[과학을 읽다]성체줄기세포 상처 부위로 집중 이동

국내 연구팀, 관련 기술 개발

▲미니서클(Mincircle)을 이용한 중간엽줄기세포로의 유용 유전자 전달기술.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 성체줄기세포를 상처 부위로 집중 이동 시키는 기술이 개발됐습니다. 안전성 높은 유전자 전달기술 개발로 손상 조직을 효과적으로 재생할 수 있을 것으로 기대됩니다.

국내 연구팀이 손상 조직의 효과적 재생을 위한 성체줄기세포의 이동 능력을 향상시키는 기술을 개발하는데 성공했습니다. 미니서클(minicircle) 기반의 효율적 비바이러스성 유전자 전달 기술을 이용해 성체줄기세포인 중간엽줄기세포가 손상 조직으로 집중 이동하는 능력을 크게 향상시켰습니다.

미니서클(minicircle vector)이란 유전자 전달과 발현 효율을 높일 목적으로 유전자 재조합을 일반 플라스미드(plasmid) 벡터(유전자 전달과 유전자 발현이 가능한 DNA 분자)를 크기가 최소화된 고리 형태의 유전자 발현 벡터로 개량한 것을 말합니다.

중간엽줄기세포는 자가 증식이 가능하며 뼈, 지방, 연골 등으로 분화할 수 있는 능력을 보유한 성체 줄기세포입니다. 윤리적 문제없이 성인의 골수, 지방, 혈액 등에서 채취가 가능해 세포치료제의 원료 세포로 주목받고 있습니다.

세포 치료제로 활용되는 중간엽줄기세포의 성능을 향상시키기 위해서는 손상조직으로의 이동능력을 향상시키는 등의 유전공학적 조작이 필요합니다. 이 과정에서 대부분 바이러스를 이용한 유전자 전달 방법을 주로 사용하고 있는데 암 유발 가능성과 면역반응 등의 안전성 문제로 임상 사용이 제한되고 있습니다.

바이러스를 사용하지 않는 방법으로 중간엽줄기세포에 유용 유전자를 전달하는 기술을 개발하고자 하는 연구는 활발히 진행 중인데 아직 그 효율이 매우 낮습니다.

연구팀은 유용 유전자를 미니서클에 실어서 마이크로포레이션(Microporation) 방법으로 중간엽줄기세포에 도입하면 유전자 전달 효율이 크게 높아지며 그 발현양도 일주일 이상 높게 유지된다는 것을 밝혀냈습니다.

손상 조직으로 이동 능력을 향상시켜주는 유전자(CXCR4)를 미니서클에 실어서 중간엽줄기세포에 발현해 이처럼 조작된 중간엽줄기세포를 손상 조직을 가진 모델 동물에 정맥 주사했습니다. 줄기세포가 상처 부위로 집중적으로 이동하는 능력이 크게 증가했습니다.

이번 연구는 오두병 한국생명공학연구원 박사, 임용택 성균관대 교수 연구팀이 수행했습니다. 연구 결과는 생물재료 분야의 세계적 학술지 '바이오머터리얼즈(Biomaterials)' 6월호 온라인에 실렸습니다.

오두병 박사는 "해당 성과는 바이러스를 사용하지 않고 유용한 유전자를 중간엽줄기세포에 효과적으로 전달해 손상 조직으로의 이동 능력을 향상시킨 것에 의의가 있다"며 "이번 기술을 사용해 중간엽줄기세포를 손상조직을 효과적으로 재생시키는 세포치료제로 개발할 수 있기를 기대한다"고 말했습니다.