서울성모병원 박훈준 교수팀, 기능 다른 두 가지 줄기세포를 동시 이용한 치료법 개발
줄기세포 이식 성공률 향상…세포치료법 개발 기대

[메디칼업저버 박선혜 기자] 복합 줄기세포를 활용해 심근경색을 치료할 수 있는 길이 열렸다.

가톨릭대 서울성모병원 박훈준 교수(순환기내과), 홍콩시립대 반기원 교수,  前 건국대 문성환 교수(現 ㈜티앤알바이오팹) 연구팀은 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 동시 이용한 심근경색 치료법을 개발했다. 그리고 이를 활용해 심장 기능의 회복과정을 규명했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 22일 밝혔다.

심근경색이 발생하면 심장근육과 혈관이 동시에 극심하게 손상된다. 손상된 심장은 자체적인 재생이 불가능해 다른 심장이나 인공펌프를 이식해야 한다. 

보다 근본적인 치료를 위해 줄기세포를 이식해 손상된 심장을 재생하려는 시도가 있으나, 이식 후 줄기세포가 생존하지 못하는 문제가 있다.

심장패치(중간엽줄기세포)와 심근세포(유도만능줄기세포) 이식을 이용한 심근경색 치료.
▲심장패치(중간엽줄기세포)와 심근세포(유도만능줄기세포) 이식을 이용한 심근경색 치료.

연구팀은 심장을 재생시킬 줄기세포인 유도만능줄기세포와 더불어, 이 줄기세포가 주변 조직에 붙어 생존하도록 돕는 또 다른 줄기세포인 중간엽줄기세포를 추가하는 전략을 활용했다. 

중간엽줄기세포에서 세포를 보호·성장시키는 인자가 지속적으로 분비되면서 유도만능줄기세포의 생착을 높여주고 심장 조직의 재생을 촉진한다.

연구팀은 중간엽줄기세포를 패치 형태로 심장 외벽에 부착해 심장혈관의 재생을 촉진했다. 또 유도만능줄기세포를 심장근육세포로 분화시킨 후 이식해 심장근육의 치료를 촉진했다. 

그 결과 약 8주 후 심장 기능이 크게 향상됐고 손상됐던 근육과 혈관도 상당 부분 재생됐다.

심장패치(중간엽줄기세포)와 심근세포(유도만능줄기세포) 이식 후, 세포 생착 및 성숙화.
▲심장패치(중간엽줄기세포)와 심근세포(유도만능줄기세포) 이식 후 세포 생착 및 성숙화.

연구팀은 "특성·기능이 다른 두 가지 줄기세포를 각각 다른 방법으로 심장에 이식하는 창의적이고 혁신적인 방법"이라며 "줄기세포를 기반으로 하는 심장재생 치료법의 새 패러다임을 제시했다"고 의의를 설명했다.

한편 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오의료기술개발사업과 기초연구사업(신진연구)의 지원으로 수행됐다. 

연구 결과는 지난 18일 국제학술지 'Nature Communications'에 실렸다(Nat Commun 2019;10(1):3123).

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