지식나눔

세포야화 5화 WI세포와 Hayflick Limit

WI세포와 Hayflick Limit의 발견자 1960년대에 배양 세포와 관련된 학설은 "척추동물에서 나온 배양 세포는 영원히 증식을 계속한다" 가 지배적이었습니다. 그런데 이 가설에 과감하게 도전한 사람이 있었으니 그가 바로 Hayflick 박사입니다. 원래는 잡지에 실으려 했으나 출판사에서 거절당한 것이 계기가 되어 세상에 알려지게 된 이 논문은 그 후 40년 동안 3,000번 가까이 논문에 인용되는 등 커다란 영향력을 갖게 되었습니다. 이러한 Hayflick 박사의 연구를 도운 것은 바로 인간의 태아조직에서 유래한 "WI세포"입니다. Hayflick Limit의 발견에서부터 노화 연구의 최전선으로 Leonard Hayflick 박사는 Ph.D 취득 후 필라델피아 Wister Institute에 초청되어 세포 배양 연구실을 개설하고 그 후 암 발병에 바이러스의 관여 가설을 검증하기 위해 순조롭게 정상 세포를 배양 중 이었습니다. 하지만 곧 계대가 진행되면서 보여지는 세포의 형질 변화에 고민하게 됩니다. 원래는 실험상의 실수라고 생각한 그 현상은 기존의 정설을 통째로 뒤집는 결과물로 나오게 되었습니다. 이는 Hayflick 박사의 탐구심이 부족했다면 세상에 알려지지 않았을 지도 모릅니다. 배양의 역사가 시작된 이래로 60년이 지나도록 배양 세포의 증식 능력에 한계가 있다고 생각하는 사람은 거의 없었고 대부분의 연구자들은 배양기술만 확립 된다면 세포는 무한 증식할 수 있다고 생각했습니다. 인간 태아 조직으로부터 유래한 섬유아 세포 (WI-1 ~ WI-23)를 차례로 수립한 박사들은 이러한 WI 세포 무리를 이용한 검증 실험에서 "정상 2배 세포가 유한한 분열 한계를 가지고 있다"는 결론을 도출해 냈습니다. (Hayflick Limit의 발견). 이후 수립된 WI-38 세포(3개월째의 여자태아 폐에서 유래)는 세포 노화 연구 분야의 모델로 널리 인식되어 전세계의 많은 연구 기관에 배포되었습니다. 그러나, WI-38의 경우 원래 백신 제조 및 바이러스 생산 (Adenoviruses, Coxsackie A, Cytomegalovirus, Echovirus, Herpes simplex Virus, Poliovirus 등 여러 가지로 알려진)을 목적으로 개발되었기 때문에 세포 노화 연구를 위해 필요한 어린 세포 (분열 수가 적은 세포)는 구하기 어렵다는 문제가 있었습니다. 게다가 1970 년대 들어, Velo 세포 등에 의한 오염이 보고되어 새로운 모델로 MRC-5 세포, IMR-90 세포 등이 이용되게 되었고 또한 일본에서는 세포 노화 연구 전용 세포인 TIG-1 (도쿄 노인 종합연구소)이 개발되어 WI-38 세포의 대용품으로 많이 사용되고 있습니다. 참고로 정상적인 인간 양막 세포의 대표 주자로 일컬어지는 WISH 세포는 박사가 자신의 딸이 태어날 때 얻어진 양막을 실험실에 가지고 가서 수립에 성공했던 세포주입니다. 그래서 Wister Institute의 이니셜과 딸의 이니셜인 SH를 따서 WISH라고 명명했다고 합니다. Note Hayflick 모델 : Hayflick 박사는 실험 결과. 인체 세포의 경우 약 50회의 분열 후에는 분열이 멈추고 세포의 노화가 진행되는 것을 확인하게 되었습니다. 성인 유래 세포의 경우는 그 절반 이하로 분열하는 것이 확인하였습니다. 이는 텔로미어(Telomere)가 짧아지는 것과 관련이 있으며, 노화 연구의 중심적 존재라고 할 수 있습니다. 또한 암세포는 Hayflick Limit와 관계없이 끝없이 증식을 계속하므로 세포 증식의 수수께끼 해명이 암 연구의 발전에도 크게 기여할 것으로 기대가 됩니다. Hayflick Limit 발견 이전부터 지금에 이르기까지 "증식의 한계는 배양 기술이 뒷받침되지 못하는 것에 불과하다", "배양 세포 계대 = 생체안의 현상이라고는 할 수 없다", "섬유아 세포는 특이적인 현상이 아닌가?" 등등 다양한 반박이 있는 것 같습니다만, Hayflick Limit의 존재는 지금도 세포 증식의 정설이라 할 수 있습니다. 그러나 10년 후 또는 50년 후 이러한 정설이 얼마나 바뀔지, 어느 정도 남아있을지는 알 수 없는 일입니다. 참고문헌 Hayflick, L. The establishment of a line (WISH) of human amnion cells in continuous cultivation. Exp Cell Res. 23:14-20 (1961). Hayflick, L. and Moorhead, PS The serial cultivation of human diploid cell strain. Exp. Cell Res. 25, 585-621 (1961). Shay, JW and WE Wright Hayflick, his limit, and cellular ageing. Nat Rev Mol Cell Biol. Oct; 1 (1) :72 - 6 (2000). Yuki 소호 (1984) 인간 2배 섬유아 세포의 노화 1. 해외세포. 세포 배양 10, 320-329. 오오오카 히로시 (1984) 인간 2배 섬유아 세포의 노화 2. TIG - 1 세포. 세포 배양 10, 330-332. 출처: GE Healthcare
  • 세포야화
  • GE
  • WI세포
지식의 출발은 질문, 모든 지식의 완성은 답변! 
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
답변 0