세포이식술



 

 

 도파민 생성 세포의 이식


* 태아 흑질세포의 이식 

파킨슨병 치료에 세포 이식 기술이 한창 연구중에 있습니다. 과거에는 부신 수질 세포를 이식하기도 했는데 효과가 없는 것으로 밝혀졌으며, 현재는 태아 흑질 세포가 가장 안정적이고 좋은 공여 이식 세포로 간주되고 있습니다. 처음 보고(Lindvall 등, 1990)에 의하면 특별히 효과가 없는 것으로 나타났으나, 기술의 발달로 인해 보다 많은 조직을 이식할 수 있음으로 인해 더욱 효과가 좋아졌으며, 레보도파의 용량도 줄일 수 있게 되었습니다(Lindvall 등, 1994). 


* 도파민 생성세포 이식의 문제점 

비록 이 시술의 결과는 고무적이지만 여러 가지 면에서 문제점이 있습니다. 즉 어느 정도 량의 조직 이식이 적당한가? 어느 부위가 가장 적절한 이식 장소인가? 얼마나 많은 부위에 이식하는 것이 이상적인가? 얼마나 오랫동안 효과가 지속되는가? 얼마나 이식된 조직이 생존할수 있는가? 이식 조직은 synaptic connections을 이루는가? 이식 조직에 의하여 생성된 도파민은 뇌에 의하여 조절될 수 있는가? 이 시술로 병의 경과를 늦출 수 있는가? 더 이상 레보도파에 반응이 없는 환자들에게 얼마나 효과가 있을 수 있는가? 등, 앞으로 풀어야 할 문제들이 많이 산적해 있습니다. 


* 이식 장소에 관한 연구 

어느 곳이 가장 적당한 이식 장소 인지에 대해서는 아직 확실한 해답은 없습니다. 그러나 1) 피각의 뒷부위나 2) 피각의 전부위 또는 미상핵 등이 효과적인 이식 장소로 추정되고 있습니다. 우선 피각 뒷부위가 좋을 것으로 추정되는 이유는 파킨슨병 환자에서 PET 검사상 피각 뒷부위에 도파민이 많이 결핍된 소견이 관찰되며, MPTP에 의해 발생된 파킨슨병 모델에서 피각 뒷부위에 이식을 시행함으로써 운동기능에 의미있는 호전이 관찰되었기 때문입니다. 미상핵도 이식 장소로 고려되는 이유는 MPTP를 미상핵에 투여할 때 파킨슨병이 유발되며, MPTP에 의해 발생된 파킨슨병 모델에서 역시 기능적 호전이 관찰되기 때문입니다. 그래서 현재까지 피각의 뒷부위, 미상핵, 흑질(SNc), nucleus accumbens 등이 좋은 이식 장소로 알려져 있습니다. 


* 임상적 연구 결과 

Kordower등(Exp Neurol 1997;144:41-46)은 부신 수질 chromaffin 세포와 태아 ventral mesencephalon 세포를 파킨슨병 환자의 선조체에 이식한 결과, 부신 수질 세포는 이식후 생존율이 부진하였으나, 태아 ventral mesencephalon 세포는 생존률이 높았으며 선조체에 광범위한 reinnervation 소견을 나타냈습니다. 이 소견은 실험동물에서 나타난 결과와 유사했습니다. Freed등(J Neurol 2003;250(S3):III44-46)이 연구한 바에 의하면 면역 억제를 하지 않은 상태에서도 태아의 흑질세포를 이식 받은 거의 모든 환자에서 이식 세포가 무한대로 생존하는 것이 관찰되었습니다. 이식술은 파킨슨병의 off 상태를 레보도파를 투여하여 가장 좋은 기능을 보이는 상태로 까지 호전시켰습니다. 이러한 결과들로 미루어 향후 이식술이 파킨슨병 치료에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 추정됩니다. 


* 미래의 연구 방향 


1. 줄기 세포 

이식술에 분자생물학적 연구기법이 도입됨으로 인해 태아 흑질 세로를 대신할 수 있는 세포주를 생성하고 조작하는 기술이 가능해지고 있습니다. 그 대료적인 례로 어떤 세포로도 분화가 가능한 줄기세포나 전구세포가 파킨슨병 치료에 적용될 가능성이 높습니다. 도파민이 결핍된 실험동물에서 도파민을 많이 생성하는 전구세포를 이식한 결과 도파민 결핍이 회복되었으며 암페타민에 의해 유발되는 회전성 운동도 호전되는 것이 관찰되었습니다(Studer L et al. Nat Neurosci 1998;1:290-295). 앞으로 순수하게 도파민성 세포로 분화가 가능한 줄기 세포나 전구세포를 만들어 이식할 수 있게 되면 파킨슨병의 치료에 획기적인 전기를 마련할 수 있을 것으로 판단됩니다. 줄기세포 이외에 생체외 또는 생체내 유전자 치료, 특수 단백질을 생성하도록 조작된 불멸세포의 이식, tropic factor 등에 대한 연구도 현재 진행 중에 있습니다. 


2. Trophic factors에 대한 연구 

도파민성 신경을 건재하도록 도와주는 tropic factors가 파킨슨병의 치료에 사용될 수 있는 지에 대한 연구가 한창 진행되고 있습니다. Hefti(1994)는 NGF와 neutrophin-3가 말초 감각 신경계의 신경염에, insulin-like growth factor와 ciliary neutrophic factor는 motor neuron atrophy에, NGF는 Alzheimer's disease에 각각 사용될 수 있는 합리성을 제시하였습니다. 파킨슨병이나 Huntington's disease, 급성 중추신경 외상 등을 입은 뇌의 신경 세포에서 growth factor가 확인되었습니다. 현재 이런 trophic factors를 공급해 주기 위해 뇌실로 직접 infusion를 하거나, trophic factors와 작용이 비슷한 약물을 개발하거나, trophic factors의 생성을 촉진시키거나, 또는 receptor mechanism을 이용하는 방법 등이 연구되어지고 있습니다. Epidermal growth factor(EGF)(Pezzoli 등, 1991)와 glial cell line-derived neurotrophic factor(GDNF)(Hoffer 등, 1994) 등이 실험 동물에서 파킨슨병에 효과가 있는 것으로 보고되고 있습니다. 앞으로 이식술과 병행하여 trophic factors가 파킨슨병의 치료에 많이 활용될 가능성이 높습니다.