사진설명. 동물생명공학과 정상은 박사와 류범용 교수

동물생명공학과 류범용 교수 연구팀(정상은 박사, 류범용 교수)이 남성측 생식선 줄기세포인 정원줄기세포(spermatogonial stem cells)의 동결-융해 과정에서 발생되는 오토파지(autophagy) 현상을 분석하고 이를 통해 세포손상을 최소화할 수 있는 동결보존 솔루션을 도출했다.

정원줄기세포는 자가증식 및 분화를 통해 정자형성과정의 토대가 되는 유일한 남성측 성체줄기세포로써 산업적으로는 가치 있는 경제동물의 수컷보존에 기여하며, 국가적 차원에서 남성 불임치료를 통한 저출산 현상의 대책마련을 위한 돌파구가 될 수 있는 유용한 세포자원이다.

정원줄기세포 활용 극대화를 위해 안전성과 효율성을 모두 갖춘 동결보존기법을 확립하는 것이 매우 중요하나, 동결-융해 후 줄기세포의 활용도를 적극적으로 반영할 수 있는 동결보존 기술 및 동결 시 발생되는 기작연구는 극히 미비한 실정이다. 세포 내 불필요한 구성요소를 분해하는 소화기제로 알려진 오토파지는 경우에 따라 세포의 생존을 증진시킬 수도 있고, 반대로 세포의 사멸을 유도할 수 있는 기제로 알려져 있으나, 이 역시 동결된 세포 내 정확한 역할에 대해 명확히 알려진 바 없었다.

연구팀은 정원줄기세포의 동결-융해 과정에서 발생되는 오토파지 현상의 분석 및 명확한 이해를 통해 세포손상을 최소화할 수 있는 근본적인 동결보존 솔루션을 도출하고자 하였다. 동결 스트레스로 촉진된 오토파지가 세포의 사멸을 유도한다는 것을 규명하였으며, 타겟 억제제 처리를 통해 오토파지를 조절함으로써 동결효율이 증진됨을 입증하였다. 이를 통해 동결손상의 근본적인 솔루션을 제공함에 따라 향후 동결보존연구에 새로운 패러다임을 제시하였고, 정원줄기세포의 활용도 증진에 기여할 수 있는 가치 높은 기반기술을 확립하였다.

이번 연구결과는 형질전환동물 및 가치 있는 경제동물의 종축 보존을 위한 기반기술로 자리매김하고, 나아가 남성 및 소아암환자의 불임치료를 위한 기술로 활용될 것이로 기대된다. 또한, 사회적으로 이슈화되고 있는 저출산 문제를 극복하는데 큰 기여를 할 것으로 기대되어 ‘ANDROLOGY’ 2월호에 표지 논문 (Front Cover)으로 선정됐다(논문명 : Autophagy modulation alleviates cryoinjury in murine spermatogonial stem cell cryopreservation. Andrology. 2022 Feb;10(2):340-353. doi: 10.1111/andr.13105.). ‘ANDROLOGY’는 Andrology(남성과학) 분야에서 가장 전통 있고 권위 있는 학술지로 알려져 있다.

해당 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단(바이오?의료기술개발사업 및 중견연구)의 지원으로 수행되었다.

사진설명.  ‘ANDROLOGY’ 2월호 표지