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2021년09월14일 10시12분
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연세대 의대, '체세포 활용한 심장재생 치료' 가능성 확인
세계 최초 체세포, 줄기세포 단계 없이 심혈관 '조직'으로 직접전환 성공

심장유사조직 rCVT 만들어 '심장재생 치료 효과' 입증
rCVT 부착 12주 경과 후 심근경색 손상 정도, 대조군 대비 '약 50% 이상 감소'
심장 내부로 이동, 내피세포와 평할근세포 혈관 형성
심근세포 16주 동안 성숙, 심장 내 정상 심근세포처럼 기능 심장재생에 기여
윤영섭 교수 "추후 심장재생 치료에 큰 역할 기대"
논문, '네이처 바이오 메디컬엔지니어링 최신호'에 게재

[보건타임즈] 일반 체세포를 심혈관 '조직'으로 직접 전환해 심장재생 치료를 할 수 있는 가능성이 확인됐다.
이 연구를 통해 그동안 재생능력이 없는 심장 치료를 위해선 이식 수술 이외 방법이 없던 상황에서 심장재생 치료에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

연세대학교 의과대학 의생명과학부와 미국 Emory대학 윤영섭 교수(사진) 연구팀은 일반 체세포의 하나인 섬유아세포를 직접전환 방법을 통해 주요 심장 세포들과 세포외 기질을 보유한 '직접전환심장유사조직'을 만들어 마우스 모델의 심장재생 치료에 적용, 효과를 확인했다며 14일 이같이 밝혔다.

이 연구 결과를 상세하게 정리한 논문(보기)은 'Regeneration of infarcted mouse hearts by cardiovascular tissue formed via the direct reprogramming of mouse fibroblasts'란 주제로 '네이처(Nature)' 자매지인 '네이처 바이오 메디컬엔지니어링(Nature Biomedical Engineering, IF 25.671) 최신호'에 게재됐다.

심장마비는 세계 사망원인 1위 질환으로 우리나라 사망원인 중 2위다.
심장은 재생능력이 거의 없으며 손상 정도가 심하면 이식하는 것 이외엔 다른 치료법이 없다.

하지만 기증된 심장의 수가 이식 대기 환자 수와 비교해 턱없이 부족해 최근 세포치료법이 대안으로 대두되고 있다.
그동안 다양한 종류의 세포를 이용한 심장재생 연구들이 의학계에 여럿 보고됐지만, 임상적으로 효과가 증명된 치료법은 없는 상태다.

세포치료법을 이용한 심장재생의 가장 큰 문제점은 심장이 여러 세포로 이뤄져 있는 데다 이식된 세포들이 1~2주 이내에 거의 사라진다는 것에 있다.
심장재생을 위해선 심근세포, 혈관내피세포, 평활근세포, 섬유아세포 등 심장을 구성하는 중요 세포들을 함께 이식하는 것이 중요하다.

또 이식된 세포의 생존을 증진하기 위해 다양한 세포외기질과 함께 융복합 치료제로 이식해야 한다.
최근 줄기세포를 이용해 여러 세포를 각각 분화시켜 세포외기질과 혼합하는 융복합제제 방식이 시도됐으나, 이런 방법은 기술적, 경제적으로 현실성이 적으며 종양 생성 등의 위험이 크다.

이에 연구팀은 마우스 모델에서 줄기세포가 아닌 일반 체세포의 하나인 섬유아세포를 주요 심장 세포들과 세포외기질을 한 번에 만드는 '조직직접전환(Direct tissue reprogramming)' 방법을 개발해냈다. (그림 1)

연구팀은 이 직접전환 방식을 통해 마우스 피부에서 분리한 섬유아세포에 microRNA 208과 BMP4, 그리고 수용성 비타민인 ascorbic acid를 넣은 뒤 특정한 조건에서 약 7일 이상 배양했을 시 섬유아세포가 심근세포, 혈관내피세포, 평활근 세포와 세포외기질을 동시에 생성하는 패치 형태의 조직으로 변함을 발견했다.

연구팀은 이 조직에 '직접전환심장유사조직(reprogrammed cardiovascular tissue, rCVT)’이란 의학용어를 붙였다.

다음으로 연구팀은 직접전환 방법을 통해 생성한 심장유사조직을 심근경색 마우스 모델의 심장 외벽에 직접 패치 형태로 부착해 치료 효과를 테스트했다.

이 결과 rCVT를 부착한 상태에서 12주가 경과한 이후 측정한 심근경색에 의한 손상 정도(섬유화 비율)가 대조군과 비교해 '약 50% 이상 감소함'을 확인했다.(그림 2)
심장조직을 16주에 걸쳐 검사한 결과 rCVT 내의 리프로그램된 세포들이 심장 내부로 이동해 내피세포와 평할근세포는 혈관을 형성하는 것은 물론 심근세포는 16주 동안 성숙, 심장에 있는 정상 심근세포처럼 기능하는 등 심장재생에 기여했다.
 
윤 교수는 "이 연구를 통해 세계 최초로 한 종류의 체세포를 심혈관 조직으로 줄기세포 단계 없이 직접전환시킬 수 있음을 확인했다"며 "섬유아세포에서 직접 전환된 심장유사조직의 심장재생 치료 효과를 입증함에 따라 추후 심장재생 치료에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

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조현진 (bktimes@naver.com) 기자 
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