김정범(왼쪽) 생명과학부 교수와 이현아 연구원.[UNIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 앞으로 피부세포에서 얻은 운동신경 세포로 척수 손상과 루게릭병을 치료할 수 있는 길이 열릴 전망이다.

울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수 연구팀은 피부세포에 유전인자 두 종을 주입해 척수를 구성하는 ‘운동신경세포’를 제작하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 동물실험에서 제작된 운동신경 세포의 손상 재생능력을 확인했으며 임상 적용을 위해 필요한 세포를 대량으로 생산할 수 있어 상업화 가능성도 높은 편이다.

척수는 뇌의 신호를 사지로 전달하거나 역으로 신체에서 느낀 감각을 뇌로 전달하는 신호수 역할을 한다. 따라서 척수가 손상되면 운동기능이나 감각을 잃어 심각한 후유증을 얻는다. 이러한 척수 손상을 치료하기 위한 약물치료 및 수술요법이 있으나 그 효과가 작고 심각한 부작용이 있다. 줄기세포를 이용해 손상된 조직을 재생시키는 ‘세포 치료제’가 주목받는 이유다. 특히 척수를 구성하고 있는 세포 중 운동기능 조절에 중요한 역할을 하는 운동신경 세포는 척수 손상을 치료할 수 있는 유력한 세포 치료제 후보다. 하지만 운동신경 세포를 배아줄기세포 및 유도만능줄기세포에서 얻으면 암 발생 가능성이 있어 환자에게 직접 적용하기 힘들었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 연구팀은 원하는 목적 세포를 피부세포에서 바로 얻는 직접교차분화’ 기법을 이용해 운동신경 세포를 제작했다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 세포가 암세포로도 바뀔 가능성이 있는 ‘만능세포단계’를 거치지 않고 자가 운동신경 세포를 만든 것이다. 이를 통해 기존 줄기세포치료제의 문제점인 면역거부반응과 암 발생 가능성을 모두 해결했다.

운동신경세포 제작 과정과 척수손상 동물실험에서 치료효과 검증 모식도.[UNIST 제공]

개발된 운동신경 세포 제작법은 대량생산이 가능하다는 장점이 있다. 환자 임상치료를 위해서는 충분한 양의 세포가 필요한데, 기존의 직접분화기법은 얻을 수 있는 세포 수가 제한적이었다. 반면 연구팀 개발한 방법은 세포 자가증식이 가능한 중간세포단계를 거치기 때문에 대량생산이 가능하다. 제작된 세포를 척수손상 실험쥐에 주입한 후, 상실된 운동기능이 회복되는 것과 손상된 척수조직 내에서 신경이 재생되는 것을 확인했다.

김정범 교수는 “기존 운동신경 세포 제작법이 가진 한계를 극복한 직접교차분화 기술을 개발했다”며 “제작된 운동신경 세포를 척수 손상을 보호하고 세포가 잘 생착될 수 있도록 돕는 치료제인 ‘슈파인젤’과 결합할 경우 치료 효과를 극대화할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 유럽분자생물학회가 발행하는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 6월 23일자 온라인판에 발표됐다.

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