[과학을 읽다]줄기세포 단점…인공 단백질로 극복

DGIST 연구팀, 인공 세포외 기질 단백질 제조

▲국내 연구팀이 온도감응 세포외 기질 단백질을 이용해 줄기세포의 조직재생 기술을 개발했다.[사진제공=DGIST]

[아시아경제 정종오 기자] 줄기세포 치료의 단점을 보완해 주는 인공 단백질이 만들어졌습니다. DGIST(총장 신성철) 나노·에너지융합연구부 최성균·전원배 연구팀이 줄기세포의 생존과 재생 효율 높이는 인공 세포외 기질 단백질을 제조했습니다. 기존 줄기세포 치료 한계를 극복하는 새로운 치료 기술에 활용 가능합니다.

기존의 줄기세포 치료의 단점을 보완할 수 있는 인공 단백질을 제조해 이를 이용한 재생의료 기술을 개발했습니다. 연구팀은 인테그린 수용체를 활성화해 세포기질을 대체할 수 있는 온도감응 재조합 단백질을 만들었습니다. 연구팀이 개발한 인공 세포외 기질 단백질을 줄기세포와 복합적으로 치료할 경우 기존의 줄기세포 치료의 한계를 보완할 수 있는 원천기술입니다.

줄기세포는 손상된 조직이나 장기를 복원하는데 중요한 역할을 하는 세포입니다. 재생의학 분야에서 전 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있죠. 줄기세포를 단독으로 적용하는 시술이나 제품의 사용 등 기존의 줄기세포 치료는 이식된 줄기세포의 초기 생존율과 세포 정착률이 현저히 낮아 치료 효율이 떨어진다는 한계가 있습니다.

연구팀은 조직 재생의 효율을 극대화하기 위해서는 손상된 세포외 기질을 대체할 수 있는 생체소재 개발이 필수적이라는 사실에 착안했습니다. 인공 세포외 기질 단백질은 섭씨 20도 이하에서는 용액에 녹아있는데 신체온도인 섭씨 37도에서는 젤로 바뀌는 특성을 나타냅니다. 이런 특성을 가진 인공 세포외 기질 단백질을 활용할 경우 손상된 피부조직에서 이식된 줄기세포의 생존율이 30% 이상 향상되는 것을 확인했습니다. 줄기세포 단독으로 처리한 치료에 비해 효과가 높아졌습니다.

또 인공 세포외 기질 단백질을 동물실험에 이용해 조직학적 검사와 혈액 면역검사를 진행할 결과 체내 염증과 면역반응이 일어나지 않는다는 사실도 확인했습니다. 인공 세포외 기질 단백질을 이용한 줄기세포 조직 재생 기술은 세포의 증식과 분화, 인슐린을 생산하는 베타세포의 기능을 촉진하는 것을 확인했고 신경과 연골, 안면, 췌장 이식 등의 분야에서 줄기세포를 이용한 획기적인 치료법 개발에 응용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

최성균 선임연구원은 "줄기세포 이식 후 생존율을 높이고 이식된 조직 내에서 정착률을 높이는 기술을 개발한 것"이라며 "앞으로 안정성 문제와 효율성을 높여 줄기세포를 이용한 치료법을 개발할 수 있도록 노력하겠다"고 말했습니다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr