암 발생 위험 낮춘 역분화 줄기세포 새 기술 개발
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제주대 박세필 교수팀 쾌거...환자맞춤형 치료에 적용나서
‘역분화 만능줄기세포(iPS)’를 만들어 내는데 암 발생 위험과 유전자 변형 등 그동안 나타났던 부작용을 해결할 수 있는 대체기술이 개발됐다. 줄기세포란 인간의 몸을 구성하는 서로 다른 세포나 장기로 성장하는 일종의 모세포다.

16일 제주대학교 줄기세포연구센터 박세필 교수님과 미래생명공학연구소 박효영·김은영 박사팀은 대학 본관 회의실에서 기자회견을 열고, 기존 바이러스 대신에 ‘나노입자와 리포좀(이중 지질막)’을 이용해 역분화 줄기세포를 만드는데 성공했다고 밝혔다.

역분화 줄기세포는 난자와 배아를 이용하지 않고 어른 피부세포를 이용해 다시 처음 시작단계의 원시 줄기세포로 되돌리는 것을 말한다. 세포 분화의 시계도 거꾸로 되돌릴 수 있음을 확인한 야마나타 일본 교토대학 교수는 올해 노벨생리의학상을 받았다.

이 줄기세포가 주목받는 것은 환자 자신의 체세포(성숙세포)만을 이용하면서 세포치료 시 나타나는 면역거부 반응을 원천적으로 해결할 수 있고, 난자 파괴 등 윤리적인 문제도 해소할 수 있기 때문이다.

보통 역분화를 일으키는 유전자 4개를 바이러스에 넣은 뒤 이 바이러스를 성체세포에 감염시켜 역분화 세포를 만드는 게 일반적인 방식이다.

그러나 바이러스를 이용하면 암 발생이나 유전자 변형 등 부작용이 나타날 수 있는 게 가장 큰 문제로 떠오르면서 상용화에 이르지 못했다.

박 교수는 이런 문제가 있는 바이러스 대신에 머리카락(0.1㎜)의 500백분의 1에 불과한 나노입자와 리포좀을 운반체로 이용해 역분화 줄기세포를 만드는 데 필요한 4개의 유전자를 실험쥐 체세포핵에 성공적으로 전달했다.

자기(磁氣) 성질을 띤 나노입자를 이용한 유전자 전달 방법은 박 교수팀이 3년의 연구 끝에 세계에서 처음으로 개발, 지난해 1월 특허를 받았다.

연구팀은 이렇게 만들어진 줄기세포가 신경, 근육, 뼈, 연골, 장세포 등으로 분화하는 것을 확인했다. 박 교수는 시험관에서 심장근육세포가 뛰는 모습과 세포가 분화하는 과정을 직접 보여줬다.

특히 역분화에 소요되는 시간도 8일로 기존 운반체의 3~5주보다 매우 짧았으며, 효율성은 10배 정도 향상된 것이 이번 연구의 가장 큰 성과로 꼽혔다.

박 교수는 “역분화 줄기세포를 상용화하려면 바이러스 운반체를 대신할 비바이러스성 대체기술을 선점해야 하는데 이번 실험 성공으로 일본과 미국 연구팀을 추격할 수 있게 됐다”며 “향후 환자맞춤형 치료법으로 이어질 경우 막대한 부가가치를 창출할 수 있을 것”이라고 말했다.

박 교수팀의 논문은 국제학술지 ‘플로스원(PLOS ONE)’ 최근호에 실렸다.

문의 제주대 줄기세포연구센터 754-3341.

좌동철 기자 roots@jejunews.com
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