줄기세포란? 만능 세포의 정의와 종류

목차

• 줄기세포, 왜 '만능'이라고 부를까?
• 배아줄기세포 (ESC): 모든 것이 될 수 있는 세포
• 성체줄기세포 (iPSC): 우리 몸 안의 수리공
• 역분화줄기세포: 시간을 되돌린 세포
• 한눈에 비교하기
• 마치며

 

'줄기세포'라는 단어, 뉴스에서 한 번쯤 들어보셨을 거예요.

난치병 치료의 희망이라고 하는데, 정확히 뭘 말하는 걸까요? 오늘은 줄기세포라는 이 특별한 세포를 설명해드릴게요.

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줄기세포, 왜 '만능'이라고 부를까?

줄기세포를 특별하게 만드는 건 두 가지 능력이에요:

 

① 자기복제 (Self-renewal): 스스로 계속 복사본을 만들어낼 수 있어요.

일반 세포는 몇 번 분열하면 늙어서 죽지만, 줄기세포는 거의 무한정 자신을 복제할 수 있죠.

 

② 분화능 (Differentiation): 필요에 따라 다른 종류의 세포로 변신할 수 있어요.

심장 세포도 되고, 신경 세포도 되고, 피부 세포도 되는 거죠. 이게 바로 '만능'이라고 불리는 이유입니다.

 

이 두 능력을 얼마나 가졌느냐에 따라 줄기세포의 종류가 나뉘어요.

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배아줄기세포 (ESC): 모든 것이 될 수 있는 세포

배아줄기세포는 수정 후 5-7일된 배아에서 추출해요.

이 시기 배아는 우리 몸의 어떤 세포로도 변할 수 있는 '만능성(Pluripotency)'을 가지고 있거든요.

 

1998년 위스콘신대학의 제임스 톰슨 박사가 처음으로 인간 배아줄기세포를 분리하는 데 성공했으며,

이론적으로는 어떤 장기든 만들 수 있다는 가능성 때문에 엄청난 주목을 받았죠.

• 장점: 무한 증식, 모든 세포로 분화 가능
• 단점: 배아를 파괴해야 해서 윤리 논란, 면역 거부 반응 가능

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성체줄기세포: 우리 몸 안의 수리공

사실 우리 몸 안에도 줄기세포가 있어요.

골수, 지방조직, 혈액 같은 곳에 소량 존재하면서 손상된 부위를 수리하는 역할을 하죠.

 

배아줄기세포처럼 모든 세포가 될 순 없지만, 특정 종류의 세포로는 분화할 수 있어요.

예를 들어 골수의 조혈모세포는 혈액 세포를 만들고, 지방 유래 줄기세포는 뼈나 연골로 분화하는 식이죠.

 

백혈병 환자에게 조혈모세포를 이식하는 게 대표적인 예인데요.

이미 실제 치료에 쓰이고 있는, 가장 검증된 줄기세포 치료법이에요.

• 장점: 본인 세포 사용 가능 (면역 거부 없음), 윤리 문제 적음
• 단점: 제한된 분화능, 채취량 한계

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역분화줄기세포 (iPSC): 시간을 되돌린 세포

배아줄기세포의 만능성과 성체줄기세포의 윤리적 장점을 모두 가진 세포를 만들 순 없을까?

2006년 야마나카 신야 박사가 그 답을 찾아냈어요.

 

일반 피부 세포에 특정 유전자 4개(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc)를 넣으면,

마치 배아줄기세포처럼 만능성을 가진 세포로 '역분화'된다는 걸 발견한 거죠.

이 발견으로 야마나카 박사는 2012년 노벨상을 받았어요.

 

iPSC의 진짜 혁신은 이것 이예요:

• 배아를 쓰지 않아서 윤리 문제 없음
• 환자 본인 세포로 만들어서 면역 거부 없음
• 배아줄기세포처럼 만능성을 가짐
• 환자의 질병을 가진 세포를 만들어서 신약 개발에 활용 가능

요즘은 파킨슨병, 심근경색 같은 질환의 치료법 개발에 iPSC가 적극 활용되고 있어요.

• 장점: 윤리 문제 없음, 자가 이식 가능, 질병 모델링
• 단점: 제작 과정 복잡, 안전성 검증 필요

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한눈에 비교하기

줄기세포는 스스로 늘어나고, 필요한 세포로 변신할 수 있는 ‘만능 세포’이며, 종류마다 다른 분화 능력이 있어요.

종류	유래	분화능	장점
배아줄기세포	배아	만능성	모든 세포 가능
성체줄기세포	성인 조직	다능성	이미 치료 적용
역분화줄기세포	체세포 역분화	만능성	윤리 문제 없음

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마치며

줄기세포는 각자 장단점을 가지고 있어요.

 

배아줄기세포는 가능성은 크지만 윤리 문제가 있고, 성체줄기세포는 안전하지만 능력이 제한적이죠.

iPSC는 둘의 장점을 결합했지만 아직 검증이 더 필요하고요.

 

연구실에서 일하다 보면, 이 세 가지 줄기세포가 서로 경쟁하는 게 아니라 각자의 역할이 있다는 걸 느껴요.

성체줄기세포는 당장 환자를 치료하고, iPSC는 신약을 개발하고, 배아줄기세포는 기초 연구를 이끌어가는 식으로요.

 

다음 글에서는 이 줄기세포들이 실제로 어떻게 배양되고 분화되는지, 실험실의 이야기를 들려드릴게요. 😊

 참고자료

• Thomson, J. A., et al. (1998). Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science, 282(5391), 1145-1147
• Takahashi, K., & Yamanaka, S. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell, 126(4), 663-676
• Takahashi, K., et al. (2007). Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell, 131(5), 861-872
• Copelan, E. A. (2012). Hematopoietic stem-cell transplantation. New England Journal of Medicine, 367(9), 834-845