'스위치'로 장세포 손상 후 재생 가능

콜로라도 대학 암 센터의 연구자들은 대장암 및 기타 유형의 암에 대한 더 나은 치료법으로 이어질 수 있는 세포의 미스터리를 해결했습니다.

콜로라도 대학교 의과대학 소아과 발달생물학 교수인 피터 뎀프시 박사와 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스 분자, 세포 및 발달생물학 조교수인 저스틴 브럼바우 박사는 최근 Nature Cell Biology 저널에 H3K36 메틸화 과정이 장 세포의 가소성과 재생을 조절하는 데 중요하다는 논문을 발표했습니다.

"장은 부상 후 스스로 재생하는 엄청난 능력을 가지고 있으며, 이는 탈분화 모델을 통해 이루어집니다." 뎀프시는 설명합니다. "세포는 부상 후 탈분화되어 일종의 재생 줄기 세포로 돌아가고, 그 줄기 세포는 결국 장을 회복하고 정상 세포로 돌아갑니다."

스위치 찾기

과학자들은 오랜 시간 동안 정상적인 장 세포를 재생 줄기 세포로 되돌리는 "스위치"를 찾고 있었습니다. Brumbaugh는 말합니다. 동물 모델을 사용하여 그와 Dempsey, 그리고 그들의 연구팀의 나머지는 H3 히스톤 단백질 내에서 발생하는 생화학적 과정인 H3K36 메틸화가 그 가소성 상태를 켜고 끄는 역할을 한다는 것을 발견했습니다. 그들의 연구는 CU 암 센터의 보조금으로 지원되었습니다.

"생각해보면, 정상적으로 장에 있는 세포들은 기능을 하기 위해 정체성을 유지해야 합니다." 브럼바우가 말합니다. "특수한 기능을 잃기 때문에, 그들이 해서는 안 될 때 뒤집히지 않도록 해야 합니다. 이는 암의 특징이기도 합니다. 히스톤 변형에 대한 다른 연구도 있었습니다. 이 맥락에서 후성유전학을 연구하는 것이 합리적이기 때문입니다. 역전을 방지하고 세포 운명을 고정하는 이러한 형태의 조절이 있다는 것은 합리적입니다."

다음 단계

연구진은 H3K36 메틸화가 정상 세포와 재생 ​​세포 간 전환을 담당하는 과정이라는 것을 확인했으며, 다음 단계는 대장암과 암으로 이어질 수 있는 장 질환을 치료하기 위해 필요에 따라 이 과정을 끄거나 켜는 방법을 찾는 것이라고 밝혔습니다.

"H3K36 메틸화는 세포를 분화하는 데 직접적으로 관여하는 듯하지만, 그것을 제거하면 세포는 이 재생 줄기 세포 상태로 되돌아갑니다." 뎀프시가 말했습니다.

"이 재생 상태는 부상과 회복 시 중요하지만, 정확히 이 재생 유전자 서명을 가진 특정 대장암도 있습니다. 만성 대장염, 염증성 장 질환은 반복적인 손상 시스템이며 대장암 위험이 높아집니다.

우리는 이러한 유형의 암에 직접 적용할 수 있는 메커니즘이 있다고 생각하고, 그것을 연구하고 싶습니다."

뎀프시는 대장암 외에도 메틸화 과정이 화학 요법과 방사선 치료 저항성에 영향을 미칠 수도 있다고 말했습니다.

"세포가 이 재생 줄기 세포 상태로 전환되면 특정 치료에 더 저항적이 되는데, 그게 문제입니다." 그는 말합니다. "대장암 환자는 아니지만 화학 요법이나 방사선 요법을 받는 환자가 있다면, 그 요법의 부작용 중 하나는 장 줄기 세포가 파괴된다는 것입니다.

일부 환자의 경우, 복용량이 적절하지 않으면 실제로 장 내벽 전체를 벗길 수 있습니다. 그 상태를 다시 켜는 방법을 이해한다면 세포를 더 보호할 수 있을 것입니다."

미래의 응용 프로그램

브럼바우는 최근 발표된 연구가 미래에 질병을 치료하는 데 중요한 역할을 할 수 있는 과정을 이해하는 데 있어 첫 단계에 불과하다고 강조했습니다.

"줄기세포 생물학자로서, 우리는 이 과정의 핵심을 이해하고 싶습니다. 그렇게 하면 조작할 수 있기 때문입니다." 그는 말합니다. "약물 테스트나 질병 모델링을 위해 조작하고 싶을 수도 있습니다. 환자에게 직접 적용하는 치료법이 없더라도 질병이 어떻게 작용하는지 이해할 수 있다면 치료법을 알리는 옵션과 기회가 제공됩니다.

"이것은 먼 미래일 것이지만, 이식 치료를 위한 특정 세포 유형을 만드는 것은 줄기 세포 분야에서 매우 흥미로운 일입니다." 그는 덧붙여 말합니다.

"우리는 아직 그 수준에 가까이 가지 못했지만, 그 과정을 조작하는 방법을 이해한다면 이런 종류의 것에 대해 생각하기 시작할 수 있습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250325191437.htm