세포 주기를 영구적으로 벗어나 노화(senescence)에 이르는 세포의 축적은 노화의 특징이자 질환에 대한 감수성을 높이는 요인이다. 새롭게 부상하는 증거는 다능성 배아줄기세포(ESCs)가 방출하는 세포외 소포(extracellular vesicles, EVs)가 치료/재생적 특성을 지니며, 세포 노화 및 노화 관련 질환에 유의미한 영향을 미칠 잠재력이 있음을 시사한다. 그러나 ESC 유래 EVs가 제공할 수 있는 이점의 잠재력을 활용하기 위한 결정적인 다음 단계는, 이들 EVs의 독특한 기능적 효과를 담당하는 분자적 기전을 규명하는 것이다. 이러한 기전은 현재까지 충분히 규명되지 않았다. 이를 목표로, 우리는 이제 ESC에서 유래하여 방출되는 EVs에 의해 필수적으로 작동하는 신호전달 경로를 확인하였으며, 이 경로가 섬유아세포와 성상교세포가 노화에 이르지 못하도록 강력하게 차단한다는 점을 밝혔다. 이 과정은 EVs의 표면을 코팅하는 세포외 기질 단백질인 피브로넥틴(fibronectin)에서 시작된다. 피브로넥틴은 소포가 세포의 인테그린(integrins)에 결합하도록 하여 FAK와 AKT의 활성화를 유도한다. 그 결과 GSK3β 활성은 억제되고, 전사인자 Nrf2가 안정화되어, 그렇지 않으면 세포 노화를 유발할 산화 스트레스의 영향을 상쇄한다. 본 연구 결과는 ESC 유래 EVs가 세포의 수명을 연장하기 위해 사용하는 신호전달 경로를 규정하며, 노화 방지(anti-aging) 전략에서의 잠재적 적용 가능성을 부각한다.

줄기세포는 다능성(pluripotency)을 유지하고 자기갱신을 촉진하는 동시에, 적절한 시점에는 특수화된 세포로 분화하도록 돕기 위해 다양한 기전을 사용한다. 이러한 기전 중 하나로서 줄기세포, 발달 및 재생의학 연구 커뮤니티에서 상당한 주목을 받고 있는 것은 세포 간 통신 형태, 보다 구체적으로는 세포가 비전통적인 막으로 둘러싸인 구조를 형성하고 방출할 수 있는 능력과 관련된 내용이다. 이는 세포외 소포(extracellular vesicles, EVs)로 지칭된다. EVs에는 두 가지 주요 범주가 있는데, 미세소포(microvesicles, MVs)는 원형질막의 바깥쪽으로의 새어 나옴(outward budding)과 분열(fission)을 통해 생성되고, 엑소좀(exosomes)은 엔도-리소좀 경로에서 다중소포성 소체(multivesicular bodies, MVBs)로 형성된 뒤 세포 표면과 융합하여 그 내용물을 방출한다. 생성되는 방식은 서로 다르지만, MVs와 엑소좀 모두 단백질, RNA 전사체, microRNAs(미세RNA), 심지어 DNA에 이르기까지 다양한 생리활성 화물을 포함하는 것으로 나타났으며, 이러한 화물은 다른 세포로 전달되어 표현형 변화를 유도할 수 있다. 여기에서는 EVs에 관해 현재까지 알려진 내용과 줄기세포 생물학 및 초기 발달의 여러 양상에서 EVs가 수행하는 역할을 기술하고자 한다. 또한 줄기세포가 생산하는 EVs가 치료적 전달 시스템으로서의 잠재력과 재생 능력을 포함하여 임상 적용을 위한 목적으로 얼마나 적극적으로 추적되고 있는지에 대해서도 강조할 것이다.