유도만능 줄기세포 (iPSCs, induced pluripotent stem cells)
역분화(dedifferentiation)란 이미 분화된 세포들이 초기 미분화 상태로 되돌아가는 상태를 말하며
이러한 역분화 현상은 일련의 후생학적 역행과정인 ‘리프로그래밍(repro-gramming)’을 통해 이루어집니다.
유도만능 줄기세포란(iPSCs) 이미 분화된 체세포에 인위적인 자극을 주어 우리 몸을 이루는
모든 기관의 세포로 분화가 가능한 배아줄기세포와 비슷한, 만능성(pluripotency)을 가지게 된 세포를 의미합니다.
본 연구소에서는 자폐스펙트럼장애(ASD) 환자에게서 기증받은 체세포를 사용하여 역분화과정을 통해 줄기세포를 만들고,
이를 통해 ASD의 원인 및 발병 기전을 연구하고 있습니다.
1. 유도만능 줄기세포를 통해 ASD와 관련된 유전 질환의 연구 배경
중증 자폐에서부터 경증 자폐에 이르기까지 ASD는 현재까지 뚜렷한 치료방법이 제시되지 못하고 있습니다.
그 이유는 ASD라는 질환 자체가 단계별로 어떤 과정을 거쳐 발생한 신경발달학적 장애인지에 대한 원인이 불분명하기 때문입니다.
최근 몇 년 사이에 줄기세포 연구의 눈부신 발전으로 인하여 특정 환자의 iPSCs를 생산할 수 있는 기술을 갖추게 되면서
단일 유전자 질환을 지닌 환자로부터 섬유아세포를 배양하여 iPSC를 생성할 수 있게 되었습니다.
자폐증과 가장 연관성이 높다고 알려진 멘델리안 단일 유전자 질환의 iPSCs 모델 관련 기존 연구들은 아래와 같습니다.
- Fragile X 증후군 (Sheridan et al., 2011)
- Rett 증후군 (Ananiev et al., 2011; Marchetto et al., 2010)
- Timothy 증후군 (Pasca , Dolmetsch et al., 2011 )
2. 본 연구의 목적
1) 현대 의학으로 핵심 증상 개선에 대한 대체 치료법이 없는 자폐증의 근본적인 원인론에
근거한 핵심증상 치료를 위하여 Fragile X 증후군, 결절성 경화증 (tuberous sclerosis) 과 같은 멘델리안 단일 유전자 질환 환아 및 대조군의 역분화 줄기세포
(induced pluripotent stem cells, iPSCs) 를 제작합니다.
2) iPSCs 분화를 통해 신경 세포 및 미니브레인(mini brain)을 생성한 후
신경피질 세포의 특성 및 신경전달 물질의 특성을 분석합니다.
3) ASD 환자 유래 iPSCs 의 비정상적인 분자 기전을 규명하고,
이를 교정할 수 있는 치료 약물의 검색 방법을 구축합니다.