영국 Francis Crick Institute의 연구로 성선자극세포의 발생 기원에 대한 이해가 크게 바뀌었습니다. 연구팀은 사춘기와 생식 기능을 조절하는 이 뇌하수체 세포가 기존의 생각처럼 전적으로 배아 발달 중에 생기는 것은 아니라는 사실을 확인했습니다. 대부분은 미니사춘기라는 중요한 시기에 출생 후 나타나는 두 번째 발달 파동에서 형성됩니다.
성선자극세포는 뇌 중앙에 위치한 작지만 중요한 뇌하수체에 있습니다. 이 세포의 호르몬은 난소나 고환의 성숙을 자극하고 난자 또는 정자 생성을 시작하게 합니다. 과학자들은 오랫동안 이 세포가 주로 배아 발달 중에 형성된다고 믿었지만, 이번 연구는 이러한 견해에 의문을 제기합니다.
출생 후 줄기세포가 대부분의 역할을 합니다
Crick 연구팀은 이전에 뇌하수체에서 스스로 재생하고 여러 유형의 뇌하수체 세포로 분화할 수 있는 조직 특이적 줄기세포를 확인했습니다. 그러나 살아 있는 신체에서 이 세포가 어떤 역할을 하는지는 분명하지 않았습니다.
Nature Communications에 게재된 이번 연구에서 과학자들은 유전적 표지를 사용해 생쥐의 줄기세포를 추적했습니다. 출생부터 한 살까지 이 세포는 다른 뇌하수체 세포가 아니라 거의 전적으로 성선자극세포로 분화했습니다. 생쥐에서는 이 과정이 출생 직후 시작되어 사춘기 전까지, 즉 미니사춘기 동안 계속되었습니다.
또한 배아기 성선자극세포와 출생 후 성선자극세포가 뇌하수체의 서로 다른 영역을 차지한다는 사실도 밝혀졌습니다. 배아기 세포는 평생 같은 위치에 남아 있는 반면, 출생 후 세포는 여러 영역으로 서서히 퍼져 서로 다른 기능과 운명을 지닐 가능성을 보여주었습니다.
무엇이 이 줄기세포를 활성화할까요?
성선자극세포가 배아 발달 중에 생성되지 않는다면, 출생 후 줄기세포가 성선자극세포로 바뀌도록 하는 신호는 무엇일까요? 연구팀은 여러 호르몬 중재 방법을 시험했습니다.
먼저 성선자극세포의 기능을 활성화하는 뇌 호르몬인 성선자극호르몬 방출호르몬(GnRH)을 차단했습니다. 고환과 난소는 작아졌지만 줄기세포는 여전히 정상적으로 성선자극세포로 분화했으며, 이는 GnRH가 핵심 유발 요인이 아님을 보여줍니다.
테스토스테론과 같은 성호르몬을 차단하거나 생식선을 제거해도 뚜렷한 영향은 없었습니다. 따라서 연구팀은 어미와 분리된 후의 생리적 변화, 어쩌면 출생 자체가 세포 운명의 변화를 유발할 수 있다고 제안했습니다.
미니사춘기: 새로운 중재의 기회
이번 발견은 기초과학에 영향을 미치며, 사춘기 발달 장애에 대한 임상적 중재를 바꿀 수 있습니다.
예를 들어 선천성 저성선자극호르몬성 성선기능저하증(CHH)이 있는 사람은 GnRH를 분비할 수 없어 성선자극세포가 활성화되지 않고 사춘기가 지연되거나 나타나지 않습니다. 생쥐와 마찬가지로 사람도 출생 후 미니사춘기를 겪는데, 이는 뇌하수체가 활성화되고 발달이 시작되는 짧은 시기입니다.
연구진은 사람에게도 두 종류의 성선자극세포 집단이 있을 수 있다고 봅니다. 하나는 배아 발달 중 생성되고, 다른 하나는 출생 후 줄기세포에서 유래한다는 것입니다. 이 가설이 확인되면 의료진은 출생 직후 줄기세포의 생성을 평가하고, 사춘기 장애를 예측하며, 정상적인 사춘기 발달 시기를 놓치기 전에 중재할 수 있을 것입니다.
전문가 의견: 이해의 큰 전환
“뇌하수체에 이러한 줄기세포가 존재한다는 사실은 오래전부터 알고 있었지만, 실제 기능은 확인할 수 없었습니다. 마침내 적절한 시기에 적절한 도구를 사용해 이 세포의 중요한 역할을 밝혀냈습니다.”
—Dr. Karine Rizzoti, Crick Institute 줄기세포 생물학 및 발생유전학 연구실 수석 연구과학자
“이번 연구는 성선자극세포가 배아 발달 중 한꺼번에 모두 생성되는 것이 아님을 보여줍니다. 이는 임상적 중재가 더 유연한 시기에 가능할 수 있다는 뜻입니다.”
—Dr. Daniel Sheridan, 전 Crick Institute 박사과정 학생이자 제일저자
“성선자극세포가 서로 다른 두 기원을 가진다는 사실을 알게 된 만큼, 이제 CHH와 같은 질환에서 어느 세포 집단이 영향을 받는지 조사할 수 있습니다.”
—Professor Robin Lovell-Badge, Crick Institute 줄기세포 생물학 및 발생유전학 연구실 선임 그룹 리더
뉴스 | 주요 발견: 뇌하수체 성선자극세포는 서로 다른 두 발달 시기에 형성됩니다
뉴스 | 주요 발견: 뇌하수체 성선자극세포는 서로 다른 두 발달 시기에 형성됩니다
영국 Francis Crick Institute의 연구로 성선자극세포의 발생 기원에 대한 이해가 크게 바뀌었습니다. 연구팀은 사춘기와 생식 기능을 조절하는 이 뇌하수체 세포가 기존의 생각처럼 전적으로 배아 발달 중에 생기는 것은 아니라는 사실을 확인했습니다. 대부분은 미니사춘기라는 중요한 시기에 출생 후 나타나는 두 번째 발달 파동에서 형성됩니다.
성선자극세포는 뇌 중앙에 위치한 작지만 중요한 뇌하수체에 있습니다. 이 세포의 호르몬은 난소나 고환의 성숙을 자극하고 난자 또는 정자 생성을 시작하게 합니다. 과학자들은 오랫동안 이 세포가 주로 배아 발달 중에 형성된다고 믿었지만, 이번 연구는 이러한 견해에 의문을 제기합니다.
출생 후 줄기세포가 대부분의 역할을 합니다
Crick 연구팀은 이전에 뇌하수체에서 스스로 재생하고 여러 유형의 뇌하수체 세포로 분화할 수 있는 조직 특이적 줄기세포를 확인했습니다. 그러나 살아 있는 신체에서 이 세포가 어떤 역할을 하는지는 분명하지 않았습니다.
Nature Communications에 게재된 이번 연구에서 과학자들은 유전적 표지를 사용해 생쥐의 줄기세포를 추적했습니다. 출생부터 한 살까지 이 세포는 다른 뇌하수체 세포가 아니라 거의 전적으로 성선자극세포로 분화했습니다. 생쥐에서는 이 과정이 출생 직후 시작되어 사춘기 전까지, 즉 미니사춘기 동안 계속되었습니다.
또한 배아기 성선자극세포와 출생 후 성선자극세포가 뇌하수체의 서로 다른 영역을 차지한다는 사실도 밝혀졌습니다. 배아기 세포는 평생 같은 위치에 남아 있는 반면, 출생 후 세포는 여러 영역으로 서서히 퍼져 서로 다른 기능과 운명을 지닐 가능성을 보여주었습니다.
무엇이 이 줄기세포를 활성화할까요?
성선자극세포가 배아 발달 중에 생성되지 않는다면, 출생 후 줄기세포가 성선자극세포로 바뀌도록 하는 신호는 무엇일까요? 연구팀은 여러 호르몬 중재 방법을 시험했습니다.
먼저 성선자극세포의 기능을 활성화하는 뇌 호르몬인 성선자극호르몬 방출호르몬(GnRH)을 차단했습니다. 고환과 난소는 작아졌지만 줄기세포는 여전히 정상적으로 성선자극세포로 분화했으며, 이는 GnRH가 핵심 유발 요인이 아님을 보여줍니다.
테스토스테론과 같은 성호르몬을 차단하거나 생식선을 제거해도 뚜렷한 영향은 없었습니다. 따라서 연구팀은 어미와 분리된 후의 생리적 변화, 어쩌면 출생 자체가 세포 운명의 변화를 유발할 수 있다고 제안했습니다.
미니사춘기: 새로운 중재의 기회
이번 발견은 기초과학에 영향을 미치며, 사춘기 발달 장애에 대한 임상적 중재를 바꿀 수 있습니다.
예를 들어 선천성 저성선자극호르몬성 성선기능저하증(CHH)이 있는 사람은 GnRH를 분비할 수 없어 성선자극세포가 활성화되지 않고 사춘기가 지연되거나 나타나지 않습니다. 생쥐와 마찬가지로 사람도 출생 후 미니사춘기를 겪는데, 이는 뇌하수체가 활성화되고 발달이 시작되는 짧은 시기입니다.
연구진은 사람에게도 두 종류의 성선자극세포 집단이 있을 수 있다고 봅니다. 하나는 배아 발달 중 생성되고, 다른 하나는 출생 후 줄기세포에서 유래한다는 것입니다. 이 가설이 확인되면 의료진은 출생 직후 줄기세포의 생성을 평가하고, 사춘기 장애를 예측하며, 정상적인 사춘기 발달 시기를 놓치기 전에 중재할 수 있을 것입니다.
전문가 의견: 이해의 큰 전환
“뇌하수체에 이러한 줄기세포가 존재한다는 사실은 오래전부터 알고 있었지만, 실제 기능은 확인할 수 없었습니다. 마침내 적절한 시기에 적절한 도구를 사용해 이 세포의 중요한 역할을 밝혀냈습니다.”
—Dr. Karine Rizzoti, Crick Institute 줄기세포 생물학 및 발생유전학 연구실 수석 연구과학자
“이번 연구는 성선자극세포가 배아 발달 중 한꺼번에 모두 생성되는 것이 아님을 보여줍니다. 이는 임상적 중재가 더 유연한 시기에 가능할 수 있다는 뜻입니다.”
—Dr. Daniel Sheridan, 전 Crick Institute 박사과정 학생이자 제일저자
“성선자극세포가 서로 다른 두 기원을 가진다는 사실을 알게 된 만큼, 이제 CHH와 같은 질환에서 어느 세포 집단이 영향을 받는지 조사할 수 있습니다.”
—Professor Robin Lovell-Badge, Crick Institute 줄기세포 생물학 및 발생유전학 연구실 선임 그룹 리더
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