“배아줄기세포주 100종 확보시 한국인 대부분 면역문제 해결 가능”
우리나라 국민 4명 중 1명에게 이식이 가능한 배아줄기세포주를 확보했다는 결과가 발표돼 관심을 모으고 있다.
CHA 의과학대학교 이동률(사진)∙강명서∙정형민 교수팀은 2008년까지 차병원에서 확립된 28개의 인간배아줄기세포주와 6,740명의 공여제대혈의 면역적합성 및 혈액형 관련 유전자의 특성을 분석한 결과 한국인의 최대 25%에게 이식이 가능하다고 밝혔다.
이는 배아줄기세포주 100종을 확보하면 한국인 거의 대부분의 면역문제를 해결할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 앞으로 배아줄기세포 연구의 활성화에 촉매제 역할을 할 것으로 기대된다.
배아줄기세포는 무한대의 증식능과 모든 세포로 분화할 수 있는 분화능으로 인해 현 단계에서 가장 우수한 세포치료제로 이용할 수 있는 만능세포로 인식돼 왔다.
따라서 2009년 미국 FDA에서 처음으로 척수손상치료제에 대한 임상시험신청을 승인한 이후 실명증, 심혈관질환, 심근경색증, 당뇨병 등과 같은 난치병 질환에 대한 치료 기술 개발이 많은 기관에서 활발하게 진행되고 있었다.
기존에 학계에서는 배아줄기세포가 성체줄기세포에 비해 면역거부반응이 훨씬 적은 것으로 인식돼 오기는 했지만 어느 정도 확보해야 면역거부반응 없이 전체 국민에게 배아줄기세포를 공급할 수 있을지에 대해 혈액형과 면역 관련 유전자를 직접 비교함으로써 객관적으로 검증한 것은 이번이 처음이라 더 주목을 받고 있다.
이번 연구는 그동안 백혈병에 걸린 환자가 면역거부반응 없이 본인과 맞는 골수를 찾을 확률은 60만분의 1정도, 제대혈 줄기세포의 경우에는 6만~10만분의 1 정도에 불과했었던 것에 비해 배아줄기세포의 경우 획기적으로 높은 가능성을 규명한 것이다. 이에 따라 향후 배아줄기세포를 활용한 치료제 개발이 더욱 활성화될 것으로 기대된다.
특히 차병원은 이 연구가 진행되던 2008년 28종을 확보했지만 현재 차병원에서는 약 1년 만에 추가로 15종을 더 확보해 총 43종을 확보, 국가줄기세포은행에 등록한 상태다. 또 앞으로 수년 내에 100종의 배아줄기세포를 확립해 한국인 거의 대부분의 배아줄기세포 면역거부반응을 해결할 수 있을 것으로 전망된다.
차바이오앤디오스텍 정형민 사장은 “이번 연구는 배아줄기세포주 100종만 확립하면, 한국인 거의 대부분에게 면역거부반응이 없는 줄기세포의 이식이 가능하다는 점을 최초로 규명했다는 점에서 매우 큰 의의가 있다”며 “현재 43종까지 확립한 배아줄기세포주를 계속해서 더 많이 확립한다면 전 세계에 공급할 수 있을 것이다”고 말했다.
이번 연구는 교육과학기술부 21세기 프론티어연구개발사업의 세포응용연구사업단 지원을 받아 진행됐으며, 세포이식 분야에서 세계적으로 권위있는 미국의 의학 저널 ‘세포이식(Cell Transplantation)’ 온라인판에 6월 게재됐다.
한편 배아줄기세포는 무한대로 증식하며, 다양한 세포를 만들 수 있어 효용성이 크다. 하지만 세포치료제 개발 시 가장 큰 문제점은 면역거부반응과 종양발생의 가능성이었고, 종양 발생은 어느 정도 극복한 상태로 면역거부반응이 관건이었다.
환자 자신의 몸에서 나온 세포가 아니므로 이식했을 때, 혈액형과 면역적합성항원(Human leukocyte antigen: HLA)이 일치하지 않으면 면역거부반응을 일으키기 때문이다.
이를 극복하기 위해 환자 개개인의 체세포복제배아줄기세포를 생산하는 방법이 있지만, 난자확보의 어려움 및 기술적인 난관 등이 있었다.
따라서 이동률 교수팀은 체외수정과정에서 생산되는 잉여 동결배아를 기증받아 많은 수의 배아줄기세포를 미리 확립해 환자에게 맞는 세포를 찾는 방법을 모색했다.
공익제대혈은행의 6,740개 제대혈의 특성을 한국인의 혈액형과 면역적합항원 유전자의 특성으로 가정해, 28종의 배아줄기세포가 어느 정도의 한국인에게 이식이 가능한지를 조사했다.
면역 적합항원 유전자는 각각 수십가지의 변형체가 있어 자신의 세포를 제외하고는 완전히 일치시키기가 어렵지만, 6개의 면역적합성 항원 중 4가지만 일치하면 이식이 가능하다.
이런 조건을 대입했을 때 확립된 28종의 인간배아줄기세포주 중 최고 1개는 한국인 이식대상자의 약 16~25%에게 이식이 가능한 것으로 검증됐다.
(표. 환자에게 적합한 줄기세포를 찾을 수 있는 비율)
이런 결과는 100~160주 정도의 배아줄기세포주를 확보하면, 대부분의 한국인에게 세포치료용 줄기세포를 공급할 수 있다는 것을 의미한다.
또 대량 배양이 가능한 배아줄기세포의 특성상 줄기세포의 분화기술과 안정성에 대한 연구가 조금 더 뒷받침된다면, 향후 줄기세포가 필요한 환자에게 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
따라서 이번 결과는 배아줄기세포주은행의 확립이 세포치료제 개발의 현실적으로 매우 필요함을 시사한다. 배아줄기세포는 성체줄기세포와 달리 1종의 줄기세포주로도 수많은 사람에게 이용이 가능하기 때문에 줄기세포은행화를 위한 가장 적합한 세포이기 때문이다.
실제로 영국의 경우 국가지원을 통해, 미국의 경우에는 국립보건원의 지원으로 배아줄기세포은행이 설립돼 운영되고 있고, 이 외에도 위스콘신대학을 비롯한 소수의 대학 및 기관에서 배아줄기세포은행을 설립해 운영 중이다.
<연구에 사용된 차병원 배아줄기세포주의 특성 분석>
▲AP: 각각 줄기세포주에서 발현되는 알칼라인 포스파타아제(alkaline phosphatase)의 발현 확인
- 붉은색 염색
▲SSEA-4: 각각 줄기세포의 표면에서만 나타나는 항체의 발현 확인
- 붉은색 또는 초록색, 파란색은 핵을 염색하여 실제 세포임을 확인한 사진
▲TRA-1-60: 각각 줄기세포의 표면에서만 나타나는 항체의 발현 확인
- 붉은색, 초록색, 파란색은 핵을 염색하여 실제 세포임을 확인한 사진
▲Oct-4: 각각 줄기세포의 핵에서만 발현되는 유전자의 발현 확인
- 붉은색 또는 초록색, 파란색은 핵을 염색하여 실제 세포임을 확인한 사진
기사최종편집일: 2024-05-02 18:46:06
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