가톨릭중앙의료원 주지현 교수, 만성 척수손상 치료에 희망 열어

척수손상 동물 모델에서 신경·축삭 재생 효과 확인

가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 첨단세포치료사업단장 주지현 교수(교신저자, 가톨릭대학교 의과대학 유도만능줄기세포 응용연구소장) 연구팀이 유도만능줄기세포 기술 기반 신경재생 치료제 개발에 관련된 논문 2편을 동시에 발표했다. 

첫 번째 논문은 가톨릭대학교 유도만능줄기세포 응용연구소 김장운 연구교수(제1 저자)와 주지현 교수, 임예리 연구교수(공동 교신저자)가 참여했다. 

척수손상 동물 모델 질환에서 중간엽 줄기세포(Mesenchymal stem cells, MSCs)와 유도만능줄기세포 유래 운동신경전구세포(iMNP)를 단계적으로 병용 이식했을 때, 효율적인 신경재생과 축삭재생을 확인했다.

이 연구에서는 난치성 척수손상 동물 질환 모델의 병변 부위에서 중간엽 줄기세포와 유도만능줄기세포 유래 운동신경전구세포의 단계적 이식을 통해 이식 세포의 생착률 증가 및 신경 재생에 미치는 영향을 탐색했다. 

두 번째 논문은 만성 척수손상 동물 모델에서 뇌유래신경영양인자(BDNF)가 과발현된 MSC(brain-derived neurotrophic factor overexpressing engineered mesenchymal stem cells)와 유도만능줄기세포 유래 운동신경전구세포(induced pluripotent stem cell-derived motor neuron progenitor cells, iMNP)의 조합 세포 병용이식을 통해 효율적인 신경재생 및 축삭재생을 확인했다.

이 연구는 가톨릭대학교 유도만능줄기세포 응용연구소와 ▲YiPSCELL ▲SLBIGEN의 공동 연구로 진행했다. 

SLBIGEN에서 개발한 BNDF-eMSC와 유도만능줄기세포응용 연구소에서 개발한 유도만능줄기세포 유래 운동신경전구세포 (iMNP)를 이용해 조합세포 이식을 진행했다. 

유도만능줄기세포 응용연구소의 김장운 연구교수(제1저자)와 임예리 연구교수 및 정세인·임주영 연구원을 비롯해 ▲YiPSCELL의 김주련·남유준 박사와 김혜원 연구원 ▲SLBIGEN의 이순민 박사, 성영철 교수, 김효진 연구원이 공동저자로 참여했고, 주지현 교수가 교신저자로 참여했다.

척수손상은 척수에 손상이 생겨 하지 및 상지의 운동·감각·자율신경 기능에 이상이 생기는 난치성 신경 질환이다. 

현재까지 다양한 치료제 및 세포치료제 개발 연구가 진행되고 있지만, 아직까지 만족스러운 치료법은 개발되지 않은 실정이다.

주지현 교수팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 hMSC와 iMNP의 시간 차이를 둔 순차적 단계적 병용 세포이식의 방법과 BDNF-eMSC와 iMNP 병용 세포이식을 통해 척수손상 동물 모델에서 기존의 단일세포 치료 방법에 비해 더 우월한 신경 재생 및 축삭 재생 효과를 검증했다.

신경손상 부위에서 급성 염증이 발생하고 이의 소실 과정에서 일종의 상처조직(glial scar)이 생기게 되며, 이런 상처조직이 신경조직의 재생을 방해하여 영구적인 신경장애를 일으킨다고 알려져 있다. 

주지현 교수팀은 이런 신경상처조직의 발생을 줄이는 방법의 일환으로 MSC의 선제투여나 병용투여가 효과가 있음을 밝혔다. 

이번 연구 결과는 만성 척수손상 치료에 새로운 가능성을 제시하며, 난치성 신경 질환 치료에 유도만능줄기세포 기술의 잠재력을 다시 한번 입증했다는 평가를 받고 있다. 

주지현 교수는 “만성 척수손상 환자의 운동 기능 회복 및 일상생활 활동 개선과 더불어 난치성 신경 질환 치료에 대한 새로운 세포병용 치료전략을 제시할 계기가 마련됐다”라고 밝혔다.

이어 “기초의학 연구 결과를 임상에 접목하여 실제 환자들에게 치료적 효과를 제공하는 데 앞장서는 가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단의 의학 연구 역량을 보여주는 사례”라고 전했다.

한편, 이번 연구 결과는 가톨릭중앙의료원 첨단세포치료사업단의 지원을 받았으며, 국제 SCI 학술지인 ‘Stem Cell Research & Therapy(IF= 8.0)’에 각각 게재됐다.