독창적 방법의 자가 만능줄기세포 유도 성공

서울대병원, 심장ㆍ혈관 등 분화시켜 자가세포치료

국내 연구진이 독창적인 방법으로 심장이나 피부, 혈관 등으로 분화할 수 있는 만능줄기세포를 유도하는데 성공해 세계적인 주목을 받고 있다.

이로써 장기의 손상으로 고통 받는 환자들에게 자기의 세포에서 채취한 체세포로 치료할 수 있는 자가세포치료시대가 성큼 다가왔다.

서울대병원 심혈관센터 박영배, 김효수, 조현재 교수팀은 실험용 생쥐의 피부 섬유모세포 및 심장 섬유모세포에 배아줄기세포 단백질을 처리한 결과 만능줄기세포를 배양하는 데 성공했다.

이렇게 배양된 만능줄기세포는 유전자발현이 기존의 배아줄기세포와 동일하고, 시험관 내에서 분화를 유도하였을 때, 생체를 구성하는 내배엽-중배엽-외배엽 세포로 분화되었다.

특히 특정 조건에서는 심장근육세포로 분화하여 "박동"을 보였다. 더 나아가, 이렇게 만들어진 만능줄기세포를 포배(blastocyst)에 이식하였을 때, 성체키메라(adult chimera) 쥐를 만들 수 있었으며, 4배체보완실험(tetraploid complementation)에서는 체세포 유래 생명체 탄생이 가능함을 증명했다.

이 논문은 혈액학 최고 권위지인 ‘Blood’지(impact factor 10.5) 7월호에 정식논문으로 출간했다. 국내외 특허를 출원 완료하였다. 이번 연구는 혁신형 세포치료 연구중심병원 사업단(단장 박영배)의 지원으로 이루어졌다.

줄기세포 분야는 타 분야에 비해 그 역사가 짧아, 우수한 연구 두뇌를 바탕으로 신흥 과학강국으로 거듭나고자 하는 우리나라에게는 큰 기회의 분야이다. 그 중에서는 특히 역분화 분야는 이제 겨우 2-3년의 연구 역사 밖에는 축적되어 있지 않은 분야이기에 발전가능성이 무궁무진하다.

그러나 궁극적인 줄기세포 치료법을 실현하기 위해서 종교적, 생명-윤리적 문제를 최소화시키면서 환자에 대한 면역 거부반응 없이 효율적으로 개인에 알맞은 맞춤형 줄기세포를 확립하는 것이 오랜 숙원으로 남아있었다.

국외연구자들이 추구하는 방법은 유전자 조작을 통한 것이기에 만능줄기세포가 키메라 마우스에서 종양을 유발한다는 안전성 문제가 제기 되어 왔다.

이번에 서울대학교병원 연구진이 개발한 방법은 유전자 조작을 통하지 않는 방법으로서, 키메라 마우스에서 종양이 발생하지 않음을 증명함으로, 이 방법이 기존의 방법보다 안전하다는 우월성을 과시하고 있다.

이러한 연구결과에 따라 ‘배아’나 ‘복제’라는 개념이 아닌 대안 세포의 원천으로써 새로운 형태의 줄기세포에 많은 관심이 모이기 시작하고 있다.

이번 연구는 환자로부터 채취한 일반 체세포를 배아줄기세포 수준의 만능줄기세포로 역분화시켜서, 다시 원하는 심장세포, 혈관세포, 신경세포 등으로 분화시켜 자기의 세포로 손상된 장기를 재생시키는 자가세포치료가 가능하다는 것을 시사한다.

김효수 교수는 “치료 대상 환자 자신의 세포로 줄기세포를 만드는 방법이기에, 면역거부반응이 없고 탁월한 효과를 발휘할 차세대 세포치료법의 기초가 확립됐다는데 의의가 있다“며 ”앞으로 계속적인 연구를 통해 인간세포에서도 재현됨을 증명해야 하는 것과, 안전성을 확보하기 위해서 특정 세포로 분화시키는 기술을 발전시켜야 나가야 한다는 점이 극복해야 할 과제“라고 말했다.