제주대 박세필 교수팀, 플로스원(PLOS ONE)에 논문

‘역분화 만능줄기세포(iPS)’ 제조시 바이러스 사용으로 우려됐던 암 발생 등의 부작용을 해결할 수 있는 대체기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

제주대학교 줄기세포연구센터 박세필 교수팀과 ㈜미래생명공학연구소 박효영·김은영 박사팀은 기존의 바이러스 대신에 ‘나노입자와 리포좀(Liposomal Magenetofection)’을 이용해 유전자를 넣는 방식으로 iPS를 만드는데 성공했다고 16일 밝혔다.

이번 연구는 농림수산식품부와 농촌진흥청, 제주특별자치도의 연구비 지원으로 이뤄졌으며, 논문은 국제학술지 ‘플로스원(PLOS ONE)’ 최근호에 실렸다.

역분화는 수정란이 분화해 줄기세포가 되거나, 난자를 이용해 배아줄기세포를 만드는 것과 달리 다 자란 세포에서 배아줄기세포와 같은 만능세포를 만들어내는 것을 말한다.

역분화 만능줄기세포(iPS)라는 이름은 올해 노벨 생리의학상을 받은 일본의 야마나카 신야 교수가 고안했다.

이 줄기세포가 주목받는 것은 임상에 적용될 경우 환자 자신의 체세포(성숙세포)만을 이용하기 때문에 세포치료시 나타날 수 있는 면역거부반응을 원천적으로 해결할 수 있을 것이라는 점에서다.

때문에 줄기세포를 이용한 세포치료기술 중 가장 이상적인 방식으로 평가받고 있다.

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

그러나 바이러스를 이용한 역분화 만능줄기세포의 경우 바이러스의 특성 때문에 특정 세포로 분화된 뒤 세포 사멸이나 미분화 유전자 발현에 따른 암 발생 등의 부작용이 나타날 수 있다는 게 가장 큰 문제로 대두되면서 상용화에 이르지 못했다.

이후 전기충격, 화학물질 등의 방법으로 바이러스 운반체를 대체하려는 연구가 있었지만 이들 방식도 낮은 효율성을 극복하지 못했다.

박 교수팀은 이런 문제가 있는 바이러스 대신에 나노입자(Nanoparticle)를 운반체로 이용해 생쥐에서 iPS가 효율적으로 만들어지는지를 관찰했다. 나노입자 관련 기술은 이미 박 교수팀이 세계 최초로 특허를 획득해 놓은 상태다.

실험 결과 나노입자와 리포좀은 iPS를 만드는데 필요한 4개의 유전자를 생쥐 체세포 핵에 성공적으로 전달했다. 또 이렇게 만들어진 줄기세포는 신경세포, 심장근육세포, 장(Gut), 뼈, 연골 및 근육세포 등으로 분화하는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다.

역분화에 소요되는 시간도 8일로 기존 운반체의 3~5주보다 매우 짧았으며, 효율성은 10~30배 향상된 것으로 연구팀은 평가했다.

박 교수는 “iPS를 상용화하려면 바이러스 대체 기술을 선점하는 게 급선무인데 이번 실험 성공으로 일본과 미국 연구팀을 바짝 추격할 수 있게 됐다”며 “향후 환자맞춤형치료법으로 이어질 경우 막대한 부가가치를 창출할 수 있을 것”이라고 말했다.

연합뉴스