보건타임즈 : 난치병 역분화 줄기세포은행 출범

최근 난치병 역분화 줄기세포은행이 출범했다.

교육과학기술부 산하 세포응용연구사업단(단장:김동욱 연세대 의대 교수)은 역분화 기술을 이용해 환자나 정상인으로부터 얻어낸 유래 유도만능 줄기세포(iPS cell: induced pluripotent stem cell)은행(www.koreastemcellbank.org)을 만들었다고 발표했다.

김동욱 교수팀은 파킨슨병, 알츠하이머병. 소아형 당뇨병, 뒤센형 근이영양증, 소아대뇌형 부신백질이영양증, 부신척수신경병형 부신백질이영양증에 걸린 환자와 정상인 등 총 7명에게서 채득한 체세포(섬유아세포)를 이용, 약 50개의 역분화 줄기세포주를 확보했다.

이 역분화 줄기세포주는 국내외 연구자들에게 분양돼 질병의 원인 연구, 신약 개발, 더 나아가 면역적으로 적합한 세포치료 연구에 쓰인다.

지금까지는 주로 질병의 동물 모델을 이용해 연구를 해왔으나 사람과 달라 약물의 효능 테스트 등에 한계가 부딪치곤 왔다.

그러나 이번에 사람 환자에게서 직접 만든 질병 특이적 역분화 줄기세포를 사용하게 됨으로써 신약 개발에 획기적 기여를 할 것으로 보인다.

김 교수는 “이러한 역분화 줄기세포는 우선 병의 발병 연구, 신약개발에 크게 기여할 것이며, 시간이 지나 유전자 대신 단백질, 화합물 등으로 쉽고, 안전하게 역분화 세포를 만드는 기술이 발전하면 맞춤형 세포치료도 가능하게 될 것”이라고 전망했다.

질병 및 역분화 줄기세포에 사용된 세포에 대한 설명

1. 파킨슨병(PD; Parkinson’s disease)
뇌의 흑질(substantia nigra)에 분포하는 도파민 분비 신경세포가 점차 소실되어 발생하며, 안정떨림, 경직, 운동느림 및 자세 불안정성이 특징적으로 나타나는 신경계의 만성 진행성 퇴행성 질환이다. 파킨슨병의 원인은 아직까지 밝혀지지 않았지만, 현재 유전적 인자와 환경적 인자가 서로 상호작용을 일으킨다는 ‘다인성 가설’이 가장 보편적으로 받아들여진다. 53세 환자의 섬유아세포를 이용하여 유도만능줄기세포를 확립했다.

2. 알츠하이머(AD;Alzheimer’s disease)
알츠하이머는 초로성 치매(Presenile dementia)와 노화성 치매(senile dementia)로 나뉘는데, 그중에 초로성 치매는 65세 이전에 발병하며 실어증, 실행증, 실인증등의 증상을 가진다. 우리가 사용한 세포는 가족에 의해 유전되어 발생한 18살의 알츠하이머형 초로성 치매의 환자로부터 얻은 섬유아세포다.

3. 뒤셴형 근이영양증(DMD; Duchenne Muscular Dystrophy)
성염색체인 X염색체의 dystrophin 유전자에 돌연변이가 일어나 발생하는 질병이다. 아동에게 발생하는 근위축 중 가장 흔한 형태로 보통 2세에서 5세에 보행장애가 발견되며 진행성 근력 저하를 보이다가 30세 이전에 사망한다. 15세 환자의 섬유아세포를 이용하여 유도만능 줄기세포를 확립했다.

4. 제 1형 소아당뇨(JDM;Juvenile-onset diabetes mellitus)
당뇨에는 소아당뇨(제1형당뇨), 성인당뇨(제2형당뇨)로 나눌 수 잇는데, 제 1형 당뇨의 경우 췌장에서 인슐린 분비가 되지 않아 당분의 분해 능력이 전혀 없는 경우를 말하며, 주로 어린이나 청소년들이 많이 발병한다.
우리가 사용한 세포는 4살부터 증상이 시작된 20살 환자의 섬유아세포다.

5. 소아대뇌형, 부신백질이영양증(CCALD; Childhood Cerebral Adrenoleukodystrophy)
로렌조 오일병이라고도 불리는 이 질병은 성염색체인 X염색체에 위치하는 ABCD1 유전자의 이상으로 긴사슬 지방산(VLCFAs; very long chain fatty acids)이 분해되지 않고 특히, 신경계와 부신에 축적되어 파괴하는 대사장애다. 특히 뇌에서는 염증반응이 동반한다. 5~10세의 남자 어린이에게서 첫 증상이 나타난 후 2년 이내에 사망하게 된다. 6세 환자에게서 얻은 섬유아세포를 이용하여 유도만능줄기세포를 얻었다.

6. 부신척수신경병형, 부신백질이영양증(AMN; Adrenomyeloneuropathy)
ALD질병 타입중 하나로서, 28+/-9세에 증상이 시작되며, 수십 년에 걸쳐 진행된다. 주로 척수를 침범하고 염증은 소량 혹은 없다. 45%는 염증 반응과 함께 다양한 대뇌 침범이 가능하다. 우리가 사용한 세포는 ABCD1 gene의 exon 8-10 이 결손되어 있는 32살 환자의 섬유아세포다.

7. 정상섬유아세포(WT; Human dermal fibroblasts, neonatal)
질병이 없는 신생아의 표피로부터 분리된 섬유아세포를 사용했다.