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척수마비·루게릭 병 치료 가능한 ‘세포치료제’ 나왔다

UNIST김정범 교수팀 연구 발표, 산재전문공공병원과 시너지 기대

2020-06-29 12:00:41 김용욱 기자 김용욱 기자 wooke0101@kpanews.co.kr

피부세포에서 얻은 운동신경 세포로 척수 손상을 치료하는 연구결과가 나왔다. 

UNIST (총장 이용훈)는 29일 생명과학부 김정범 교수 연구팀이 피부세포에 유전인자 두 종을 주입해 척수를 구성하는 ‘운동신경세포’를 제작하는 데 성공했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 사고로 인한 척수 손상뿐만 아니라 운동신경 세포가 파괴되는 루게릭병과 같은 질환의 치료가 가능한 길을 열었다.

척수를 구성하고 있는 세포 중 운동기능 조절에 중요한 역할을 하는 운동신경 세포는 척수 손상을 치료할 수 있는 유력한 세포 치료제 후보이다. 

다만 운동신경 세포를 배아줄기세포 및 유도만능줄기세포에서 얻으면 암 발생 가능성이 있어 환자에게 직접 적용하기 힘들었다. 

김정범 교수 연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 원하는 목적 세포를 피부세포에서 바로 얻는 ‘직접교차분화’ 기법을 활용해 운동신경 세포를 제작했다. 

환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 세포가 암세포로도 바뀔 가능성이 있는 ‘만능세포단계’를 거치지 않고 자가(autologous) 운동신경 세포를 만든 것이다. 

운동신경세포 제작 과정과 척수손상 동물실험에서 치료 효과 검증.(제공:유니스트)


연구팀은 이를 통해 기존 줄기세포치료제의 문제점인 면역거부반응과 암 발생 가능성을 모두 해결했다.

환자 피부세포에 줄기세포의 성질을 부여하는 유전자인 ‘OCT4’와 운동신경 세포 성질을 부여하는 유전자 ‘LHX3’를 단계적으로 주입해 운동신경 세포 기능을 갖는 세포를 성공적으로 만든 것이다.

연구팀이 개발한 운동신경 세포 제작법은 대량생산이 가능하다는 장점이 있다.  

기존의 직접분화기법으로는 환자 임상치료에 얻을 수 있는 세포 수가 제한적이었던 반면, 연구팀이 개발한 방법은 세포 자가증식 (Self-renewal)이 가능한 중간세포단계를 거치기 때문에 대량생산이 가능하다는 장점이 있다.

연구팀은 제작된 세포를 척수손상 실험쥐에 주입한 후, 상실된 운동기능이 회복되는 것과 손상된 척수조직 내에서 신경이 재생되는 것을 확인했다.

척수손상 동물 이용한 운동신경세포의 생체 내 특성 및 치료효과 검증.(제공:유니스트)


김정범 교수는 “기존의 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 설명했다. 

이어 “척수 손상은 산업 재해에 의한 발병률이 높아 울산에 건립 예정인 산재전문 공공병원과의 시너지 효과도 기대할 수 있을 것”이라고 전했다.  

한편 이번 연구 성과는 유럽분자생물학회의 저명한 학술지 ‘이라이프 (eLife)’ 온라인판에 6월 23일자로 발표됐다.

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