[논문]줄기세포의 분화 결손으로 인한 노화와 암화

이미옥; 차혁진

doi:10.7841/ksbbj.2011.26.3.183

줄기세포의 분화 결손으로 인한 노화와 암화
Mal-differentiation of Stem Cells: Cancer and Ageing 원문보기

KSBB Journal, v.26 no.3, 2011년, pp.183 - 188

이미옥 (서강대학교 자연과학대학 생명과학과) , 차혁진 (서강대학교 자연과학대학 생명과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Adult stem cells, which have characteristic of self-renewal and multipotency, are specialized cell types, responsible for the tissue regeneration of the damaged tissue. Recent studies suggest that stem cells senescence (or stem cells' ageing) is closely associated with the variety of ageing-related phenotypes such as tissue atrophy, degenerative diseases and onset of cancers. During ageing, declining of stem cells function and subsequently occurring mal-differentiation of stem cells would be important to understand the biological process of development of ageing-related phenotypes such as tissue degenerations and cancers. This review focuses on the DNA damage stress as a cause of senescence of stem cells and their mal differentiation, which is closely link to defect of regeneration potentials and neoplastic transformation. Understanding of molecular mechanisms governingsuch events is likely to have important implications for developing novel avenues for balancing tissue homeostasis longer period of time, further leading to 'Healthy ageing'.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

1). 본 총설에서는 성체줄기세포의 노화와 암화에 관련된 다양한 연구 논문들을 분석하여 노화와 암화에서 성체줄기세포의 역할을 규명하고, 그에 관련된 분자생물학적 기전을 분석해 보고자 한다.

가설 설정

개체의 노화 (Ageing)가 진행됨에 따라, 이러한 세포군이 증가하게 되면 결국에는 조직의 재생 능력이 떨어져 조직 항상성 유지가 되지 않아 개체의 노화와 그와 관련된 여러 퇴행성 질병을 유도하게 된다고 하였다. 반면 DNA가 손상된 줄기세포 중 극히 일부는 추가적인 DNA 변이 (DNA alteration)을 통한 돌연변이의 축적으로 (accumulation of mutation) 비정상적 분열이 야기되면 줄기세포 유래 종양세포가 될 수 있다는 가설을 제시하였다 [4] (Fig. 1). 본 총설에서는 성체줄기세포의 노화와 암화에 관련된 다양한 연구 논문들을 분석하여 노화와 암화에서 성체줄기세포의 역할을 규명하고, 그에 관련된 분자생물학적 기전을 분석해 보고자 한다.

성능/효과

DNA 손상 복구에 주요한 유전자가 결핍되어진 생쥐 모델을 통해 DNA 손상을 축적시켰을 경우 골수의 조혈모 세포의 중대한 기능적 결손이 나타남이 보고되었다 [48-50]. 또한 상동 재조합 (Homologous recombination)을 통해 손상된 DNA 복구에 결정적인 역할을 담당하는 DNA 복구 복합체 복합체 (DNA damage repair complex) 의 대표적인 유전자인 RAD50의 유전자 결손이 있는 생쥐 모델에서도 골수 형성 저하증 (Bone marrow hypoplasia)가 유발된 것으로 보아, DNA 손상 신호와 골수 줄기세포와의 줄기세포성과는 밀접한 연관성을 유추할 수 있다. [51], 정상적인 노화를 겪은 쥐에서 분리된 조혈모 세포에서는 DNA 손상의 신호로 사용되는 히스톤 단백질의 인산화형태인 Y-H₂AX fbci (히스톤 H₂AX 단백질의 serine 139 아미노산由 인산화형태)가 관찰됨으로서 실제 노화된 성체줄기세포에 DNA 손상이 축적되어 있음을 확인하였다 [52] (Fig.
Brown 박사 연구팀의 DNA 손상 인지 및 복구 과정에 필수적인 유전자인 Ataxia Telangiectasia and Rad3-related (ATR)의 mosaic mice를 이용한 연구에서 그 해답의 실마리를 제공해 주었다 [24]. 이 연구팀은 Inducible knock-out 시스템을 사용하여 ATR 결핍을 유도하여 특정조직부 위에 DNA 손상을 축적시켰을때 손상된 조직이 일부 정상적으로 남아있는 성체줄기세포에 의해 다시 완전히 회복되지만, 그 과정에서 발생하는 줄기세포의 과도한 팽창3 줄기세포군의 기능저하와 세포수 감소가 유도되고 결국에는 빠른 노화의 징후가 유도된다는 것을 보여주었다. 이는 줄기세포의 기능저하가 노화의 증상을 유도할 수 있음을 시사해주는 중요한 연구결과이다.
[7, 8], 두 번째로 휴지기 상태의 줄기세포는 일반 세포들에 비해서 세포 내 대사작용이 적게 일어나고 있는 것으로 보고되었다 [9], 이는 DNA 손상을 유도할 수 있는 대사 부산물 (예, 활성산소 Reactive oxygen species (ROS))의 생산을 최*화하기 위한 기전이 아닐까 추측된다. 종합해보면, 세포 분열과정중에 일어나는 텔로미어 (telomere) 손실을 일시적인 비대칭적 자기 재생산을 통해 최소화하고, 세포 내 대사를 최소화함으로써 , 조기 세포、화 (premature cellular senescence) 과정을 유도하는 스트레스 산호 반응 (stress response) 발생을 최소함으로써, 줄기세포는 개체의 일생동안 일정 수준의 세포 수를 유지하면서 꾸준히, 안전한 조직재생을 도모하는 것으로 추측된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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