줄기세포 기반의 치주조직재생

Abstract

치주조직은 백악질, 치주인대, 치조골로 구성된 복합 조직으로 치아를 골 안에 유지시켜주고 지지하는 역할을 한다. 치주염은 치아주위의 결합조직 부착과 골의 비가역적인 손상을 초래하여 치아상실의 주요한 원인이 된다. 따라서 치주질환은 치과의사와 환자, 구강보건체계에 있어서 가장 중요한 질환 중 하나이다. 최근 몇 년 동안 임상적인 치주과학의 중요한 목적은 치아주위염증에 의해 손상된 치아주위조직의 원래 형태, 구조 및 기능에 대한 조직의 재생에 관한 것이다. 치아주위조직의 재생은 새로운 결합조직 섬유들이 백악질과 골에 삽입되어야 하며, 치주조직 재생을 위해서는 복잡한 백악질-치주인대-골 연결 구조와 치아와 치조골 사이의 기능적 연결 구조를 복원해야 한다. 따라서 현재 임상적으로 다양한 수술적, 비수술적 방법들과 골대체 재료들이 사용되고 있지만 임상적인 결과는 여전히 제한적이다. 골유도재생술, 조직유도재생술과 같은 골이식이나 골대체 재료들은 손실된 결합조직 부착을 재생하는 능력이 없으며 세포 기반의 치료와 함께 다양한 성장인자나 변조 작용제가 사용되었으나 이 역시 제한적인 성공을 거두었다. 줄기세포기반 치료는 현재 의학, 치의학 분야에서 가장 활발하게 연구 중인 분야이다. 치주질환과 같은 질병이 있을 경우 건전한 줄기 세포가 상실되어 조직 재생이 자연적으로 일어나지 않기 때문에 외부에서 증식한 줄기세포와 같은 외인성의 재생 도구가 숙주 세포를 보충하고 조직 재생을 촉진하는데 도움을 줄 수 있다. 성공적인 치주조직재생을 위한 가장 중요한 요인은 정확한 위치에 적합한 세포가 위치하여 치주 조직의 성분과 일치하는 세포외물질을 생산해내는 것이다. 줄기세포를 이용하여 다른 조직(피부, 연골, 골, 심혈관 성분, 이자 등)의 재생이 성공적으로 증가하였기 때문에 치주조직의 재생에도 조직공학적인 접근과 함께 줄기세포 기반의 치료가 새로운 영역으로 떠오르고 있다. 치아줄기세포는 성인 체내의 다른 부위에서 얻는 줄기세포와 비교할 때 줄기세포를 획득할 수 있는 부위에 접근이 용이한 장점이 있으며 증식, 분화, 유연성과 같은 특징을 가지고 있다. 몇 가지 종류의 줄기세포의 특징에 대해 알아보았으며, 치수줄기세포(dental pulp stem cells, DPSCs), 유치치주줄기세포(Stem cells from exfoliated deciduous teeth, SHED), 치주인대줄기세포(PDL stem cells, PDLSC), 치근단줄기세포(Stem cells from apical papilla, apical papilla stem cells, SCAP), 치낭줄기세포(Dental follicle cells, DFCs), 그리고 MSC는 현재 줄기세포 기반의 치주조직재생을 위해 가장 활발히 연구되고 있다. 하지만 안정성이 아직 충분히 검토되지 않았고, 외부에서 배양과 증식이 어려운 점은 아직까지 줄기세포의 한계점으로 인식되고 있다. 효율적인 줄기세포의 전달 방법과 함께 이런 한계점을 극복하기 위한 연구가 앞으로도 계속되어야 할 것이다. 최근의 줄기세포 기반 치주조직공학과 치주조직재생의 발전과 함께 다음 단계의 연구는 이 진보된 치료 방법의 임상적인 활용에 중점을 두어야 할 것이다. 따라서 후향적 연구에서는 in vitro에서 다분화능의 줄기세포성을 유지하는 방법과 ex vivo에서 줄기세포를 안전하고 효과적으로 증식시켜서 많은 동물 모델의 치주적 결손부를 회복하는 방법을 개발하는 것이 필요하다. 치아의 부분재생과 함께 전체 치아를 재생하기 위한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 전체 치아를 재생하더라도 이를 이식하기 위해서는 치주인대의 재생과 함께 치아와 치주조직의 결합이 필요하므로 결국 치주조직재생은 향후 전체 치아의 재생과 이식 과정의 성공을 위한 필수적인 단계라고 생각된다.