배아줄기세포서 ‘도파민 신경세포’ 대량 생산 기술개발

세포응용연구사업단, 세계 최고 순도 자랑

국내 연구진에 의해 인간 배아줄기세포로부터 도파민 신경세포를 대량으로 생산하는 원천기술이 개발돼 화제다.

도파민은 뇌에서 주로 신경충격의 전달을 억제하는 신경전달물질로 도파민이 부족하면 파킨슨병에 걸리게 된다.

과학기술부는 21세기 프론티어연구개발사업의 지원을 받는 ‘세포응용연구사업단’에서 인간 배아줄기세포로부터 세계 최고 순도(86%: 총 신경세포중 도파민 신경세포 수율)의 도파민 신경세포를 효율적으로 대량 생산하는 방법을 개발하는데 성공했다고 밝혔다.

김동욱 연세대의대 교수와 조명수 제일약품(주) 박사 연구팀은 인간 배아줄기세포에서 삼배엽으로 구성된 배아체를 만들고 이로부터 신경전구세포만을 선별한 후 이 세포를 이용해 구형으로 된 순수 신경전구체 덩어리를 만들었다.

이를 연속으로 배양함으로써 신경전구체를 대량 생산했으며, 이렇게 얻어진 신경전구체에 신호유도물질을 처리함으로써 고효율 도파민 신경세포로 분화가 가능했다.

그 동안 각 국은 줄기세포 분화를 위한 원천 기술 개발에 전력해 왔으나 도파민 세포의 경우, 지금까지 밝혀진 세계 최고 분화 수율은 약 60%~70%대에 머물렀고 지금까지는 보통 분화 수율을 높이기 위해 분화과정 중 지지세포를 공배양하거나 유전자 조작이 가해지기도 했다.

김교수 연구팀은 유전자 조작이나 지지세포를 사용하지 않고 고순도로 도파민 신경세포를 분화시키는 원천기술을 개발했는데, 이러한 원천기술은 안전성과 유효성이 매우 뛰어나며 분화된 도파민 신경세포는 임상 적용에 용이한 특징을 갖는다고 연구팀은 밝혔다.

특히 고순도 도파민 신경세포를 실제 파킨슨 쥐 모델에 이식했을 때(26마리) 기형종(테라토마)을 생성하지 않았으며(안전성 입증), 3가지 행동 테스트에서 파킨슨 증상의 회복을 가져와 유효성이 입증됐다.

한편, 김교수팀은 이미 생쥐 배아줄기세포에서도 세계 최고 순도의(90%) 도파민 신경세포 생산에 성공해 Stem Cells지에 관련 연구성과를 발표한 바 있어 배아줄기세포에서 도파민 신경세포 분화에 관한 한 세계 정상급임을 다시 한번 확인했다.

이번 연구성과는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호에 주요 논문으로 소개됐으며, 국내는 물론 해외에도 특허 출원됐다.