발생학적 신호전달조절을 통한 전분화능 줄기세포의 희돌기교세포로의 분화

Abstract

현재 몇몇 논문에서 인간 전분화능 줄기세포를 이용하여 척수 내의 희돌기교세포로의 분화 방법이 보고 되었으나 그 기간이 길고, 제현성이 떨어진다. 이에 분화기간을 줄이고, 제현성이 높은 분화 방법을 찾고자 하였다. 신경관을 이루고 있는 신경상피세포는 특정 신호에 의해서 중추 신경관을 이루고 있는 다양한 신경세포로의 분화가 가능하다. 신경관이 발생할 때, 천장판에서는 Bone morphogenic protein (BMP) 신호가 발생하고, 바닥판에서는 Sonic hedgehog (SHH) 신호가 발생하여 등-배 축을 형성한다. 또한 신경관이 척수로 발생 할 때, 원 체절에서 발생하는 Retinoic acid (RA)와 헨센 마디에서 발생하는 basic Fibroblast growth factor (bFGF) 신호의 영향을 받아 앞-뒤 축을 형성하게 된다. 척수 내 희돌기교세포 전구체는 앞에서 언급한 신호들을 받아 척수의 배 축에 존재하는 Motor neuron progenitor domain (pMN)이라는 특정 부분에서 주로 발생하며 전사인자인 Olig2를 특이적으로 발현한다. 이에 인간 전분화능 줄기세포를 이용하여 pMN부위의 희돌기교세포 전구체로 분화시키기 위해 Dosomorphin (DM)를 이용하여 BMP 신호를 억제하고 SHH 신호를 주어 배 축으로 분화를 유도하였고, RA와 bFGF 신호를 주어 뒤 축으로 분화를 유도하였다. SHH 신호에 의해 전사인자인 Nkx2.2가 발현 함으로써 배 축으로의 분화를 확인하였고, RA, bFGF 신호에 의해 Hox 유전자가 발현 함으로써 척수쪽으로 분화가 된 것을 확인하였다. 그리고 이 모든 신호에 의해 pMN부분에서만 특이적으로 발현하는 Olig2가 발현하는 것을 확인 하였다. Olig2의 발현으로 희돌기교세포 전구체로의 분화 가능성 또한 확인하게 되었다.