한동안 황우석 교수 사건 이후 침체됐던 줄기세포 연구가 재점화되고 있는 가운데 배아줄기세포와 분화능력이 비슷하면서 윤리문제로부터 자유로운 '유도만능줄기세포'를 보다 쉽게 제조할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 주목된다.
23일 교육과학기술부에 따르면 한국생명공학연구원 조이숙 박사<사진> 연구팀은 인간 체세포로부터 배아줄기세포 유사 유도만능줄기세포의 제작을 효과적으로 개선할 수 있는 새로운 화합물(RSC133)을 개발했다. 이에 따라 역분화 연관 기술의 상용화 및 임상적용의 새로운 가능성을 열었다.
이번에 개발된 RSC133은 환자의 신경세포, 심근세포 등 조직별로 역분화 기술을 최적화하는데 이용될 수 있다. 조직 재생에 효능을 보일 가능성이 높아 앞으로 분자표적 검증 및 치료기술로의 응용 가능성을 규명하기 위한 연구를 지속할 예정이다.
올해 노벨생리의학상 수상자인 야마나카 신야 일본 교토대 교수에 의해 2006년 세계 최초로 개발된 '역분화 기술'은 배아를 이용하지 않고 환자로부터 채취한 체세포에서 인간배아줄기세포와 비슷한 특성을 가진 역분화 줄기세포를 확보하는 것을 가능하게 했다.
하지만 발암유전자를 포함하는 역분화 인자를 체세포에 도입해 역분화 줄기세포를 확보하므로 암 유발 및 세포기능 변화 가능성 내재 등 임상적용을 위한 안전성이 확보되지 않은 상태다.
또한 최근 바이러스 시스템 대안으로 저분자 화합물, 단백질, 알앤에이, 비바이러스성 비삽입성 벡터(에피솜 벡터) 등을 이용한 역분화 기술이 개발되고 있지만, 바이러스 이용 기법에 비해 현저히 낮은 역분화 효율 및 재현성 확보 문제가 지속적으로 제기되고 있다.
그러나 역분화 기술을 통해 확보된 환자-유래 유도만능줄기세포는 환자-맞춤형 세포치료제 및 신약개발 등 다양한 분야에서 기술적·경제적 효용가치가 높게 평가되고 있다는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 향후 다양한 시장수요에 맞는 품질의 유도만능줄기세포를 제작하고, 상용화시기를 앞당기기 위해선 우선적으로 임상적으로 안전하면서 효율이 높은 역분화 기술을 개발하는 것이 필수적으로 선행돼야 한다고 강조했다.
조 박사 연구팀은 낮은 역분화 유도 효율을 효과적으로 증진시킬 수 있는 임상적으로 안전한 신규 저분자 화합물 RSC133을 발굴하는데 성공했고, 역분화 과정에서 작용하는 RSC133의 기능적 역할을 규명했다.
신규 저분자 화합물 RSC133은 역분화 과정 동안 세포를 성장시키고 줄기세포에서 발현되는 특이 유전자의 세포 주기 억제 인자를 촉진하며 DNA 변화 없이 유전자 발현을 조절해 역분화 유도에 유리한 세포내 환경을 제공한다. 또 RSC133은 인간배아줄기세포 및 역분화 줄기세포를 포함하는 전분화능 줄기세포의 배양 배지에 첨가할 경우 자연 분화를 억제하고 미분화 상태 줄기세포의 유지 배양에 효과가 있음을 확인해 전분화능 줄기세포의 대량 배양 방법을 개발하는데 이용될 수 있음을 확인했다.
이번 연구를 이끈 조 박사는 "이번 연구는 현 역분화 기술의 문제점을 효과적으로 개선할 수 있는 가능성을 연 의미 있는 연구 성과로, 역분화 기술을 기반으로 환자-맞춤형 세포치료제 개발과 상용화 시기를 앞당기는데 기여할 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구는 한국생명공학연구원 조 박사와 이정운 박사(제1저자)가 주도하고 동국대 이경 박사, 한국과학기술원 김동섭 박사가 참여했으며, 관련 연구성과는 화학 분야의 권위지인 '앙게반테 케미 인터내셔널 에디션' 온라인판(11월4일자)에 실렸으며, 이용기법은 국제특허(PCT) 출원 중에 있다.
