공했다고 영국의 일간 가디언 인터넷판이 17일 보도했다.

이 눈물샘 조직 조각으로부터 성체 줄기세포(adult stem cell)를 분리, 이를 겔 현탁액(suspended in a gel)에 넣어 성장인자(단백질) 칵테일을 투여하자 약 1주일 후 아주 작은 풍선처럼 생긴 미니 눈물샘이 만들어졌다고 연구팀은 밝혔다.


성체 줄기세포는 이미 무엇으로 분화할지가 결정돼 있는 특화된 줄기세포이기 때문에 분화하는 데 필요한 적절한 성장인자만 투여해 주면 된다고 연구팀은 설명했다.

이 미니 눈물샘 조직은 직경이 0.2mm로 배양접시에서 여러 개의 작은 개체들로 분리해 성장인자 칵테일을 계속 투여하면 최장 1년 동안 많은 오르가노이드(organoid)로 증식시킬 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

오르가노이드란 실제 장기와 같은 구조, 세포 구성, 기능을 지닌 3차원적 세포의 작은 덩어리를 말한다.

연구팀은 앞서 쥐의 눈물샘을 만드는 법을 알아내 이를 인간의 눈물샘을 만드는 데 활용했다.

눈물샘은 신경세포로부터 나오는 화학 메시지인 아드레날린에 의해 작동한다. 따라서 이 미니 눈물샘이 제대로 기능하는지를 확인하려면 아드레날린에 반응하는지를 시험해봐야 한다. 다시 말해 눈물샘이 실제로 눈물을 흘리는지를 봐야 하는 것이다.

미니 눈물샘에 성장인자 칵테일을 지속적으로 공급하고 있을 땐 아드레날린을 만나도 눈물이 별로 생성되지 않았다. 그러나 영양 공급을 끊자 눈물샘 세포들이 분열을 중지하고 안정된 상태에서 성숙했다. 성숙한 눈물샘은 아드레날린을 만나자 신속하게 눈물을 만들었다.

미니 눈물샘은 눈물이 만들어져도 빠져나갈 수 있는 도관(duct)이 없어 풍선처럼 팽창했다.

풍선을 인공적으로 터뜨리거나 풍선이 자연적으로 터졌을 때 눈물이 방울져 흘러나왔다고 연구팀은 밝혔다.

연구팀은 이 미니 눈물샘을 쥐에 이식해 봤다. 그러자 눈물샘 조직이 성숙하면서 눈물에서 발견되는 단백질들이 함유된 도관 같은 구조가 형성됐다.

눈물샘이 고장 나면 쇼그렌 증후군(Sjögren's syndrome), 안구 건조, 각막 궤양(ulcerative keratitis) 등 심각한 문제가 발생할 수 있다.

쇼그렌 증후군은 타액선, 눈물샘 등에 만성 염증이 발생, 분비 장애가 발생하면서 입이 마르고 눈이 건조해지는 증상이 나타나는 자가면역 질환이다.

미니 눈물샘은 이런 질환들의 새로운 치료법을 찾아내는 데 활용될 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

이 연구 결과는 과학전문지 '셀 줄기세포'(Cell Stem Cell) 최신호에 발표됐다.

• Share this Post: