"플라나리아 줄기세포 죽음까지 지연시켜"

줄기세포(Stem Cell)는 미분화 상태 세포로 자가복제능력(Self-Renewal)을 가지고 있으며 우리 몸을 구성하는 210여 가지 조직세포로 분화할 수 있는 만능세포다. 끊임없이 혈구와 피부가 만들어지고 상처가 난 신체가 스스로 회복되는 것도 줄기세포 덕분이다.

코넬 수의과대학 연구팀에 따르면, 놀라운 재생 능력을 가진 플라나리아(Planarians) 줄기세포가 죽음을 늦추는 능력까지 갖추고 있는 것으로 밝혀졌다.

연구 결과는 '커런트 바이올로지(Current Biology)'에 논문명 ‘플라나리아에 방사선 조사 후 부상 줄기세포 세포사멸을 지연(Injury Delays Stem Cell Apoptosis after Radiation in Planarians)’로 7일 게재됐다.

플라나리아는 인간처럼 뇌와 유사한 장기, 줄기세포를 가지고 있어 기초 생물연구 모델로 자주 사용된다. 또한 플라나리아는 전신에 만능 줄기세포를 가지고 있어 신체 재생능력이 매우 뛰어나 재생능력 연구 모델 생물로도 활용되고 있다.

플라나리아 벌레 몸 어디를 절단해도 새로운 뇌가 재생된다. 과거 연구에서도 플라나리아 한 마리를 2만 마리까지 늘리는 데 성공시켰다. 따라서 플라나리아는 인간 생명연장 연구에 많이 활용하고 있다

연구팀은 플라나리아를 방사선에 노출 시켰고 그 중 절반은 상처를 입게 했다. 상처가 없는 플라나리아는 예견된 양의 줄기세포가 죽어가고 있었지만, 상처를 입은 플라나리아에서는 줄기세포가 예견대로 그 수가 죽지 않고 상처 주위에 모여 조직을 재생하고 있었다.

연구팀은 “플라나리아 줄기세포는 어려운 상황에서도 죽음을 늦추는 것으로 상처에 대응 한다”며, “우리 연구는 방사선에 노출된 직후 동물이 부상당했을 때 방사선으로 유발된 세포 사멸을 크게 지연시킬 수 있다”고 말했다.

플라나리아는 인간과 유사한 기능을 가지고 있는 반면, 면역계가 인간만큼 복잡하지 않아 상처치유 과정도 단순하다. 따라서 방사선과 줄기세포 손상 영향을 이해하는 과정을 단순화시키고 포유류에서 동시에 발생하는 염증과 같은 상처 치료 과정에 연구를 수행할 수 있다는 것이다.

연구팀은 플라나리아 줄기세포가 죽음을 지연시키는 방법은 세포자연사(Apoptosis) 조절인자인 ‘미토겐 활성화단백질 키나아제(Mitogen-Activated Protein Kinase, MAPK)’가 관여하고 있다고 보고 있다. 보통 방사선을 조사하면 줄기세포 세포사멸이 유발되지만, 몸에 상처가 나면 MAPK가 활성화돼 줄기세포 죽음을 늦추고 있다고 보고 있다.

이번 연구기 지금보다 더 확장된다면 암 환자 방사선 항암요법 연구 등에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 플라나리아가 줄기세포 죽음을 지연시키는 능력과 관련된 포유류와 공통된 유전자를 찾는다면 기존 치료법을 크게 개선할 수 있을 것으로 보인다.

김민중 기자 science@