바이오 치료제 개발 유닛 김효수-이은주 교수 연구팀
줄기세포 유전자발현패턴 개선하는 인자로서 'Endothelin-1' 발견
좌골신경결손 모델에 투입, 절단 신경 재연결‥하지 기능 회복 '치료효능' 입증
김 교수 "생체 내 치료효율 극대화할 간단한 방법 개발했다는데 중요한 의미 있다"
논문, 바이오 분야 최고 수준 잡지 'Biomaterials'에 게재
[보건타임즈] 현재 재생의료 분야에서 치료용으로 가장 많이 사용되는 세포는 인간-중간엽-줄기세포다.
이 세포는 이식 후 거부반응을 피하는 성질이 있으며, 이로운 생체인자를 많이 분비, 염증을 억제하는 성질이 있기에, 여러 질환의 치료 목적으로 사용되고 있다.
단, 세포치료제로서 상용화하기 위해선 많은 세포를 확보해야 해 체외에서 여러 번의 계대 배양이 필요하다.
하지만 이 과정에서 세포의 기능이 떨어지며 세포 노화가 발생한다.
보건복지부가 지원하는 서울대학교병원 연구중심병원 프로그램의 바이오 치료제 개발 유닛 김효수(사진 左)-이은주 교수(右)연구팀은 중간엽-줄기세포의 상용화에 걸림돌로 작용하는 이러한 한계 극복에 수년간의 연구를 집중한 결과, 중간엽-줄기세포의 활성을 향상하는 인자인 엔도텔린 1을 발굴해냈다.
이 연구 결과를 다룬 논문은 바이오 분야 최고 수준의 잡지 Biomaterials(임팩트지수 12.48)에 게재됐다.
이에 따르면 연구팀은, 먼저 치료효능이 좋은 중간엽-줄기세포를 선정, 효능이 낮은 세포들과 유전자 발현을 비교 분석한 결과, 좋은 세포에서 다량 분비되는 활성인자, Endothelin 1을 발견했다.
그리고 엔도텔린1을 세포에 처치하면, 중간엽-줄기세포의 재생 치료 기능이 향상되는 사실을 찾아냈다,
즉, 체외 배양기에서 쥐의 척수와 중간엽-줄기세포를 공배양한 결과, 엔도텔린 1을 전 처치한 세포를 공배양하면, 척수의 신경 성장이 대폭 촉진됐다.
좌골신경결손 동물모델, 대조 세포치료 군에선 절단된 신경이 재연결되지 않았다.
그러나, Endothelin-1을 전 처리한 중간엽줄기세포를 투입하면 절단된 신경이 재연결되면서 생쥐의 하지 기능이 회복하는 것을 입증해냈다. (그림 참조)
치료효능이 향상되는 기전을 분석한 결과, 중간엽-줄기세포에 Endothelin-1 을 처리하면, 염색체조절 인자인 SMARC A4와 D2를 통해 염색체의 DNA methyl 상태가 감소하면서 유익한 유전자들의 발현이 늘어나 세포의 재생 기능이 향상하는 것을 밝혀냈다.
이 연구를 수년간 추진해 온 김 교수는 연구 결과의 가치에 "세포치료제 시장에서 가장 흔히 사용되는 인간-중간엽-줄기세포의 이용도가 예상외로 저조한 이유는 치료효능이 밋밋한 탓"이라면서 "엔도텔린 1과 같은
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