KIT, 줄기세포-심근세포로 분화방법 기술이전

세포외 미세환경과 세포내 신호조절을 통한 고효율 심근 분화기술 개발

안전성평가연구소(KIT·소장 정문구) 예측모델연구센터 김기석 센터장팀은 지난 11월 24일 ‘세포 외 미세환경(Matrigel Mattress) 기반의 WNT 신호조절을 이용한 줄기세포 유래 심근세포 분화기술’에 대해 국내 바이오벤처기업 넥셀(대표이사 한충성)과 기술이전 계약을 체결했다.

현재 비임상 심장독성평가에는 쥐나 토끼 등 다양한 실험동물의 심장 및 심실 조직으로부터 1차 분리된 심근세포가 유용하게 이용되고 있다.

이러한 방법에 의해 얻어진 1차세포는 실험동물의 희생적인 측면에서 생명윤리적 문제가 있고, 종간차이에 의한 문제로 독성예측에 한계가 제기되어 왔다.

한계점을 극복하고자 최근에는 인간 줄기세포를 이용한 분화 심근세포가 독성평가를 위한 테스트베드로 각광받고 있으나, 이 경우 낮은 분화효율과 순도 (purity)가 문제가 되어왔다.

연구진은 기존의 줄기세포로부터 심근세포로 분화하는 방법의 문제점을 개선하고자, 세포 외 미세 환경을 모방할 수 있는 물리적 구조를 화학적 분화 방법과 결합해 줄기세포의 증식 및 분화 효율을 높이는 기술을 개발했다.

인간 다능성 줄기세포의 분화 시작 단계에서 세포 외 3차원 미세환경을 매트리겔을 이용하여 구성한 후, WNT 신호를 활성 및 억제할 수 있는 소분자를 적절히 처리했을 때, 고효율로 심근세포를 제조할 수 있음을 확인했고, 전기생리학적 특성과 약물에 대한 반응성을 확인하여 독성평가용으로서의 활용가능성을 검증했다.

김기석 센터장은 “최근 글로벌 비임상 독성평가분야의 패러다임 변화와 줄기세포 시장 및 세포 생산 기업의 성장세를 보았을 때, 향후 막대한 외화 유출 및 세포수급 의존을 예방하기 위해 국내의 자체적인 기반기술 확보는 필수적”이라며 “기술이전과 공동연구를 통해, 신약개발 분야의 분화심근세포를 활용한 세포시험(cell-based assay)시장에서 국내 기업들이 글로벌 경쟁력을 확보하고 동반성장해 나갈 수 있기를 기대한다”고 전했다.

한편, KIT는 중소기업이 겪고 있는 연구개발과 기술다변화 대처 등의 어려움을 극복하고, 세계시장에 경쟁력 있게 진출할 수 있도록 기관이 보유한 우수한 특허기술들을 중소기업에 이전, 시너지효과를 거둘 수 있도록 지속적인 기술발굴과 이전을 펼쳐가고 있다.

연구는 미래창조과학부 줄기세포 기반 신약 스크리닝 시스템 개발사업과 조직공학기반 의약품 평가 플랫폼 개발사업의 지원으로 이루어졌다.