15강 / 20강

환자의 피에서 운동신경세포를 만든다

iPSC 와 diMN — Answer ALS 가 쓴 재료

사람의 척수를 살아 있을 때 떼어 낼 수는 없습니다. 그런데 피는 뽑을 수 있어요.

2006년에 야마나카 신야가 다 자란 세포를 되돌리는 방법을 찾았습니다. 유전자 넷을 넣으면 피부세포든 혈액세포든 배아줄기세포 비슷한 상태로 돌아가요. 그것이 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC) 입니다.

환자의 피 → iPS 세포 → 운동신경세포

Answer ALS 는 이것을 천 명 넘게 했습니다.

고등학생환자의 피에서 운동신경세포를 만든다

사후 조직의 문제를 피하는 방법이 있다.

단계	내용
1	환자의 피 또는 피부세포를 얻음
2	iPSC 로 역분화
3	운동신경세포로 분화 (diMN)
4	그 세포를 분석

살아 있는 환자에게서 운동신경세포를 얻는 유일한 방법

고등학생무엇이 좋아지나

문제	사후 조직	iPSC
사후 지연	있음	없음
세포 조성	섞임	순수
표본 수	제한적	많이 만들 수 있음
병기	말기만	어느 시점이든

네 번째가 크다

사후 조직은 병이 끝난 뒤 다. iPSC 는 진단 직후 환자에게서도 만들 수 있다.

살아 있는 환자에게서 얻으니 병의 어느 시점이든 볼 수 있다

대신 큰 대가를 치릅니다.

그건 사람의 척수가 아니다

· 나이가 없습니다. 되돌리는 과정에서 세포 나이가 초기화됩니다. ALS 는 60~70대의 병인데 만들어진 세포는 태아 수준이에요.

· 환경이 없습니다. 진짜 척수에는 별아교세포·미세아교세포·혈관· 근육과의 연결이 있습니다. 접시에는 없어요.

· 평생이 없습니다. 수십 년의 손상 축적이 ALS 의 핵심인데 접시의 세포는 몇 주짜리입니다.

고등학생그런데 한계도 크다

한계	내용
나이가 초기화됨	iPSC 는 젊은 세포
미성숙	태아기 신경세포에 가까움
주변 세포 없음	교세포 · 근육이 없음
분화 효율	배치마다 다름

첫 줄이 심각하다

ALS 는 나이가 큰 위험 인자 다. 그런데 iPSC 는 나이를 지운다.

그러면 노화 관련 병리 를 못 볼 수 있다.

역분화가 병의 위험 인자 하나를 지워 버린다 — 그것이 이 모형의 근본 제약이다

한쪽의 약점이 다른 쪽의 강점입니다. 그래서 두 층을 씁니다.

Python 브라우저에서 실행

# 사후 조직과 iPSC 유래 세포가 각각 무엇을 볼 수 있는가.
rows = [
    ("세포 종류가 하나인가",       "아니다",   "그렇다"),
    ("살아 있는가",                "아니다",   "그렇다"),
    ("사후지연이 있는가",          "있다",     "없다"),
    ("죽은 세포를 볼 수 있는가",   "못 본다",  "볼 수 있다"),
    ("환자의 나이를 반영하는가",   "반영한다", "반영하지 못한다"),
    ("주변 세포가 있는가",         "있다",     "없다"),
    ("표본을 늘릴 수 있는가",      "못 늘린다","무한히"),
    ("병의 말기를 보는가",         "말기",     "아주 이른 시기"),
]
print(f"{'':28s} {'사후 조직':>12s} {'iPSC 운동신경세포':>18s}")
for q, a, b in rows:
    print(f"{q:28s} {a:>12s} {b:>18s}")
print()
print("두 열이 거의 정반대입니다.")
print("그래서 둘을 겹치는 것이 의미가 있어요.")

고등학생그래서 두 층이 필요하다

자료	강점	약점
사후 조직	실제 병리 · 나이	조성 · 사후 지연
iPSC	순수 세포 · 어느 시점	미성숙 · 나이 없음

약점이 서로 다르다

그러니 둘 다에서 나오면 어느 쪽 약점도 아니다.

17강의 전략이 그것이다

CNS 조직과 diMN 을 겹쳐 본다.

완벽한 모형은 없고, 서로 다른 결함을 가진 여러 모형이 겹치는 곳이 있다

🤔 확인 문제

iPSC 유래 운동신경세포가 '세포 구성' 문제(12강)를 푸는 원리는?

🤔 확인 문제

iPSC 유래 세포가 ALS 연구에서 갖는 가장 큰 약점은?