침샘 재생과 세포의 생애주기, 침관 줄기세포는 어떤 역할을 할까요?

침샘의 분비세포는 한 번 만들어진 뒤 평생 그대로 남아 있는 세포가 아닙니다. 성숙한 세포도 분열에 참여하고, 일부 전구세포는 새로운 분비세포를 공급합니다. 다만 침관의 줄기세포가 장액세포와 점액세포를 계속 만들어 낸다는 설명만으로는 정상 성체의 세포 교체를 충분히 설명할 수 없습니다.

이 글에서는 침샘 재생을 치료법이 아닌 세포의 유지·분화·교체라는 생리학적 과정으로 살펴봅니다. 발생 중인 조직, 정상 성체, 손상 뒤 재생하는 조직을 구분하고, 문헌에 등장하는 턴오버 기간이 실제로 무엇을 측정한 수치인지 설명하겠습니다.

먼저 기억할 내용은 세 가지입니다.

• 정상 성체에서는 기존 선방세포의 자기복제가 중요한 유지 경로입니다. 침관의 전구세포는 대체로 침관 계통을 유지합니다.
• 심한 손상 뒤에는 일부 침관세포와 근상피세포의 분화 가능성이 달라질 수 있습니다. 평상시의 계통 경계가 재생 과정에서도 언제나 고정되어 있는 것은 아닙니다.
• 사람의 장액세포·점액세포가 각각 며칠을 사는지는 아직 확립되어 있지 않습니다. 동물실험의 수명 추정치와 세포 추적 기간을 사람의 교체 주기로 바꾸어 읽어서는 안 됩니다. (Aure 등, 2015; Weng 등, 2018; Baum 등, 2002)

그림 1. 분비세포와 침관이 연결된 구조를 표현한 개념도입니다. 실제 조직 사진이나 실험 결과 영상은 아닙니다.

침샘에서 침을 만드는 세포와 침을 운반하는 세포는 어떻게 다를까요?

침샘의 끝부분에는 작은 공간을 둘러싸고 분비세포가 모여 있습니다. 이 분비 단위를 선방(acinus)이라고 합니다. 선방에서 만들어진 분비액은 개재관(intercalated duct), 선조관(striated duct), 더 큰 배출관을 거쳐 입안으로 이동합니다. 침이 흐르는 해부학적 순서가 곧 세포가 분화하는 순서는 아닙니다.

선방세포는 물과 분비 단백질을 공급하고, 침관세포는 분비액을 운반하면서 전해질 조성을 바꿉니다. 선방에서 형성되는 일차 분비액은 대체로 등장성이지만, 관을 지나면서 나트륨·염소의 재흡수와 칼륨·중탄산의 분비가 일어납니다. 관 상피는 물 투과성이 상대적으로 낮아 최종 침은 보통 저장성이 됩니다. 실제 조성은 분비 속도에 따라서도 달라집니다. (Chibly 등, 2022)

세포	주요 역할	분화·재생을 이해할 때의 구분
장액세포(serous cell)	소화효소 등 단백질을 포함하는 분비물 생성	성숙한 분비세포이며, 단순히 점액세포가 되기 전의 단계가 아닙니다.
점액세포(mucous cell)	윤활과 점막 보호에 관여하는 뮤신 생성	큰 분비과립과 기저부로 밀린 핵 등 분비 기능에 맞는 구조를 갖습니다.
침관세포(ductal cell)	침의 이동과 전해질 조절	일부 구역에 줄기·전구세포가 있지만, 모든 관세포가 다능성 줄기세포는 아닙니다.
근상피세포(myoepithelial cell)	분비 단위의 바깥쪽에서 수축·구조 지지	평상시의 지지 기능과 특정 손상 모델에서 보이는 가소성을 구분해야 합니다.

사람의 귀밑샘은 장액성 분비가 중심이며, 턱밑샘은 장액성·점액성 성분이 함께 있는 혼합샘, 혀밑샘은 점액성 성분이 우세한 혼합샘입니다. 그러나 실제 분비 단백질의 조합은 이 세 분류보다 복잡합니다. 사람 조직을 분석한 연구에서도 큰 침샘마다 서로 다른 단백질 발현 양상이 확인됩니다. (Saitou 등, 2020)

침관의 줄기세포는 무엇을 만드는 세포일까요?

줄기세포(stem cell)는 자신을 유지하면서 분화한 후손을 만들 수 있는 세포입니다. 전구세포(progenitor cell)는 특정 계통의 세포를 만들어 내는 능력이 있지만, 분화 범위와 자기갱신 능력이 더 제한적일 수 있습니다. 두 용어는 연구마다 사용 범위가 조금씩 다르므로, 명칭보다 실제로 어떤 후손을 만들었는지를 보는 편이 정확합니다.

연구자들은 KRT5·KRT14 같은 케라틴, KIT 수용체, SOX2·SOX10·ASCL3 같은 전사인자를 세포를 구별하는 표지로 사용합니다. 표지가 있다는 사실만으로 모든 종류의 세포로 분화할 능력이 입증되는 것은 아닙니다. 같은 표지라도 발생 시기와 침샘 종류에 따라 다른 세포를 가리킬 수 있습니다.

침관이 분비세포의 공급원이라는 생각에는 실제 실험적 배경이 있습니다. Bullard 연구진은 생쥐에서 ASCL3를 발현하는 세포의 후손이 관세포와 선방세포에 모두 나타나는 것을 보고했습니다. 다만 이 실험의 표지는 발생·성장 과정에서도 누적될 수 있는 방식이었습니다. 따라서 정상 성체의 특정 시점에 존재하던 침관세포만 골라 추적한 결과와 똑같이 해석할 수는 없습니다. (Bullard 등, 2008)

반면 성체 생쥐의 KRT14 양성 관세포를 시점을 정해 추적한 연구에서는, 개재관의 특정 영역에 있는 세포가 과립관(granular duct)을 형성하고 유지했습니다. 이는 침관 안에 오래 유지되는 줄기세포 집단이 있다는 근거이지만, 그 집단이 평상시에 선방세포까지 지속적으로 공급한다는 뜻은 아닙니다. 또한 설치류의 발달한 과립관은 사람의 큰 침샘에 그대로 대응하는 구조가 아닙니다. 과립관세포를 사람의 점액세포와 같은 것으로 설명해서도 안 됩니다. (Kwak 등, 2016)

결국 “침관에 줄기세포가 있는가?”와 “그 줄기세포가 정상 상태에서 장액·점액세포를 얼마나 만드는가?”는 서로 다른 질문입니다.

발생 과정과 성체의 재생을 같은 분화 경로로 볼 수 있을까요?

배아에서는 아직 완성되지 않은 상피가 증식하고 가지를 만들면서 관과 분비 단위를 형성합니다. 이 시기의 상피 전구세포는 성체의 관세포보다 넓은 분화 가능성을 가질 수 있습니다. 상피와 주변 간엽 사이의 신호 교환, 세포 증식, 공간적으로 조절되는 세포 사멸이 함께 조직의 형태를 만듭니다. (Miletich, 2010)

생쥐 발생 연구에서 SOX10은 끝눈(end bud)의 전구세포가 선방·개재관·근상피를 포함하는 분비 단위를 형성하는 데 관여했습니다. FGF 신호와 주변 조직의 환경도 중요했습니다. 이를 “침관세포에서 SOX10이 켜지면 바로 장액세포나 점액세포가 된다”는 하나의 스위치로 단순화하면 안 됩니다. 발생 중인 조직의 유전자 조절 결과를 성인의 정상 분화 순서로 옮겨 놓는 셈이기 때문입니다. (Athwal 등, 2019)

태아 조직을 다룬 연구에서는 SOX2와 부교감신경 신호가 선방 계통의 형성을 조절하는 관계도 확인되었습니다. 신경은 완성된 세포에 분비 명령만 전달하는 것이 아니라, 발달 중인 세포의 유지와 분화에도 관여합니다. 다만 이러한 발생생리학적 역할을 성인의 모든 재생 과정에 동일하게 적용할 수는 없습니다. (Emmerson 등, 2017)

그림 2. 발생, 정상 성체의 유지, 심한 손상 뒤 재생은 서로 다른 조건입니다. 아래쪽 점선 화살표는 특정 생쥐 손상 모델에서 확인된 조건부 경로이며, 사람에게 항상 일어나는 과정이라는 뜻은 아닙니다. 근거: Athwal(2019), Aure(2015), Weng(2018), Ninche(2020).

장액세포와 점액세포는 어떤 과정을 거쳐 분비 기능을 갖출까요?

분비세포가 되는 과정은 특정 유전자가 발현되는 데서 끝나지 않습니다. 만들어야 할 분비물에 맞게 세포의 내부 구조와 방향성이 함께 정리되어야 합니다. 여기서 분화(differentiation)는 세포의 성격이 정해지는 과정, 성숙(maturation)은 그 성격에 맞는 기능과 구조가 충분히 갖추어지는 과정으로 구분할 수 있습니다.

먼저, 분비물을 만드는 능력이 발달합니다

단백질을 많이 분비하는 세포에는 조면소포체와 골지체가 발달합니다. 소포체에서 만들어진 단백질은 골지체에서 가공·분류되어 분비과립에 저장됩니다. 점액성 분비를 담당하는 세포에서는 뮤신의 합성과 당화, 과립의 포장이 중요합니다. “효소를 만드는 세포”와 “뮤신을 만드는 세포”라는 차이는 외형뿐 아니라 발현하는 유전자와 단백질 조합의 차이이기도 합니다.

흰쥐 귀밑샘의 발달을 분석한 연구는 선방세포의 성숙 과정에서 유전자 발현이 여러 단계로 달라짐을 보여 주었습니다. 이 연구에서 XBP1은 MIST1의 프로모터를 활성화했고, XBP1과 MIST1은 분비 단백질 유전자의 활성에도 관여했습니다. 여러 조절인자가 함께 분비 기능을 갖추게 한다는 의미입니다. (Metzler 등, 2015)

다음으로, 내강을 향한 세포의 방향성이 갖추어집니다

분비과립이 어느 쪽에 모이고, 세포막의 어느 부분에서 내용물을 내보내는지가 중요합니다. 내강을 향한 면은 꼭대기면, 기저막을 향한 면은 기저면입니다. 세포가 이 방향을 유지해야 분비물이 조직 안쪽이 아니라 관으로 이어지는 공간에 전달됩니다.

MIST1을 연구한 실험은 이 전사인자가 분비과립과 세포소기관의 배치 등 분비세포의 구조적 조직화에 관여한다는 점을 보여 주었습니다. 다만 MIST1 하나가 장액성인지 점액성인지, 어느 장기에 속하는지까지 모두 결정하는 것은 아닙니다. 분비 장치를 갖추는 일과 세포의 전체 정체성을 정하는 일은 구분해야 합니다. (Lo 등, 2017)

마지막으로, 세포가 분비 단위에 통합되어야 합니다

새 세포가 분비 단백질을 만들더라도 내강이 침관과 연결되지 않으면 분비물이 정상적으로 배출되기 어렵습니다. 주변 세포와의 접합, 기저막과의 관계, 신경 자극에 대한 반응도 함께 갖추어져야 합니다. 침샘 재생을 다룬 학술서 장에서도 조직의 재형성과 분비 특성의 회복을 함께 살펴봅니다. 표지 단백질이 나타나는 것, 선방 모양이 생기는 것, 정상 분비 기능을 갖추는 것은 서로 다른 평가 단계입니다. (Carpenter와 Cotroneo, 2010)

그림 3. 분비세포의 구조를 단순화한 의학 일러스트입니다. 두 세포를 연결하는 분화 화살표를 넣지 않았습니다. 장액세포가 일반적으로 점액세포의 전 단계라는 의미가 아니기 때문입니다.

장액세포가 점액세포로 바뀌는 과정이 따로 있나요?

장액세포와 점액세포는 원칙적으로 서로 다른 분비 특성을 가진 세포이지, 반드시 차례대로 거치는 두 단계는 아닙니다. 귀밑샘의 장액성 세포가 나이가 들면 점액세포가 되는 식의 보편적인 생애주기는 알려져 있지 않습니다.

사람의 큰 침샘을 분석한 연구에서는 아밀라아제 관련 유전자의 발현은 귀밑샘에서 두드러지고, MUC7의 발현은 혀밑샘과 턱밑샘에서 서로 다른 정도로 나타났습니다. 장액성·점액성이라는 구분은 유용하지만, 하나의 단백질만으로 모든 세포를 이분법적으로 나누기는 어렵습니다. 사람의 뮤신과 생쥐 실험의 뮤신 표지도 구분해야 합니다. (Saitou 등, 2020)

여기서 자주 인용되는 연구가 성체 생쥐 혀밑샘의 SOX2 양성 전구세포 연구입니다. 출발 세포는 AQP5를 발현하지만 MUC19는 발현하지 않는 미분화 선방 전구세포였습니다. 이 세포의 후손을 14일 또는 30일 뒤 확인하자 MUC19를 발현하는 선방세포가 관찰되었습니다. 같은 추적에서 침관세포로의 기여는 관찰되지 않았습니다. (Emmerson 등, 2018)

이 결과는 선방 안의 특정 전구세포가 뮤신을 발현하는 분비세포를 공급할 수 있다는 근거입니다. 출발 세포를 무조건 성숙한 장액세포라고 부르거나, 이를 “침관 줄기세포가 점액세포로 변하는 데 정확히 30일 걸린다”는 설명으로 바꾸면 연구 내용과 달라집니다. 14일과 30일은 연구자가 후손을 확인한 시점입니다.

정상 성체에서는 분비세포가 어떻게 교체될까요?

성숙한 선방세포도 분열할 수 있습니다. 따라서 분비 기능을 갖추었다는 사실과 더 이상 분열하지 않는다는 판단은 같은 말이 아닙니다. 세포는 분비 기능을 수행하면서도 일부가 세포주기에 다시 진입하여 자신의 계통을 유지할 수 있습니다.

Aure 연구진은 생쥐의 성숙한 선방세포를 유전적으로 표시하고 후손을 추적했습니다. 표지된 세포의 비율이 장기간 유지되고 같은 표지를 가진 세포 집단이 커지는 결과는, 정상 조직에서 선방세포가 자기복제(self-duplication)로 유지된다는 설명을 지지했습니다. 추적은 6개월까지 이루어졌습니다. (Aure 등, 2015)

여기서 6개월 뒤에도 표지가 보였다는 것은 최초의 세포 한 개가 반드시 6개월 내내 살아 있었다는 뜻이 아닙니다. 유전 표지는 그 세포가 분열해 만든 딸세포에도 이어지기 때문입니다. 이 실험이 강하게 보여 주는 것은 세포 계통의 지속성이지, 모든 선방세포의 개별 수명은 아닙니다.

앞선 방사성 티미딘 표지 연구에서도 성체 생쥐 턱밑샘의 선방세포 유지에 자체 증식이 중요하다는 결과가 제시되었습니다. 해당 연구는 개재관과 선방의 경계에서 관세포가 선방세포로 전환된다는 증거를 찾지 못했습니다. 서로 다른 방법의 연구가 “정상 성체의 분비세포 공급을 전적으로 침관에 의존하는 모델”을 재검토하게 한 셈입니다. (Denny 등, 1993)

손상 뒤에는 왜 침관세포의 역할이 달라질까요?

평상시 자신과 같은 종류의 세포만 유지하던 집단도 조직이 크게 손상되면 다른 계통을 만드는 능력을 보일 수 있습니다. 이를 세포 가소성(cellular plasticity)이라고 합니다. 이때 기존의 분화 특성이 약해지고 전구세포와 비슷한 상태를 거친 뒤 새로운 분비세포로 다시 분화하는 경로가 제안됩니다.

Weng 연구진의 생쥐 실험에서는 정상 상태와 경미한 손상에서 관세포·선방세포가 주로 각자의 계통을 유지했습니다. 반면 심한 손상 뒤에는 관세포 계통이 일부 새로운 선방 집단에 기여했습니다. 같은 세포라도 주변 조직과 손상 정도에 따라 실제 후손의 범위가 달라질 수 있다는 결과입니다. (Weng 등, 2018)

Ninche 연구진은 선방세포가 거의 소실되는 심한 손상 모델에서 여러 비선방 세포의 참여를 관찰했습니다. 그 모델에서 재생된 선방의 80% 이상은 근상피세포와 관세포 등을 포함하는, 이미 분화한 세포 집단에서 유래했습니다. 반면 KRT14·Axin2로 표시한 관 줄기세포는 분화 범위가 넓어졌지만 선방 재생에 대한 기여는 크지 않았습니다. (Ninche 등, 2020)

이 수치는 사람의 재생 성공률도, 침관 줄기세포가 장액·점액세포를 만드는 비율도 아닙니다. 특정 생쥐 손상 모델에서 새 선방이 어느 세포 집단에서 유래했는지를 나타내는 결과입니다. 오히려 이 연구는 재생을 담당하는 세포가 언제나 하나의 줄기세포 집단으로 정해져 있지는 않다는 점을 보여 줍니다.

침샘세포의 생애주기는 어떤 단계로 나누어 볼 수 있을까요?

세포의 생애주기를 “탄생 → 성숙 → 사멸”의 일직선으로만 그리면 중요한 과정이 빠집니다. 성숙한 세포가 다시 분열할 수 있고, 세포 내부의 단백질과 소기관은 세포 전체가 교체되기 전에도 계속 정비되기 때문입니다.

단계	세포에서 일어나는 일	시간 해석에서 주의할 점
새로운 세포의 생성	기존 분비세포 또는 전구세포가 분열해 딸세포를 만듭니다.	정상 유지와 손상 후 재생에서 출발 세포가 같지 않을 수 있습니다.
계통의 확립	분비세포 또는 관세포에 맞는 유전자 발현이 갖추어집니다.	발생기의 분화 순서를 성체의 고정 경로로 보지 않습니다.
구조적 성숙	소포체·골지체·분비과립·세포 극성이 정돈됩니다.	표지 한 가지의 발현만으로 완전한 성숙을 판단하지 않습니다.
기능 수행과 유지	분비, 단백질 합성, 세포소기관 정비를 반복합니다.	분비물의 방출과 세포 전체의 교체는 다릅니다.
세포주기 재진입	일부 성숙 세포가 다시 DNA를 복제하고 분열합니다.	분열하지 않는 기간에도 분비 기능은 계속될 수 있습니다.
소실과 보충	세포 사멸·제거로 생긴 결손을 주변 세포 집단이 보충합니다.	모든 세포가 같은 날 교체되는 것은 아닙니다.

이 표는 여러 연구를 종합해 정리한 생리학적 설명입니다. 하나의 세포를 탄생부터 사멸까지 연속 촬영해 얻은 고정 시간표가 아닙니다. (Miletich, 2010; Lo 등, 2017; Aure 등, 2015)

침을 분비할 때마다 세포가 소모되는 것은 아닙니다

침샘의 단백질 분비는 주로 분비과립이 세포막과 융합해 내용물을 내보내는 세포외배출(exocytosis) 방식입니다. 세포 전체가 떨어져 나와 침이 되는 과정이 아닙니다. 물과 전해질의 이동도 세포막의 통로와 수송체를 통한 별도의 조절을 받습니다. (Chibly 등, 2022)

따라서 분비과립을 채우고 비우는 시간, 손상된 단백질을 분해하는 시간, 세포 한 개가 살아 있는 시간은 서로 다릅니다. 세포 내부의 분해·재활용에 관여하는 리소좀과 자가포식 경로 역시 분비세포의 구조 유지와 연결됩니다. 자가포식으로 세포 내부 성분을 정비하는 일을 세포 전체의 사멸과 같은 것으로 해석해서는 안 됩니다. (Lo 등, 2017)

세포주기와 세포 수명은 다릅니다

세포주기(cell cycle)는 분열에 들어간 세포가 G1기, DNA를 복제하는 S기, G2기, 유사분열기를 거치는 과정입니다. 반면 세포 수명은 한 세포가 생겨난 뒤 소실될 때까지의 시간입니다. 분열하지 않는 상태인 G0에 오래 머무는 세포도 있으므로, 한 번의 세포주기 길이로 수명을 계산할 수 없습니다. (Cooper, 2000)

여기서 휴지 상태(quiescence)는 세포의 모든 활동이 멈추었다는 뜻이 아닙니다. 분열하지 않으면서도 대사 활동을 유지할 수 있고, 적절한 신호를 받으면 다시 세포주기로 들어가는 세포도 있습니다. 일반 세포생물학 교과서에 나오는 ‘배양 세포의 약 24시간 주기’ 역시 빠르게 증식하는 세포의 예시이지, 성인의 침샘세포에 적용하는 고정 주기가 아닙니다. (Cooper, 2000)

그림 4. 세포 안에서 반복되는 분비·정비와 세포 전체의 생성·교체를 구분했습니다. 선방세포는 성숙한 뒤에도 일부가 분열에 참여할 수 있으므로 생애주기가 단순한 일방향 과정은 아닙니다.

문헌의 62일·125일·200일은 무엇을 뜻할까요?

사람의 침샘이 62일, 125일 또는 200일마다 통째로 새로워진다는 뜻은 아닙니다. 이 숫자들은 동물의 특정 침샘과 세포 집단을 대상으로 얻은 오래된 추정치입니다. 평균 수명인지 최대 수명 추정인지도 서로 다릅니다.

문헌에 등장하는 기간	대상·방법	실제 의미
62일	젊은 성체 암컷 흰쥐 턱밑샘, 방사성 티미딘 표지와 위치 분석	관 상피세포의 최대 수명에 대한 모형 추정입니다.
125일	같은 연구의 선방 상피세포	선방세포의 최대 수명에 대한 모형 추정입니다.
약 200일	학술서 장에서 정리한 성체 수컷 흰쥐 귀밑샘 및 성체 생쥐 턱밑샘의 선행 연구	특정 세포 집단의 장기 유지에 관한 추정치입니다. 특히 흰쥐 귀밑샘에서는 평균 수명 추정으로 소개됩니다.
확립된 값 없음	사람의 장액세포·점액세포·관세포 각각	세포 종류별로 보편적으로 적용할 수 있는 정상 수명·전체 교체 기간이 정립되어 있지 않습니다.

수치 출처: Zajicek 등(1985), Baum 등(2002). 종·성별·침샘·세포 종류·추정 방법이 다르므로 세 숫자를 하나의 정상 범위로 합치지 않았습니다.

Zajicek 연구진은 흰쥐 20마리에 표지를 투여한 뒤 1시간, 4일, 16일, 23일에 조직을 관찰했습니다. 이후 표지된 세포의 위치 변화를 모형으로 해석해 62일과 125일을 추정했습니다. 즉, 최초 세포가 죽는 순간까지 125일 동안 직접 따라간 실험이 아닙니다. 최대 23일의 관찰을 바탕으로 더 긴 시간을 외삽한 것입니다. (Zajicek 등, 1985)

당시 연구는 조직이 고정되어 있지 않고 갱신된다는 생각에 중요한 근거를 제공했습니다. 그러나 위치 변화를 통한 추정에는 세포 이동, 분열, 분화에 관한 가정이 포함됩니다. 이후 유전적 계통추적이 도입되면서 “어떤 세포가 어떤 후손을 만드는가”를 더 직접적으로 구분하게 되었습니다.

Baum 등의 학술서 장은 성숙한 침샘 상피를 서서히 갱신되는 세포 집단(slow-renewing population)으로 정리하면서 약 200일이라는 선행 연구 추정도 소개했습니다. 이 장 자체가 사람의 수명을 새로 측정한 연구는 아니며, 세포 동역학에 대한 추가 연구가 필요하다는 점도 명시했습니다. (Baum 등, 2002)

그림 5. 수명 추정치의 대상과 의미를 함께 표시했습니다. 서로 다른 추정치를 막대 높이로 비교하면 같은 종류의 측정값처럼 보일 수 있어, 비교 그래프 대신 근거 카드로 제시했습니다.

24시간·30일·6개월이라는 연구 결과는 어떻게 읽어야 할까요?

앞의 수명 추정치와 달리, 다음 수치들은 표지된 세포를 언제 관찰했는지 또는 관찰 시점에 어떤 현상이 나타났는지에 관한 값입니다.

기간	연구에서 관찰한 내용	뜻하지 않는 것
24시간	성체 수컷 생쥐 턱밑샘 연구에서, 표지된 세포의 유사분열 완료 비율이 세포 종류에 따라 30～60%였습니다.	전체 침샘세포의 30～60%가 하루 만에 교체되었다는 뜻이 아닙니다.
42일	같은 연구에서 처음 표지된 세포의 약 40%는 여전히 단일 세포 형태로 관찰되었습니다.	모든 세포의 수명이 42일이라는 뜻이 아닙니다.
14일·30일	생쥐 혀밑샘 SOX2 계통에서 MUC19 양성 선방 후손을 확인한 시점입니다.	모든 전구세포가 분화하는 데 필요한 정확한 소요 시간이 아닙니다.
6개월	성숙 선방세포의 유전 표지를 장기간 추적한 시점입니다.	처음 표지한 개별 세포가 모두 6개월 동안 생존했다는 증거가 아닙니다.

출처: Denny 등(1993), Emmerson 등(2018), Aure 등(2015). 첫 두 행의 분모는 전체 조직 세포가 아니라 표지된 세포입니다.

Denny 연구의 24시간 결과는 DNA 합성 시점에 표지된 집단이 이후 어떻게 분열했는지 보여 줍니다. 처음부터 분열 과정에 들어와 있던 세포를 선택해 본 것이므로 전체 세포 집단에 적용할 수 없습니다. (Denny 등, 1993)

발달 연구의 시간도 따로 보아야 합니다. 흰쥐 귀밑샘의 성숙을 분석한 Metzler 연구는 약 한 달에 걸친 발생·분화 시기의 변화를 다루었습니다. 태어나면서 발달하는 조직의 성숙 기간은 성체 조직의 턴오버 기간이 아닙니다. 연구에 등장하는 날짜를 읽을 때는 먼저 실험이 발생, 정상 유지, 손상 후 재생 중 무엇을 다루었는지 확인해야 합니다. (Metzler 등, 2015)

그림 6. ‘얼마나 걸리는가’라는 질문은 측정 대상에 따라 답이 달라집니다. 관찰 기간이 길다고 개별 세포의 수명이 직접 측정된 것은 아닙니다.

사람의 세포 턴오버 기간을 정확히 말하기 어려운 이유는 무엇일까요?

턴오버(turnover)는 조직에서 세포가 소실되고 새 세포로 보충되는 과정을 뜻합니다. 그러나 실제 연구에서는 일정 기간에 교체된 비율, 평균 수명, 표지 소실 속도 등을 서로 다른 방식으로 사용합니다. 따라서 ‘턴오버 100일’이라는 문장만으로는 평균 세포 수명인지, 특정 비율이 교체되는 데 걸린 시간인지 알 수 없습니다.

연구 방법마다 답할 수 있는 질문도 다릅니다.

• Ki67 같은 증식 표지는 채취 당시 세포주기에 참여하는 세포를 찾는 데 도움이 됩니다. 표지 비율 하나만으로 수명을 계산할 수는 없습니다.
• 티미딘 계열 표지는 DNA를 합성한 세포를 표시합니다. 투여 시간, 표지의 희석, 후속 분열에 따라 해석이 달라집니다.
• 유전적 계통추적은 출발 세포와 후손의 관계를 보여 줍니다. 후손이 표지를 물려받으므로 개별 세포의 생존 기간과는 구분해야 합니다.
• 전사체 분석은 어떤 유전자를 발현하는 세포인지 보여 줍니다. 서로 다른 발현 상태를 발견해도, 그것만으로 실제 분화 순서나 각 단계에 걸린 시간이 입증되지는 않습니다.

이는 각 연구의 측정 대상을 비교해 정리한 방법론적 해석입니다. 사람 조직에서 SOX2 양성 세포를 확인하거나 분비 단백질의 발현을 분석한 결과와, 생쥐에서 후손을 직접 추적한 결과는 근거의 종류가 다릅니다. (Emmerson 등, 2018; Saitou 등, 2020)

정상 사람의 특정 분비세포를 표시한 뒤 같은 조직을 반복 채취하며 탄생부터 소실까지 관찰하는 데에는 현실적·윤리적 제약이 있습니다. 나이, 침샘 종류, 세포 하위집단, 조직 상태에 따른 차이도 있습니다. 그래서 현재 문헌에서 얻을 수 있는 가장 정확한 답은 “분비세포는 갱신되지만, 사람의 장액·점액세포에 적용할 하나의 교체 주기는 아직 정해져 있지 않다”입니다. 정확한 수치가 아직 없다는 점 역시 문헌을 해석할 때 알아 두어야 할 한계입니다.

이레한의원 코멘트

인천 송도 이레한의원의 이번 칼럼은 침샘을 구성하는 세포가 어떻게 유지되고 새로워지는지를 생리학 문헌을 중심으로 정리했습니다. 특정 치료의 효과나 회복 속도를 설명하기 위한 글은 아닙니다.

가장 중요한 구분은 세포가 무엇으로 분화할 수 있는가, 정상 상태에서 실제로 무엇을 만드는가, 개별 세포가 얼마나 오래 유지되는가입니다. 이 세 질문을 나누어야 침관 줄기세포의 역할을 과장하지 않으면서도, 분비세포의 유지 능력과 손상 뒤 가소성을 충분히 이해할 수 있습니다.

침샘의 갱신은 하나의 줄기세포가 모든 세포를 차례로 교체하는 고정된 과정이 아니라, 여러 세포 집단이 조직의 상태에 맞추어 유지와 재생에 참여하는 과정입니다.

아래 자료는 발생생리학·정상 세포 유지·재생 기전·세포 동역학을 다룬 원저 논문과 종설, 학술서 수록 장입니다. 동물실험의 수치는 해당 종과 실험 조건을 함께 표시했습니다. 책 전체를 근거로 포괄 인용하지 않고, 확인한 장을 구분해 기재했습니다.

침샘 조직의 유지와 재생을 설명하는 상황을 AI로 제작한 이미지입니다. 실제 환자나 진료 장면을 촬영한 사진이 아니며, 책 속 그림은 설명용 모식도입니다.

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⚠️ 본 글은 의학 정보 제공을 목적으로 하며, 정확한 진단·치료는 전문 의료기관에서 받으시기 바랍니다.

자주 묻는 질문

Q. 침관의 줄기세포가 장액세포와 점액세포를 모두 만들어 내나요?

A. 발생기 전구세포의 넓은 분화 능력과 특정 손상 조건에서의 관세포 가소성은 확인되어 있습니다. 그러나 정상 성체에서 모든 분비세포가 침관 줄기세포로부터 계속 공급되는 것은 아닙니다. 기존 선방세포의 자기복제와 선방 계통 전구세포의 역할도 함께 보아야 합니다.

Q. 침샘세포는 125일마다 교체되나요?

A. 그렇게 말할 수 없습니다. 125일은 젊은 성체 암컷 흰쥐 턱밑샘 연구에서 추정한 선방세포의 최대 수명입니다. 사람의 평균 수명이나 침샘 전체가 교체되는 기간을 직접 측정한 수치가 아닙니다.

Q. 성숙한 장액세포나 점액세포도 분열할 수 있나요?

A. 성숙한 선방세포가 분열하여 자신의 계통을 유지할 수 있다는 동물실험 근거가 있습니다. 다만 모든 세포가 같은 빈도로 분열하는 것은 아니며, 사람의 세부 세포 유형별 기여율이 모두 확정된 것은 아닙니다.

Q. 분비 기능이 돌아오면 새 세포가 만들어졌다는 뜻인가요?

A. 반드시 그렇지는 않습니다. 기능의 변화, 분비 단백질의 발현, 세포 수의 증가, 새로운 계통의 출현은 서로 다른 관찰입니다. 새 세포의 기원을 말하려면 기능 측정뿐 아니라 세포 추적과 조직 분석이 필요합니다.