BRIC View 2017-C06 BRIC View 학회참관기 2017 ISSCR 학회참관기 김슬하 서울대학교화학생물공학부 E-mail: jsidl@snu.ac.kr 요약문 2017년 6월 14일 ~17일미국보스톤컨벤션센터에서 ISSCR이개최되었다. Shinya Yamanaka, Magdalena Zernicka-Goetz, Daley, George Q., George Church 등 ipscs와 hematopoietic stem cell, epigenetics, organoid 등여러분야의유명인사들이한자리에모여강연했으며, concurrent 및 poster presentation 부문에도무수히많은전세계의연구자들이참가하여학회기간내내활발한의견교류의장을형성했다. Key Words: ISSCR, ipsc, ES, HSC 목차 Ⅰ. 주요발표내용 1. 6월 14일주요내용 PLENARY I: A DECADE OF HUMAN IPSCS FROM DISCOVERY TO CLINIC PLENARY II: ORGANOGENESIS-MAKING TISSUES AND ORGANS 2. 6월 15일주요내용 PLENARY III: STEM CELLS AND CANCER 3. 6월 16일주요내용 PLENARY IV: CHROMATIN AND RNA BIOLOGY IN STEM CELLS PLENARY V: STEM CELLS - STRESS, SENESCENCE AND AGING 4. 6월 17일주요내용 PLENARY VI: TISSUE REGENERATION AND HOMEOSTASIS PLENARY VII: FRONTIERS OF CELL THERAPY Ⅱ. 총평 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 1 / 13
미국 동부의 항구도시인 보스톤에서 이번 학회는 개최되었다. 보스톤 컨벤션 센터는 바다 가까이에 위치해 다운타운에서 다리를 건너서 학회장에 입장하게 된다. 프로그램이 시작하지 않은 이른 아침에도 학회장에는 많은 사람들이 있었다. 많은 유명기업들이 참가해 다양한 이벤트와 신제품 설명회를 가졌고, 포스터 발표 세션이 되면 사람들로 이 강당이 꽉 찰 정도로 많은 사람들이 참가했다. 2017 ISSCR 학회 참관기 김슬하 Page 2 / 13
Ⅰ. 주요발표내용 1. 6 월 14 일발표 PLENARY I: A DECADE OF HUMAN IPSCS FROM DISCOVERY TO CLINIC 1) PARTNERSHIP OF EMBRYONIC AND EXTRAEMBRYONIC STEM CELLS TO BUILD THE IMPLANTING MAMMALIAN EMBRYO IN VIVO AND IN VITRO. 배아의발달과정에서가장큰변화를겪는시기는, 수정란이분화를거치다가모체의자궁내벽에착상하는순간이다. embryonic stem cell (ESC) 과 extra-embryonic trophoblast stem cell (TSC) 을함께 ECM으로만들어진 3차원스캐폴드에서배양하여, 착상단계에일어나는현상들을재현하는데성공하였다. ESC와 TSC는 Nodal signaling을통하여배아발생과정을진행시켰으며 ECM 3차원스캐폴드가배아발생의필수적인 self-organization을유도하고착상과정을재현하는데 trigger를제공함을확인하였다. 2) EPIGENETIC REGULATION, STEM CELLS AND DISEASE RELEVANCE - Jaenisch, Rudolf Epigenetics, 즉후성유전은 DNA methylation 등염기서열을건드리지않는선에서유전자발현을조절하는기작에집중하는것이다. 그런데 DNA 메틸화를확인하는기존의방법은특정순간의메틸화된양의정도만을확인할수있으므로실시간메틸화의변화를감지할수없다. 본연구진은단일세포해상도에서 loci-specific DNA 메틸화과정을모니터링할수있는새로운접근법을확립했다. 또한 Tet1 또는 Dnmt3a 단백질의 catalytic 도메인을 catalytic inactive Cas9과융합하여 DNA methylation을편집할수있는방법을개발했다. 3) RECENT PROGRESS IN IPS CELL RESEARCH AND APPLICATION - Yamanaka, Shinya 처음 ipscs를만드는기술이개발된이후, 그보다좀더효율적이고안전한기술들을개발하려고노력하고있다. 기존 ipscs는 Oct3/4, Sox2, c-myc 및 Klf4의 4가지유전자의레트로바이러스형질도입으로만들어졌으나, 이후염색체손상을일으키지않는 episomal vectors를이용한방법을개발했으며발암성을띄는 c-myc을대체할수있는 L-Myc을사용하여종양형성위험을낮추는방법을제시했다. 또한의학적규제를충족하기위하여 recombinant laminin-based matrix와동물유래성분이없는 (xeno-free) 배양배지를개발했다. 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 3 / 13
4) CELLULAR ANTHROPOLOGY: USING IPSC TO STUDY HUMAN EVOLUTION - Wysocka, Joanna ipsc는인간질병이나줄기세포분화뿐아니라진화메커니즘을연구하는데매우중요한도구로이용될수있다. 인간의진화과정에대한문제해결뿐아니라기초생리학의연구에도효과적으로적용될수있는 hominid ipsc를이용한 in vitro 분화모델을이용한 ' 세포인류학 (cellular anthropology)' 이라는접근법에대해논의했다. PLENARY II: ORGANOGENESIS- MAKING TISSUES AND ORGANS 1) ERNEST MCCULLOCH MEMORIAL LECTURE: IMMORTAL HEMATOPOIETIC STEM CELLS AND EPIGENETIC REGULATION - Goodell, Margaret A. 조혈모세포 (Hematopoietic stem cells) 는자가재생및분화능력을갖추고있어인간의생에동안계속해서혈액을만들어낸다. 무수히많은유전적요인이조혈모세포의활성과분화능에영향을미칠수있으며그중에서도 epigenetic regulation은최근특히중요한역할을한다는것이밝혀지고있습니다. DNA methyltransferase 3A (DNMT3A) 의손실은쥐에서조혈모세포의재생을촉진할수있으며, DNMT3A의돌연변이는노화하는인간의 clonal advantage와연관되어있음이밝혀졌다. 이러한 DNMT3A의손실이조혈모세포의무한한증식능과 immortalization을암성세포화하지않고유도할수있음을확인했다. 2) STEM CELL-GROWN ORGANOIDS AS MODELS FOR HUMAN DISEASE - Clevers, Hans 장의상피세포는포유류에있어가장빠르게재생되는곳이다. 본연구진은기존에 Lgr5를결장암세포에서전사되는 Wnt 표적유전자로생각했으나, 2개의 knock-in allels는 Lgr5의배타적발현을보여줬다. 성체생쥐에서의 lineage tracing을통해우리는 Lgr5+ve crypt base columnar cells (CBC) 이모든상피세포들의 lineage를죽을때까지생성할수있다는것을발견했다. Lgr5는모낭, 신장, 간, 유선, 혀및위상피를포함하여거의모든줄기세포들에대한특이적마커로발현되며, Lgr5+ve 줄기세포는 crypt-villus organoids 또는 mini-guts을만드는데이용될수있다. 이기술은 Lgr5가강력한줄기세포성장인자인 R-spondin의수용체라는관찰결과에의해만들어진것이다. 3) CEREBRAL ORGANOIDS: MODELLING HUMAN BRAIN DEVELOPMENT AND TUMORIGENESIS IN STEM CELL DERIVED 3D CULTURE - Knoblich, Juergen 인간의두뇌에서발생하는질환들의여러종류가살아있는생물모델에서연구되어왔지만, 최근실험에서는동물모델에서쉽게재현할수없는여러특성들을제시되었다. 우리는인간의다능성줄기세포를분화배양하여 3D organoids culture system을개발했다. 이대뇌 organoids는대뇌피질을포함하여실제인간의뇌에서발견되는다양한전구체세포들과구획들을형성할수 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 4 / 13
있었다. 우리는환자에게서유래한 ips 세포를사용하여생쥐에서는재현할수없었던소두증을 모델링하는데성공했다. 여기서소뇌의단백질 CDK5RAP2 의소실과신경분화과정에서의조기 성숙과정이관찰되었으며, 질병의특이적인 phenotype 을설명할수있다. 2. 6 월 15 일발표 PLENARY III: STEM CELLS AND CANCER 1) HEMATOPOIETIC STEM CELL DERIVATION FROM PLURIPOTENT STEM CELLS - Daley, George Q. In vitro에서다능성줄기세포를분화시켜서, 배아에서의조혈모세포의형성및분화과정을연구할수있다. 여기에는면역결핍이나혈액응고장애등혈액과관련된다양한질환들에대한연구도포함된다. 지금까지연구되어온프로토콜은 myeloid lineages은충분히재현할수있고 NK, B, T cell들의분화및발달에대해서는효과를보였지만, 조혈모세포분화의각단계에대한완전한재현과 bona fide hematopoietic stem cells (HSC) 을생산하는것은아직어렵다. ipscs에서 HSCs를유도하는데에필수적인 factor들과기작을확인하였다. 2) INTEGRATED FUNCTIONAL AND MOLECULAR ANALYSES OF INDIVIDUAL HUMAN HEMATOPOIETIC STEM CELLS - Eaves, Connie J. 인간의조혈모세포로부터혈액을구성하는각세포들이만들어지는과정을추적하는것은생각보다쉽지않다. 현재는 surface phenotype에의존하여세포들의분화나계통을나누는방법은만들어지는세포들의종류에서 heterogeneity를지우고정확성을떨어트린다. 본연구진에서는 3차원세포클러스터형태로조혈모세포를배양하며분화시켜구획별로달라지는세포들의표면마커들뿐아니라 CD34+ 제대혈세포들의 mass cytometry를이용하여여러신호전달중간체나전사인자들의발현을다차원적으로추적및분석하여분화순서와방향을파악했다. 이러한결과를바탕으로, CD34+ CD38- CD45RA- CD90+ CD49f+ 집단내의 CD33+ 세포의새로운하위집합을확인했다. 이결과는인간의조혈과정을조절하는내재성, 외인성기전을확인하는왜곡되지않은접근법을제시한것이다. 3) CANCER CELL OF ORIGIN AND TUMOR HETEROGENEITY - Blanpain, Cédric 종양의 heterogeneity를설명하기위한여러이론들이제시되었는데, 여기서우리는피부표피와유선의다른 lineage에서 oncogenic activation과추적이가능한유전자조작마우스모델을새로만들어내어떤세포로부터암이시작되는지에따라종양의 heterogeneity가달라지는지를평가했다. Interfollicilar epiderma와 follicile stem cell 중어디서유래했는지에따라암의 phenotype이달라지며, 이로부터암세포가어디에서유래되었는지에따라종양의 heterogeneity와 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 5 / 13
분화, EMT, 치료및전이에대한저항성을조절하는기초적인분자기작을조절한다는것을 확인했다. 4) MODELING HISTONE MUTANT BRAIN TUMORS IN PLURIPOTENT STEM CELLS - Tabar, Viviane 히스톤돌연변이로발생한뇌종양은젊은환자에서발생하며일반뇌종양과는다른성질을보인다. H3K27M 종양은시상하부에서 pons까지의 midline에서만발생하지만 H3G34R/V 종양은젊은사람의 cortex에서만발생한다. 이러한돌연변이는수용체티로신키나아제증폭또는돌연변이와종종함께발생하기도한다. 다능성줄기세포 (hpsc) 에서발생하는신경전구세포 (NPCs) 는이러한뇌종양질환의모델링을위한훌륭한플랫폼을제공하는데, hpsc에서유래한 NPC으로뇌종양모델을생성하여히스톤돌연변이로인해발생하는암기전에대한더깊은이해와연구를돕는플랫폼을마련하였다. 5) THE METABOLIC REGULATION OF STEM CELL FUNCTION AND LEUKEMOGENESIS - Morrison, Sean J. 실험실에서배양하는줄기세포의분화방향은 metabolite의양에따라달라진다는것은이미밝혀진사실이지만, 생체내에서정상적인조직내에존재하는줄기세포의기능을조절하는데에어느정도로이런 metabolite들이관여하는지는밝혀지지않았다. 본연구진은생체내에서 ascorbate의농도가조혈모세포에서가장높고분화과정을거치면서점점감소한다는것을알아냈다. ascorbate의결핍은 dioxygenase tumor suppressor인 Tet2의기능이감소함에따라조혈모세포의 frequency와기능이증가를유도하며, 이는 Flt3ITD leukaemic mutations를가진조혈모세포, 혹은조혈전구세포들이일반조혈모세포들보다 ascorbate가고갈된환경에서잘버티게해주고 leukaemogenesis를촉진시킨다. 즉, ascorbate는조혈모세포안에저장되어 Tet를활성화하고 leukaemogenesis를저해한다. 3. 6 월 16 일발표 PLENARY IV: CHROMATIN AND RNA BIOLOGY IN STEM CELLS 1) THE DEVELOPMENTAL DYNAMICS OF X-CHROMOSOME INACTIVATION - Heard, Edith 여성의조기발달과정에서 2개의 X염색체로인한정보과잉현상을막기위한하나의염색체의비활성화는필수적인후성유전현상이다. 본연구진은한핵내에존재하는 2개의 X염색체에대한다른기작 ( 활성화-비활성화 ) 이어떻게진행되는지, 그리고어떤상황에서역전되는지에관심을가지고연구했다. X 염색체비활성화는전염색체에서일어나는염색질의재조직과 gene silencing을일으키는 non-coding Xist RNA를포함하는데, 이번연구에서 X염색체의비활성화가필수적인것인지, 비활성 X 염색체를형성하고다시활성화시키는메커니즘이무엇인지 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 6 / 13
확인했다. 2) THE DIVERSITY AND FUNCTION OF LONG NONCODING RNAS Chen - Ling-Ling Long noncoding RNAs (lncrnas) 는길이가 200 nt보다긴 RNA polymerase II-derived noncoding transcripts를포함한다. lncrna는 mrna처럼보이지만, 많은 lncrna는특이한방법으로그들의말단을형성한다. 본연구진은최근 snorna-ended lncrnas와같이특이한형태를가진원형, 선형 RNA의발현을확인했다. 이러한 RNA들중어떤것들은인간의배아줄기에서높은빈도로발현되며, 신경발달장애나 Prader-Willi syndrome (PWS) 같은특이한질환과관련있으리라는것을암시한다. SPA 와 SLERT에집중하여이 snorna-ended lncrnas에대해분석한내용을다뤘다. 3) RNA TAILING IN THE REGULATION OF MATERNAL TRANSCRIPTOME - Kim, V. Narry 척추동물의초기발달과정에서 mrna의안정성과번역과정이조절되는방법에대해서는아직많이알려져있지않다. RNA 존재량과 3' 말단의프로파일링을통해 mrna uridylation이모체 mrna 분해의시작보다앞선다는것을발견했다. 이러한발견은마우스, 개구리및생선배아에서일관되게관찰되어척추동물의 mrna 분해과정에서공통적으로 uridylation이중요한역할을함을암시한다. 인간의 mrna uridylation 효소로확인된 TUT4 (Zcchc11) 와 TUT7 (Zcchc6) 이 knock down되면모체의 mrna 제거가지연되어제브라피쉬와개구리모두에서발달장애를일으킨다. 짧은 poly-(a) 를갖는모체의 mrna는 TUT4 및 TUT7에의해우선적으로분해되지만긴 poly-(a) 를갖는모체 mrna는 uridylation에덜영향을받는다는것을밝혔다. 4) CHROMOSOME NEIGHBORHOODS AND GENE CONTROL IN HEALTH AND DISEASE - Young, Richard 개별적인세포의특성은염색체구조의맥락에서전사인자와염색질조절인자에의해조율된다. 유전자와조절인자들은 insulated neighborhood라고불리는 DNA loop 안에함께존재하고, 유전자조절의구조적, 기능적단위로존재한다. Insulated neighborhood는 loop anchor라고불리는떨어진 2개의 DNA 자리에결합하여상호작용하는 CTCF 단백질에의해형성된다. 이러한 insulated neighborhood의구조와기능, 그리고질병과사람의건강에미치는영향에대해발표하였다. 5) ISSCR TOBIAS AWARD LECTURE: NORMAL AND LEUKEMIC HUMAN HEMATOPOIETIC STEM CELLS: CLONAL ASSAYS MATTER - Dick, John E. 조혈모세포분화의표준모델이여전히메인패러다임으로광범위하게사용되고있지만, 최근이러한모델의개념에대한많은변화가있었다. 예를들어, 림프구 (T, B, NK) 로분화할수있는 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 7 / 13
가장초기의전구세포는골수형성세포로의분화가능성을가지고있다. 또한 oligopotent progenitor 세포들이성인의골수를구성하는계층구조에서무시할만한구성성분이라는것을발견했다. 즉, multipotent 세포들이 unipotent 세포들로곧바로분화한다는것이다. 이러한데이터는인간의조혈세포들의계층구조가 2개의층 (two-tier) 으로나뉜다는가설을지지하는데, top-tier는 HSCs나 MPPs 같은 multipotent cell을포함하고, bottom-tier는 unipotent progenitor로구성된다. 가장윗층에존재하는 LSCs는스스로재생하여 bulk tumor cell을만들어낼수있고, HSCs처럼 xenograft를형성할수있고 quiescent( 휴지기 ) 상태의세포이기때문에화학요법에둔감하다. 본연구진은 LSCs 가유전적으로다양하며아주복잡한 evolutionary pathway에따라다양한서브클론을가진다는사실을확인했다. PLENARY V: STEM CELLS - STRESS, SENESCENCE AND AGING 1) EPIGENETIC MECHANISMS OF STEM CELL AGING AND REJUVENATION - Rando, Thomas 많은조직에서줄기세포기능이연령에따라감소하며이는비가역적인현상이다. 하지만이렇게노화된세포가 youthful systemic milieu에노출되면노화된 phenotype에변화가생길수있다는것이알려졌다. 이러한발견은노화된세포의 phenotype이후성유전에의하여얼마나영향을받을수있는지에대한의문을제기하는데, 이에대해본연구진은줄기세포의노화과정에서염색질변형패턴의변화를발견했다. 특히전사자리의 repressive mark에풍부한 H3K27me3이눈에띄게증가함을발견했다. 2) STEM CELLS ORCHESTRATES HAIR FOLLICLE AGING PROGRAM - Nishimura, Emi 모낭은털을만들어내는데특화된피부의부속기관이다. 머리카락줄기세포 (HFSCs) 와멜라닌줄기세포 (Mcanocyte stem cells, McSC) 는포유류모낭에존재한다. 조직노화의메커니즘을이해하기위해, 우리는생쥐및인간의모낭과그기본메커니즘의노화관련변화를연구했습니다. hemidesmosomal transmembrane collagen (COL17A1) 이분해되면서줄기세포가변화를일으켜비정상적인분화및고갈을초래하고이것이전형적인머리카락노화의 phenotype을가져온다는것을발견했다. 또한, HFSCs에서 COL17A1를강제로발현시켜이러한 phenotype의발현을예방할수있음을발견했다. 3) AGE-RELATED CHANGES TO STEM CELLS AND THE STEM CELL NICHE - Jones, Leanne 세포의주기의진행이나 DNA 손상, 후성유전등으로인하여성체줄기세포의활성과기능은변화할수있다. 그러나이러한줄기세포의노화기작은잘알려져있지않다. 본연구진은줄기세포노화를조절하는기전을밝혀내고세포및조직의노화가장수에어떻게영향을주는지탐구하는모델로 Drosophila melanogaster를이용하여우리는생식선과장의줄기세포에대한 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 8 / 13
연령에따른변화를비교하고대조하며, 이를막기위한전략을탐구하고, 인간의내장줄기세포에 이러한전략들을적용했다. 4) SIRTUINS, NAD + AND STEM CELLS - Guarente, Leonard P. SIR2와관련유전자 (sirtuins) 는다양한종에서대사, 후성유전학및노화를연결하는 NADdependent deacylases다. Sirtuins은또한식이요법이나칼로리제한 (CR) 에의해얻게되는긴수명의원인이기도하다. 이번연구에서는노화에서 NAD + 대사과정의중요성을강조하고, NAD + 의감소가수명을제한한다는것을보여준다. 그이유는이것이 sirtuin inactivation를초래하기때문이다. 이번발표에서장의줄기세포 (ISCs) 에서의 SIRT1의역할과 niche cell (paneth cell) 이발하는신호에대해어떤반응을보이는지, 그리고칼로리제한에따라 ISCs에서 SIRT1과 mtorc1이활성화됨을밝혔다. 그리고 ISC의숫자와기능이노화에따라줄어들게되는데, NAD + 전구물질로 SIRT1/mTORC1의재활성화로이런 ISC의감소를막을수있음을보였다. 4. 6 월 17 일발표 PLENARY VI: TISSUE REGENERATION AND HOMEOSTASIS 1) THE ISSCR DR. SUSAN LIM AWARD FOR OUTSTANDING YOUNG INVESTIGATOR LECTURE: TISSUE LOGIC IN THE AIRWAY EPITHELIUM: NICHES, NOTCHES, CIRCUITS, HETER0GENEITY, AND PLASTICITY - Rajagopal, Jayaraj 기도의상피세포는줄기세포, 전구세포및사후분열분화세포의 3가지 lineage로크게나눌수있다. 따라서이모델은항상성유지와손상이후의재생과정에서기도를구성하는세포들간의상호작용을연구하는데필요한가장낮은단계의복잡성을가진다. 이세가지세포들의차이점과새로운기능에대한연구결과를발표했다. 2) THE CELLULAR AND MOLECULAR BASIS FOR REGENERATION IN PLANARIANS - Reddien, Peter W. 플라나리아는신체의작은조각으로부터전체신체를다시만들어낼수있기때문에세포재생연구모델로오래전부터이용되어왔다. 이런완전한성체를만들어내는정보와메커니즘이성체플라나리아에존재해야하는데, 이는다분화능줄기세포를포함한 neoblast라불리는세포들을포함한다. Neoblast는특정재생인자의발현에의해다른 lineage로분화할수있다. 이연구에서는플라나리아의눈에주목했는데, 눈의존재여부가플라나리아의눈전구세포의생산을조절하는것이아니라는것을발견했다. 플라나리아의눈쪽에부상을입게되면, 근처의 neoblast가눈의전구세포를만들어낼수있는환경을만들어주고, 눈을만들수있는세포들은낮은비율로일정하게생겨나눈을재생시킨다는것을확인했다. 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 9 / 13
3) TISSUE CORRECTION OF ABERRANT GROWTH PRESERVES HOMEOSTASIS - Greco, Valentina 건강한조직의세포도상당히많은돌연변이를일으키는데이중에서비정상적인 phenotype을가지는경우에도이를포함한조직이나장기들이정상적으로기능하는원리는아직밝혀져있지않다. 본연구에서는 Wnt/β-catenin을활성화한줄기세포로피부상피세포의 fate를추적하기위해 intravital imaging을이용했다. 이로부터피부의조직구조를변화시키는경우그크기에의존하지않는다는것을확인했다. 정상적인사람의세포는조직에서활발하게돌연변이세포들을제거하는데. Oncogenic Hras에서생성된조직의이상이나돌연변이들도보정될수있음이확인되었다. 4) DETERMINATION OF CELL FATE IN THE VERTEBRATE RETINA - Cepko, Constance 중추신경계 (CNS) 의세포조성의복잡성성을이해하는한가지접근방법은혈통관계를결정하는것이다. 이연구들은망막전구세포 (retinal progenitor cells, RPCs) 가다능성이며하나이상의세포유형으로분화될수있고, 개별 RPC에서파생된세포의수와유형이매우다양함을보여주었다. 최신연구는근본적으로분열하는 RPC가망막신경세포의매우특수한아형으로나아간다는점에서몇가지중요한근거들을제시했다. 이러한분열세포는특정유전자의발현등을통하여구별되며, 이는 RPC의 single cell RNA 분석에의해밝혀졌다. 흥미롭게도 RPC로부터의 Notch signal의계승뿐아니라, 새로만들어진세포에서도 Notch1의전사와번역이필요했다. 5) MCEWEN AWARD FOR INNOVATION LECTURE: FOUR DECADES OF RESEARCH ON SKIN STEM CELLS - Fuchs, Elaine 줄기세포가어떻게재생과분화의균형을유지하는지를확인하기위해피부모낭에존재하는줄기세포들을대상으로연구하였다. 정상적인성인의피부에서는이들줄기세포가주기적으로활성화되어모발을만들어내고, 부상을입으면이동하여피부표피를복구시킨다. 외부신호가조직발달, 항상성, 활성화, 분극화및이동을제어하는염색질및전사과정의변화를어떻게유발하는지분석했다. PLENARY VII: FRONTIERS OF CELL THERAPY 1) KEYNOTE ADDRESS: TECHNOLOGIES FOR READING AND WRITING OMES George Church 게놈규모의읽기, 쓰기및테스트 ( 일명 GP-Write) 는방대한가능성을가지고있다. 수백만개의오가노이드에서 "variants of unknown significance" (VUS) 를테스트하거나, 이종이식, 바이러스저항성등을연구하는데용이하다. 방대한인간전사인자라이브러리 (TF-ome) 는많은종류에세포들에대해높은효율로원하는방향으로의분야를가능하게하며, "In situ sequencing" 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 10 / 13
(FISSeq) 를이용하여오가노이드나복합조직의형성유도및디버깅을가능하게한다. 2) JOHN MCNEISH MEMORIAL LECTURE: EVOLVING GENE THERAPY FOR PRIMARY IMMUNODEFICIENCIES - Thrasher, Adrian 유전자치료법에이용되던레트로바이러스는유전자전달에매우효과적이지만, 랜덤하게유전자들의불활성, 활성화가일어나기때문에부작용이크다. 이를해결하기위해차세대자가불활성화 gammaretroviral 및 lentiviral 벡터를이용한임상시험이보고되었으며 SCID-X1, Wiskott- Aldrich 증후군및 ADA-SCID를포함한조혈질환에대한유전자치료법의가능성을분명히보여준다. 유전적돌연변이를정확하게교정하기위한동종재조합 (homologous recombination) 또는유전자복구 (gene repair) 를포함한새로운기술은효율성과독성의한계가해결되면새로운유전병치료법의하나로이용될수있다. 3) REPLACING NEURONS BY TRANSPLANTATION IN THE DISEASED HUMAN BRAIN - Lindvall, Olle 이식된도파민성뉴런이도파민방출을회복하며어떤경우에는장기적으로도해당뇌손상의개선을유도할수있다는것을확인했다. 이식된뉴런은이소성부위에위치하고있음에도불구하고숙주뇌에기능적으로통합되어있다는증거를확인했다. 뇌졸중을겪은뇌에서쥐대뇌피질에이식된인간 ips 세포에서유도된신경세포로의시냅스연결이피부와코의피부자극으로활성화된다는증거를보여주었다. 따라서뇌졸중에영향을받는숙주뇌는이식된인간줄기세포에서유도된뉴런의활동을조절할수있으며이러한뉴런은손상된피질회로에통합될수있으나, 접근법의임상번역에서필요한단계가될뇌졸중에서세포이식후기능적개선에뉴런교체가기여한다는것이입증되어야한다. 4) RETINAL CELL THERAPY USING IPS CELLS - Takahashi, Masayo 2014년 9월에 ips 유래세포를이용한치료를처음으로시도했는데, 노화로인한황반변성 (AMD) 이타겟질병이었다. AMD는망막색소상피 (retinal pigment epithelium, RPE) 의노화 (senescence) 에의해유발되기때문에손상된 RPE를 ips 세포로만든정상적인젊은 RPE로대체하고자하는것이시술의목표였다. 첫번째임상연구에서는환자의피부섬유아세포에서 ips 세포를만들어 RPE로분화시키고, 세포의순도, 기능및다양한유전자검사를수행했다. 면역결핍마우스를사용하여안전성을확인하기위해다양한실험을수행했다. 단일세포 RT-PCR을사용하여플라스미드잔유물및유전자변형을평가했다. 우리는수술후 1년후의결과를추적했는데, 이식된 RPE 세포는 2년동안면역거부반응을일으키거나종양이발생하지않았다. 본연구진은동종 ips-rpe 세포현탁액및시트및자가 ips-rpe를사용하여 2017년 2월에허가받은새로운이식치료법을준비하고있다. 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 11 / 13
5) MAKING PANCREATIC ISLET CELLS FOR DIABETICS AND DIABETES RESEARCH - Melton, Douglas Melton 연구소의연구는제1형당뇨병에대한새로운치료법을찾는데중점을둔다. 췌장베타세포가어떻게만들어지고어떻게자가면역반응의타겟이되는지이해하기위해췌장의발달과정을분석하였다. 가장최근에우리는인간줄기세포 (ES 및 ips) 를기능성췌장베타세포로시험관안에서대량으로분화시키는방법을보고했다. plenary lecture 때에는큰홀에가득찬의자가모자랄정도로사람들이많이모였으며, 강연대에서멀리앉은사람들을위해많은보조모니터들이준비되어있어강연을듣는데에는불편함이없었다. II. 총평 이번학회는줄기세포분야에서전세계적으로가장권위있고규모가큰학회답게줄기세포분야의가장중요한최신연구들을한자리에서볼수있었다. 내로라하는줄기세포분야의전문가들이한자리에모여각자의성과와과학자들이새롭게밝혀나가야하는의문점들을다시금제시해주었다. 이번학회는보스톤에서열린만큼하버드와보스턴 children s hospital 연구진들이다수참여했는데, 가장중요한키워드는조혈모세포의분화유도와 ipsc를이용한오가노이드형성이었다. 그리고다양한치료법들의임상결과와더불어 single cell sequencing을통한암이나조직의 heterogeneity를분석하는것도중요한주제들중한갈래였다고말할수있다. 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 12 / 13
2018 년 ISSCR 학회장소는호주멜버른이다. The views and opinions expressed by its writers do not necessarily reflect those of the Biological Research Information 김슬하 (2017). 2017 ISSCR 학회참관기. BRIC View 2017-C06. Available from http://www.ibric.org/myboard/read.php?board=report&id=2798 (Aug. 02, 2017) Email: member@ibric.org 본콘텐츠는의후원으로작성되었습니다. 2017 ISSCR 학회참관기김슬하 Page 13 / 13