줄기세포 치료 한계, 인공 단백질로 메운다

DGIST 에너지융합연구부 최성균·전원배…안면·췌장 이식 분야 획기적 치료법 응용

대구경북과학기술원(DGIST) 나노'에너지융합연구부 최성균 선임연구원(제1저자)과 전원배 책임연구원(교신저자)이 기존 줄기세포 치료의 단점을 보완할 수 있는 인공 단백질을 제조해 이를 이용한 재생 의료 기술을 개발했다.

연구팀은 인테그린 수용체를 활성화해 세포 기질을 대체할 수 있는 온도감응 재조합 단백질을 세계 최초로 개발했으며, 연구팀이 개발한 인공 세포 외 기질 단백질을 줄기세포와 복합적으로 치료하면 기존 줄기세포 치료의 한계를 보완할 수 있다.

줄기세포는 손상된 조직이나 장기를 복원하는 데 중요한 역할을 하는 세포로 재생의학 분야에서 전 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 줄기세포를 단독으로 적용하는 시술이나 제품의 사용 등 기존 줄기세포 치료는 이식된 줄기세포의 초기 생존율과 세포 정착률이 현저히 낮아 치료 효율이 떨어진다는 점이 한계로 지적됐다.

인공 세포 외 기질 단백질은 20℃ 이하에서는 용액에 녹아있지만, 신체온도인 37도에서는 젤로 바뀌는 특성을 나타낸다. 이러한 특성이 있는 인공 세포 외 기질 단백질을 활용하면 손상된 피부조직에서 이식된 줄기세포의 생존율이 30% 이상 향상되는 것을 확인했고, 줄기세포 단독으로 처리한 치료에 비해 효과가 뛰어났다.

인공 세포 외 기질 단백질을 이용한 줄기세포 조직 재생 기술은 세포의 증식과 분화, 인슐린을 생산하는 베타세포의 기능을 촉진하는 것을 확인했으며 신경과 연골, 안면, 췌장 이식 등의 분야에서 줄기세포를 이용한 획기적인 치료법 개발에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

최성균 선임연구원은 "줄기세포의 이식 후 생존율을 높이고, 이식된 조직 내에서 정착률을 높이는 기술을 개발한 것이 이번 연구의 큰 성과"라며 "앞으로 안정성 문제와 효율성을 높여 줄기세포를 이용한 치료법을 개발할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

한편, 이번 연구 성과는 세계적 권위의 학술지 '저널 오브 콘트롤드 릴리즈'(Journal of Controlled Release) 온라인판 지난 11일 자에 게재됐다.