서울대병원 김효수 교수팀, 심근줄기세포 표지자 세계 최초 규명
역분화 만능줄기세포에서 심근세포를 순수 분리해서 증폭하는 기술 확립
심장은 고대부터 가장 중요한 장기로 여겨졌으며 우리 몸 구석구석으로 혈액을 공급하는 중요한 기관이다. 그러나 다른 장기와 달리 한번 손상되면 재생이 안 되기 때문에 기존 약물과 시술은 한계가 있다.
지난 20년 간 전 세계 과학자들이 고전을 면치 못했던 심장의 줄기세포, 유전자 치료가 국내 연구진에 의해서 가시화되고 있다.
서울대병원 순환기내과 김효수 교수팀(이춘수 박사, 조현재 교수)은 역분화 만능줄기세포로부터 심근세포를 순수 분리하여 다량으로 얻을 수 있는 방법을 찾았다.
이 연구 성과는 세계 최고의 권위지인 ‘순환기(Circulation; IF 23.054) 최근호에 ‘주목할 만한 논문(Featured article)’으로 선정됐다.
연구팀이 특히 주목한 것은 심근줄기세포에서만 발현하는 표지자였다. 연구팀은 역분화 만능줄기세포에서 심근세포로 분화시키는 최적의 세포실험조건을 만들었다. 이 분화 과정에서 마이크로어레이 분석법을 통해서 분화에 따라서 증가하는 유전자들을 탐색한 결과 라트로필린-2이라는 세포표면 표지자가 발견된 것이다.
라트로필린-2는 특이하게 심근 줄기세포 단계에서 발현된다. 이 유전자를 결손시킨 쥐를 만들어 본 결과, 심장 기형이 초래돼 자궁 안에서 사망했다. 이 표지자의 가치는 만능줄기세포에서 분화를 시키는 과정에서, 라트로필린2 양성세포만을 분리해 증폭시키면, 100% 순수한 심근세포를 대량 얻을 수 있다는 것이다.
김효수 교수는 “이번에 규명된 라트로필린2 단백질을 이용하면 심근세포로 분화하는 방법을 획기적으로 향상시켜 심근세포 대량 증식이 가능하다”며 “실용화 가치가 높아 심근 재생치료 분야에서 세포-유전자 치료법의 새 지평을 열 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.
라트로필린-2의 유전자 서열이 쥐와 인간 사이에 매우 유사하다. 연구팀은 쥐에서 뿐 아니라 사람 심근세포에서도 동일한 기전이 적용됨을 증명하고 두번째 논문을 준비 중이라고 전했다. 연구 결과가 진료 현장에 적용되면 심근경색과 심부전 환자에게 손상된 심근의 기능을 회복할 수 있는 효과적인 치료법이 될 것으로 전망된다.
이번 연구는 보건복지부가 지원하는 세포치료-실용화센터사업단과 연구중심병원BT(BioTherapeutics) 유닛 프로그램에 참여한 연구진들의 5년 여 장기연구의 성과며 후속 연구결과들이 발표될 예정이다.
그림 3. 마이크로어레이(Microarray) 분석법을 이용해 단계별로 유의하게 증가하는 유전자를 탐색했음. 세포 표면에 존재하는 새로운 표지자를 선별하기 위하여 유전자 분류 가운데 G단백질 수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)와 2배 이상 증가한 유전자와의 교집합을 분석한 결과 라트로필린-2(Latrophilin-2, Lphn2)를 찾게 되었음.
