생체에 직접 이식…부갑상선 조직 재생 성공

이화여대·고려대 연구팀, 관련 논문 내놓아

▲조인호, 김한수, 이상훈 교수(왼쪽부터).[사진제공=이화여대의료원]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 생체에 직접 이식할 수 있는 부갑상선 조직 재생에 성공해 관심을 모으고 있다.

편도선 절제 수술 후 제거돼 폐기되는 편도선 조직으로부터 성체줄기세포를 추출해 부갑상선 호르몬이 분비되는 부갑상선세포로 분화시키는 데 성공한 것이다. 인간 편도줄기세포를 단일 세포 1000개 이상이 모여 3차원의 구 형태를 이루는 세포 집합체인 스페로이드 형태로 배양해 생체 내에 이식함으로써 스캐폴드를 사용하지 않고도 손상된 부갑상선 조직을 재생할 수 있게 됐다.

그동안 생체 내 부갑상선 조직으로 기능을 회복시키기 위해 생체 밖에서 배양된 편도줄기세포를 반드시 스캐폴드(바이오 지지체)와 혼입해 이식해야 했다. 이번 연구결과는 이 같은 단점을 극복했다.

생체 밖에서 제조된 3차원의 편도줄기세포를 스페로이드 형태로 분화시킨 후 스캐폴드 없이 부갑상선을 제거한 쥐의 생체에 이식했을 때 약 90일의 장시간이 경과한 후에도 혈액 내 부갑상선 호르몬과 칼슘의 결핍을 거의 원상태로 복원됐다. 부갑상선 제거 쥐에서 보여줬던 사망률도 많이 감소했다.

편도줄기세포 스페로이드를 처리한 쥐의 경우 생체 내 이식 후 초기 4일 안에 40%의 사망률을 보였는데 살아남은 쥐의 경우 90여 일 동안은 정상적 생활을 했다는 데 있다. 이 같은 결과를 토대로 초기 사망률만 개선한다면 이번 연구를 통해 제안한 편도줄기세포 스페로이드 기술은 1회 투여로 장기간 동안 부갑상선 기능을 거의 완벽하게 복원할 수 있을 것으로 기대된다.

부갑상선은 갑상선의 뒤편에 위치해 부갑상선 호르몬을 분비하는 주요 기관으로 우리 몸의 칼슘 대사를 조절하는 역할을 담당한다. 부갑상선은 갑상선암 수술이나 갑상선 기능 항진증에 의해 전체 또는 일부의 기능이 손상돼 부갑상선 기능 저하증을 일으키고 결국에는 칼슘 대사 이상으로 신경, 근육, 골격 및 신장 등에 질환을 일으킨다.

현재까지 부갑상선 기능 저하증의 치료는 평생 동안 칼슘과 비타민 D를 복용해야 한다. 정기적으로 칼슘과 비타민 D 농도를 측정해 적절한 농도를 유지하고 있는지 확인해야 한다. 최근에는 합성 부갑상선 호르몬을 매일 주사하는 방법도 제안됐는데 가격이 비싸고 호르몬 투여에 따른 부작용으로 최장 2년만 사용 가능하다.

이번 연구는 스캐폴드 없이 분화 효율을 증진시킨 3차원의 편도줄기세포 스페로이드 제조 기술을 통해 생체 내에서 칼슘 농도를 조절하는 주요 호르몬인 부갑상선 호르몬을 효과적으로 생산할 수 있는 새로운 방법을 제안한 것이다. 앞으로 부갑상선 기능 저하증 이외에도 칼슘대사와 연관성이 있는 골다공증 등의 예방 또는 치료용 임상 치료제로 적용 범위를 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 이화여자대학교 의과대학 편도줄기세포 연구센터 조인호 교수, 이비인후·두경부외과 김한수 교수와 고려대학교 보건과학대학 바이오의공학부 이상훈 교수의 공동 연구로 이뤄졌다. 연구 결과는 지난 3월2일 생체소재 분야 학술지인 '악타 바이오메터리얼리아(Acta Biomaterialia)' 온라인판에 실렸다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr