21세기 들어 줄기세포 치료와 연구가 미래 의료의 중심으로 자리잡으며 활발히 진행되고 있다. 줄기세포 치료는 예전부터 백혈병과 같은 혈액 질환에 활용됐지만 근골격계에 적용이 가능한 줄기세포가 새롭게 관심을 모으기 시작한 지는 비교적 최근 일이라 할 수 있다. 임상적으로 제대혈이나 골수, 지방조직, 골격근 등에서 채취한 간엽 줄기세포를 이용해 뼈, 연골, 인대 및 힘줄손상과 퇴행의 재생 치료에 이용되는 실정으로 각종 조직의 손상을 치유하는 기능을 가진 줄기세포를 얻을 수 있다.
다양한 형태의 줄기세포들
줄기세포는 다양한 조직에 들어가 손상된 조직을 회복시키고 치유시키는 능력을 갖는다. 일반 세포와 달리 줄기세포는 아직 분화되지 않았거나 분화능력 즉 손상된 조직을 치유시키는 능력을 지닌 세포 상태로 자라면서 동시에 인체의 요구에 따라 뼈나 연골, 지방, 건, 근육 등 근골격계를 이루는 여러 조직으로 변화시킬 수 있는 능력을 갖는다. 간엽줄기세포는 골수, 지방, 제대혈, 피부, 태반조직, 관절 활액막 등으로부터 얻을 수 있는데 이들 조직들로부터 얻어진 세포는 배양접시에 부착되어 계대배양이 가능하다. 동시에 중간엽 유래 세포들로 분화가 이뤄진다.
성체 간엽 줄기세포(Mesenchymal stem cell, MSCs)는 중배엽성 조직인 근골격계의 치료에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌으며, 다분화능에 대한 임상적인 관심이 증가하고 있다. 세포치료 영역에서 다양한 조직 유래의 다분화능 간엽줄기세포가 분리됐으며, 이들 간엽 줄기세포는 기원 조직에 따라서 다양한 양상을 보이고 있다. 현재 간엽줄기세포를 얻기 위해 연구에 사용되는 조직으로서 탯줄 혈액, 골수, 관절의 활액막 및 태반 조직 등이 있다. 이들 중 탯줄 혈액의 증식율 및 분화능이 높다고 보고되고 있다.
탯줄 혈액과 골수의 분화능력을 살펴보다. 골수의 경우 간엽 줄기세포를 포함하며 이는 골연골, 지방, 근육 힘줄, 그리고 신경으로 재생되는데 기여하고 있음은 잘 알려진 사실이다. 이 골수 세포는 뼈, 지방, 연골을 변화하며 치료하는 능력을 가진다. 또 탯줄 혈액과 비교해 쉽게 확장가능하며 치료영역에 사용할 수 있도록 분화유도 할 수 있어 활용이 가능하다.
골수에서 채취(좌측 그림)해 원심분리하여 얻어진 줄기세포는 중간층에 자리잡고 있다(우측 그림).
퇴행되어 염증이 발생한 조직에 줄기 세포를 주사해 치유를 유발시키는 과정
가운데 자리잡은 줄기세포는 실험실적 배양 상황 뿐 아니라 실제 인체의 조건과 환경에 따라 지방(위), 신경(좌측) 그리고 뼈(우측)조직으로 대체될 수 있다.
골수에서 얻어진 줄기세포는 다양한 변화능력을 통해 어깨의 회전근개와 같은 퇴행되고 부분적으로 찢어진 조직을 치유시킬수 있다.
이러한 근골격계의 노화와 퇴행을 해결하거나 늦출수 있는 줄기세포가 최근 많은 관심을 모으는 배경은 근골격계 영역이 조직 재생의학의 세포치료제로서 가능성을 가지고 있기 때문이다. 즉 가능성은 매우 다양한 방향으로 인류의 관절과 뼈의 건강에 기여할 것으로 보인다.
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문영래 정형외과 병원장은 2000년부터 조선대학교 교수로 활동하고 있습니다. 2005년과 2006년 미국 뉴욕 콜롬비아 대학에서 연수했으며, 대한 견주관절학회 회장을 역임했습니다. 현재 기아 타이거즈 재활 센터장, 대한 스포츠 의학회 이사로 활동하고 있습니다. 유럽 연합과 함께 다양한 인류의 삼차원적 의학 영상으로 연구, 진료, 치료에 활용을 연구하고 있습니다.
