성체줄기세포

Adult stem cell
성체줄기세포
MSC high magnification.jpg
전형적인 초미세 구조 특성을 나타내는 성체 줄기세포의 투과 전자 현미경 사진.
세부 사항
식별자
라틴어셀룰라프라에쿠소리아
메쉬D053687
THH1.00.01.0.00035
미세해부술의 해부학적 용어

성체줄기세포는 분화되지 않은 세포로 발달 후 몸 전체에 발견되며 세포분열을 통해 증식해 죽어가는 세포를 보충하고 손상된 조직을 재생한다.체세포로도 알려진 그것들은 배아줄기세포와 달리 청소년, 성인 동물, 그리고 사람에게서 발견될 수 있다.

성체줄기세포에 대한 과학적 관심은 두 가지 주요 특징에 집중되어 있다.첫 번째는 무한히 분열하거나 스스로 재생하는 능력이고, 두 번째는 모든 종류의 장기를 생성하는 능력입니다. 잠재적으로 몇 [1]개의 세포에서 전체 장기를 재생하는 능력입니다.배아줄기세포와 달리, 연구와 치료에 인간 성체줄기세포를 사용하는 것은 과학적 연구를 위해 지정된 인간배아가 아닌 성체조직 샘플에서 추출되기 때문에 논란의 여지가 없는 것으로 여겨진다.성체줄기세포의 주요 기능은 질병이나 부상의 결과로 죽을 가능성이 있는 세포를 대체하고 [2]세포 내에서 항상성 상태를 유지하는 것이다.성체줄기세포가 특화된 세포가 [2]될 수 있는지 여부를 결정하는 세 가지 주요 방법이 있다.성체줄기세포는 생체내 라벨 부착과 추적, 분리 후 생체내 이식, 생체내 분리 및 성장호르몬 [2]조작이 가능하다.그들은 주로 인간과 쥐와 같은 모델 유기체에서 연구되어 왔다.

줄기세포 분열 및 분화:A – 줄기세포, B – 전구 세포, C – 분화 세포, 1 – 대칭 줄기세포 분열, 2 – 비대칭 줄기세포 분열, 3 – 전구 분열, 4 – 말단 분화

구조.

속성 정의

줄기세포는 두 가지 성질을 가지고 있다.

  • 자가 재생은 분화되지 않은 상태를 유지하면서 수많은 세포 분열 주기를 거치는 능력이다.줄기세포는 여러 번 복제할 수 있고 두 개의 줄기세포, 즉 한 개의 줄기세포가 다른 하나의 줄기세포보다 더 분화된 세포 또는 두 개의 분화된 [3]세포를 형성할 수 있다.
  • 다분화성 또는 다분화 전위는 단일 세포 유형을 생성하도록 제한된 세포를 지칭하는 용어인 단성과는 반대로 여러 개의 다른 세포 유형의 자손(예: 신경교세포와 뉴런)을 생성하는 능력이다.하지만, 일부 연구원들은 다능성이 필수적이라고 생각하지 않으며, 전능하지 않은 자가 재생 [4]줄기세포가 존재할 수 있다고 믿는다.이러한 특성은 단일 세포의 자손을 특징짓는 클로노제닉 어세이(Clonogenic assay)와 같은 방법을 사용하여 체외에서 비교적 쉽게 설명할 수 있다.그러나 시험관내 세포배양조건은 세포의 행동을 바꿀 수 있으며, 특정 세포집단이 생체내 줄기세포 특성을 가지고 있다는 것을 증명하는 것은 어려운 일이며, 따라서 성인의 일부 제안된 줄기세포집단이 정말로 줄기세포인지에 대해서는 상당한 논란이 존재한다.

특성.

세포분열

자가 재생을 보장하기 위해, 줄기세포는 두 가지 유형의 세포 분열을 거친다.대칭분열은 두 개의 동일한 딸줄기세포를 생성하는 반면 비대칭분열은 한 개의 줄기세포와 한 개의 전구세포를 생성하며 자기갱신 잠재력은 제한적이다.자손들은 마침내 성숙한 세포로 분화되기 전에 여러 차례의 세포분열을 거친다.대칭분열과 비대칭분열 사이의 분자구분은 세포막단백질(수용체 등)과 딸세포 [5]사이의 관련 단백질의 분리에 있다고 여겨진다.

정상적인 조건에서, 조직 줄기 세포는 천천히 그리고 드물게 분열한다.그들은 정지, 혹은 회복 가능한 성장정지의 [6]징후를 보인다.줄기세포가 발견되는 틈새는 [6]침묵을 유지하는 데 큰 역할을 한다.교란된 틈새로 인해 줄기세포는 틈새세포가 회복될 때까지 손실되거나 손상된 세포를 대체하기 위해 다시 활발하게 분열하기 시작합니다.조혈모세포에서는 MAPK/ERK 경로와 PI3K/AKT/mTOR 경로가 이러한 [7]전이를 조절한다.외부 신호에 반응하여 세포 주기를 조절하는 능력은 줄기세포의 고갈이나 휴면 상태와 활성 상태 사이의 변화된 균형에 따른 줄기세포의 점진적인 손실을 막는데 도움을 준다.드문 세포 분열은 또한 딸 세포에 전달될 DNA 돌연변이를 얻는 위험을 줄이는데 도움을 준다.

소성

최근 몇 년 동안의 발견들은 성인 줄기세포가 다른 배아 층에서 세포 유형으로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있을 수 있다는 것을 시사했다.예를 들어, 외배엽에서 파생된 뇌의 신경줄기세포는 외배엽, 중배엽,[8] 내배엽으로 분화할 수 있다.중배엽에서 유래한 골수에서 나온 줄기세포는 내배엽과 [9]중배엽에서 유래한 간, 폐, GI로, 피부로 구분할 수 있다.이러한 현상을 줄기세포의 분화 또는 가소성이라고 한다.줄기세포를 체외 배양할 때 배지를 수정하거나 원래 분리됐던 장기와는 다른 신체 장기로 이식하는 방식으로 유도할 수 있다.줄기세포 가소성의 유병률, 생리학적, 치료적 관련성에 대한 생물학자들 사이의 합의는 아직 없다.보다 최근의 연구결과는 다능성 줄기세포가 휴면상태에서 [10]혈액과 성인조직에 존재할 수 있다는 것을 시사한다.이 세포들은 BLSC(Blastomere Like Stem Cells)[11]와 VSEL(Very small embryo like) 줄기세포로 불리며 [10]체외에서 다능성을 보인다.BLSC와 VSEL 세포는 폐, 뇌, 신장, 근육 및 [12]췌장을 포함한 거의 모든 성인 조직에 존재하므로, BLSC와 VSEL 세포를 성인 줄기세포의 다른 집단과 함께 공동 정제하는 것은 성인 줄기세포 집단의 명백한 다능성을 설명할 수 있다.그러나 최근 연구에 따르면 인간과 쥐 VSEL 세포는 줄기세포 특성이 부족하고 [13][14][15][16]만능 세포는 아니다.

에이징

줄기세포 기능은 나이가 들면서 저하되고, 이는 조직의 유지와 [17]수복의 점진적 악화에 기여한다.줄기세포 기능장애를 증가시키는 중요한 원인으로는 줄기세포와 [17]줄기세포 환경을 구성하는 세포 모두에서 노화에 의존하는 DNA 손상이 있을 수 있다(노화 DNA 손상 이론 참조).

하지만 성인 줄기세포는 인공적으로 배아 줄기세포처럼 행동할 수 있는 상태로 되돌릴 수 있습니다.이것은 인간의 노화를 상당히 늦출 수 있는 미래 전망과 함께 빠르면[citation needed] 2006년에 쥐를 대상으로 이루어졌다.그러한 세포는 다양한 종류의 유도 줄기세포 중 하나이다.

기능.

시그널링 패스

성체 줄기세포 연구는 자기 재생과 분화를 조절하는 일반적인 분자 메커니즘을 밝혀내는 데 초점이 맞춰져 왔다.

노치 경로는 수십 년 동안 발달 생물학자들에게 알려져 왔다.줄기세포 증식을 조절하는 그것의 역할은 조혈, 신경, 그리고 유방[18] 줄기세포를 포함한 여러 종류의 세포에서 증명되었다.
이러한 발달 경로는 줄기세포 조절 [19]기관으로서도 강하게 관련되어 있다.
TGFβ 계열의 사이토카인은 정상 줄기세포와 [20]암 줄기세포의 줄기세포를 모두 조절한다.

종류들

조혈줄기세포

주요 기사:조혈줄기세포

조혈줄기세포는 모든 혈액세포로 [21]분화할 수 있는 줄기세포이다.이 과정은 [22]조혈이라고 불린다.조혈모세포는 골수와 [23]탯줄혈액에서 발견된다.HSC는 성인의 [24]특성으로 인해 일반적으로 휴면 상태에 있다.

유선줄기세포

참고 항목: 유방암 줄기세포

유선줄기세포는 사춘기와 임신 기간 동안 유선의 성장을 위한 세포의 원천을 제공하며 [25]유방의 발암에 중요한 역할을 한다.유선줄기세포는 사람과 쥐의 조직뿐만 아니라 유선으로부터 파생된 세포주로부터도 분리되었다.그러한 단일 세포는 내강 세포와 근상피 세포 모두를 발생시킬 수 있으며 [25]생쥐에서 전체 장기를 재생하는 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다.

장줄기세포

주요 기사:장샘

장줄기세포는 평생 지속적으로 분열하고 복잡한 유전 프로그램을 이용해 소장과 [26]대장의 표면에 늘어선 세포를 만든다.장내 줄기세포는 Lieberkuhn의 은신처라고 불리는 줄기세포 틈새의 기저부 근처에 있다.장줄기세포는 아마도 소장과 [27]대장암의 원인일 것이다.

간엽줄기세포

주요 기사:간엽줄기세포

간엽줄기세포(MSC)는 간질 유래이며 다양한 조직으로 분화할 수 있다.MSC는 태반, 지방 조직, 폐, 골수 및 혈액, [28]탯줄의 와튼 젤리, 치아(치수와 치주 [29]인대의 혈관적 틈새)에서 분리되었다.MSC는 구별, 영양학적 지원, 선천적 면역반응 조절 [28]능력 때문에 임상 치료에 매력적이다.이 세포들은 골아세포, 연골아세포, 지방세포, 신경외배엽세포,[30] 간세포와 같은 다양한 세포 유형으로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있다.국소 세포 성장을 선호하는 생체 활성 매개체도 MSC에 의해 분비된다.조직치유를 촉진하는 국소 미세환경에 대한 항염증 효과도 관찰된다.염증 반응은 간엽 줄기세포와 조절 T림프구를 포함한 지방유래재생세포(ADRC)에 의해 조절될 수 있다.따라서 중간엽 줄기세포는 수지상 세포와 T 세포 서브셋의 사이토카인 분비를 변화시킴으로써 면역 반응의 결과를 변화시킨다.이는 소염 환경에서 항염증 또는 내성 세포 [31][32]환경으로 전환되는 결과를 초래합니다.

내피줄기세포

주요 기사:내피줄기세포

내피줄기세포는 골수에서 발견되는 3가지 다기능줄기세포 중 하나이다.그들은 혈관뿐만 아니라 림프관을 연결하는 세포인 내피 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진 희귀하고 논란이 많은 집단이다.내피줄기세포는 혈관네트워크에서 중요한 측면이며 백혈구와 관련된 움직임에도 영향을 미친다.

신경줄기세포

주요 기사:신경줄기세포

성인의 뇌에서 줄기세포의 존재는 새로운 신경세포의 탄생인 신경생성의 과정이 [33]쥐의 성체까지 이어진다는 발견 이후 가정되어 왔다.성숙한 영장류의 뇌에서 줄기세포의 존재는 [34]1967년에 처음 보고되었다.그 이후로 인간을 포함한 성체 쥐, 지저귀는 새, 영장류에서 새로운 뉴런이 생성된다는 것이 밝혀졌다.일반적으로 성인의 신경생성은 뇌의 두 가지 영역, 즉 측심실에 선을 그은 심실하부와 [35]해마 형성의 치상회로 제한된다.해마에서 새로운 뉴런의 생성이 잘 확립되어 있지만, 해마에서 진정한 자기 재생 줄기세포의 존재는 논란이 [36]되어 왔다.허혈의 조직 손상을 추적하는 것과 같은 특정한 상황에서, 신경생성은 신피질을 포함한 다른 뇌 영역에서 유도될 수 있다.

신경줄기세포는 일반적으로 신경구라고 불리는 시험관내에서 배양된다. 즉, 줄기세포의 [37]많은 부분을 포함하고 있는 이질적인 세포의 집합체를 떠다니는 것이다.이들은 장기간에 걸쳐 증식하고 신경세포와 글리아세포로 분화할 수 있어 줄기세포 역할을 한다.그러나, 일부 최근의 연구는 이러한 행동이 일반적으로 [38]생체 내에서 엄격하게 제한된 수의 복제 주기를 겪는 줄기세포 분열의 자손인 전구 세포의 배양 조건에 의해 유발된다는 것을 시사한다.게다가,[39] 신경구 유래 세포는 뇌에 다시 이식될 때 줄기세포 역할을 하지 않는다.

신경줄기세포는 조혈모세포와 많은 특성을 공유한다.놀랍게도, 혈액에 주입될 때, 신경구 유래 세포는 면역계의 [40]다양한 세포 유형으로 분화된다.

후각성체줄기세포

다음 항목도 참조하십시오.지층 바살레

후각 성체 줄기세포는 코 안쪽에서 발견되고 후각에 [41]관여하는 인간의 후각 점막 세포에서 성공적으로 채취되었습니다.만약 그들에게 적절한 화학적 환경이 주어진다면, 이 세포들은 배아줄기세포와 같은 능력을 가지고 많은 다른 종류의 세포로 발달할 수 있다.후각 줄기세포는 치료적 응용 가능성을 가지고 있으며 신경줄기세포와 달리 환자에게 해를 끼치지 않고 쉽게 채취할 수 있다.이것은 줄기세포 치료를 가장 필요로 하는 노인 환자들을 포함하여 모든 개인에게서 쉽게 구할 수 있다는 것을 의미한다.

신경능 줄기세포

다음 항목도 참조하십시오.신경능

모낭은 두 종류의 줄기세포를 포함하고 있는데, 그 중 하나는 배아 신경능의 줄기세포의 잔존물을 나타내는 것으로 보인다.유사한 세포들이 위장관, 좌골신경, 심장유출관, 척추 및 교감신경절에서 발견되었다.이 세포들은 뉴런, 슈반 세포, 근섬유아세포, 연골세포,[42][43] 멜라노사이트를 생성할 수 있다.

고환 세포

다음 항목도 참조하십시오.생식세포 및 정자줄기세포

배아 줄기 세포로 청구된 학력과Multipotent 줄기 세포spermatogonial 조상 세포 실험실 쥐의 고환에 Germany[44][45][46]과 미국은 States,[47][48][49][50]고, 몇년 뒤의 과학자들에 의해 발견된 이행되었다, 독일, 영국 연구원들이 같은 성능을 이용하여 확인했다. 의 고환에서 세포들추출된 줄기세포는 인간 [51]성인 생식줄기세포(GSC)[52]로 알려져 있다.

다기능 줄기세포는 또한 인간의 [53]고환에서 발견되는 생식세포에서 파생되었다.

임상적 의의

성인 줄기세포 치료는 골수이식을 [54]이용하여 백혈병과 관련된 골수/혈액암을 성공적으로 치료하기 위해 수년간 사용되어 왔다.성체줄기세포의 생산은 배아를 파괴할 필요가 없기 때문에 연구와 치료에 성체줄기세포의 사용은 배아줄기세포의 사용만큼 논란이 되지 않는다.

성체줄기세포의 초기 재생 적용은 혈중줄기세포(HSC)로 알려진 혈액조성자의 정맥내 분만에 초점을 맞추고 있다.CD34+ 조혈모세포는 척추손상,[55] 간경변[56], 말초혈관질환 [57]등 다양한 질환을 치료하기 위해 임상적으로 적용되어 왔다.연구결과 CD34+ 조혈모세포는 척수손상 피해자 [58]중 생식 연령대 여성보다 남성에서 상대적으로 더 많은 것으로 나타났다.다른 초기 상용 애플리케이션은 중간엽 줄기세포(MSC)에 초점을 맞추고 있다.혈관 전달은 정맥 주입된 세포가 [59]폐에 격리되는 "폐 1차 통과 효과"를 겪기 때문에 두 세포주 모두 수리가 필요한 부위에 세포를 직접 주입하거나 배치하는 것이 바람직한 치료 방법일 수 있다.정형외과 응용 프로그램의 임상 사례 보고서가 발표되었습니다.Wakitani는 치료된 연골 [60]결함에 대한 커버와 함께 간엽 줄기세포의 외과적 이식을 수반하는 다섯 무릎의 9가지 결함에 대한 작은 사례 시리즈를 발표했다.센테노 등는 개별 임상 실험 대상자의 연골과 반월판 부피가 증가했다는 현장 MRI 증거를 보고했으며 대규모 n=227 안전 [61][62][63]연구도 보고했습니다.다른 많은 줄기세포 기반 치료법들이 미국 밖에서 운영되고 있으며, 이러한 치료법에 대한 많은 논란이 보고되고 있는데, 일부 병원들은 성공 주장을 과장하고 [64]위험을 최소화하거나 생략하는 경향이 있기 때문에 더 많은 규제가 필요하다고 느끼기 때문이다.

치료법

주요 기사:줄기세포 치료

성체줄기세포의 치료 잠재력은 많은 과학적 연구의 초점이 되고 있는데, 그 이유는 그들이 [65][66][67]분만 기간 동안 암컷인 모체에서 채취될 수 있기 때문이다.배아줄기세포와 마찬가지로, 성체줄기세포는 하나 이상의 세포 유형으로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있지만, 전자와는 달리 종종 특정 유형이나 "계통"으로 제한된다.한 계통의 분화된 줄기세포가 다른 계통의 세포를 생성하는 능력을 전분화라고 한다.어떤 종류의 성체줄기세포는 다른 세포들보다 더 분화가 가능하지만, 많은 세포들에게 그러한 변형이 가능하다는 증거는 없다.따라서 성체줄기요법은 필요한 특정 혈통의 줄기세포원을 필요로 하며, 필요한 수만큼 줄기세포를 채취 및/또는 배양하는 [68][69]것은 어려운 일이다.또한, (주변 구조/세포외 기질이 얼마나 단단하거나 다공성이 있는지 포함) 직접적인 환경으로부터의 신호들은 줄기세포의 [70]운명과 분화를 바꾸거나 강화할 수 있다.

원천

만능줄기세포, 즉 태아나 성체세포를 발생시킬 수 있는 세포는 탯줄혈을 포함한 [71]많은 조직에서 발견될 수 있다.유전자 재프로그래밍을 이용하여 배아줄기세포에 해당하는 만능줄기세포는 인간의 성체 [72][73][74][75]피부조직에서 파생되었다.다른 성체 줄기세포는 다능성이며, 이것은 그들이 될 수 있는 몇 가지 제한된 유형의 세포가 있다는 것을 의미하며, 일반적으로 그들의 조직 기원에 의해 언급된다.[76][77]많은 성인 줄기세포 연구는 그들의 무한 분할 또는 자가 재생 능력과 [78]분화 가능성을 조사하는 데 초점을 맞추고 있다.생쥐에서 만능줄기세포는 성체섬유아세포배양에서 [79]직접 생성될 수 있다.

조사.

암

최근 몇 년 동안 성인 줄기세포의 개념에 대한 수용이 증가했다.줄기세포가 많은 성인 조직에 존재하고 이러한 세포의 독특한 저장소가 정상적인 회복과 재생 과정을 담당할 뿐만 아니라 암을 [80][81]포함한 많은 비정상적인 상태를 초래하는 유전적, 후생적 변화의 주요 표적으로 여겨진다는 가설이 있다.(자세한 내용은 암 줄기세포를 참조하십시오.)

다제내성

성체줄기세포는 다양한 유기분자를 [82]세포 밖으로 능동적으로 내보내는 ATP 결합 카세트 패밀리의 운반체를 발현한다.많은 약품들은 다제내성을 세포에 전달하는 운반체들에 의해 수출된다.이것은 예를 들어 신경줄기세포가 임상 우울증 치료를 위한 표적 치료법과 같은 약물의 설계를 복잡하게 만든다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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