난자 및 정자형성과정은 성에 따라 차이가 일부 있지만 생식줄기세포 (germ-line stem cells)의 증식을 통해 그 수를 유지하고, 그 중 일부 또는 전부가 감수분열에 진입하여 생식세포인 정자와 난자를 생산한다. 따라서 생식세포의 형성과정은 세포의 증식과 성장, 분화 기작을 연구할 수 있는 매우 훌륭한 시스템으로 여겨져 과거로부터 많은 연구가 진행되어왔다. 더욱이 인간에서 보조생식술과 동물 생명공학의 발전을 통해 그 중요성은 더욱 커지고 있으나, 그 체외배양 모델시스템이 없어 최근까지의 연구에는 많은 어려움이 있었다. 과거에 많은 연구자들에 의해 생식세포의 배양, 정소와 난소의 기관 배양 등이 시도된 바 있으나, 대부분 단기간 내 성공일 뿐 장기간 배양에는 어려움이 있었다. 하지만 교토대학의 Shinohara 교수팀에 의해 체외에서 정원줄기세포의 장기간 증식 배양법이 확립되었고, 또 배양된 정원줄기세포가 정소 세정관 내에 이식을 통해 정자형성과정을 재현할 수 있음이 확인되어 이 분야의 연구와 응용연구는 활성화되기 시작했다. 또한, 최근 들어 배아줄기세포, 성체줄기세포와 같은 여러 종류의 전분화능 줄기세포에서 생식줄기세포 또는 생식세포로의 분화가 일부 성공됨에 따라 생식세포의 증식과 분화의 조절기작이 일부 밝혀지고 있다. 따라서 이러한 연구성과 는 현재까지 치료가 불가능한 비폐쇄성 무정자증환자의 불임치료 방법으로의 발전 가능성을 제시할 뿐 아니라 동물생명공학분야로의 응용가능성을 더욱 높여주고 있다. 본 연제에서는 실험동물과 인간의 줄기세포로부터 생식세포의 분화에 관한 최근 연구를 정리하고, 이를 이용한 기초연구, 산업, 임상치료에의 적용가능성을 제시하고자 한다.

• 이동률(CHA의과학대학교 의생명과학과)