류마티스 관절염 뿌리 캐는 '표적형 줄기세포 엑소좀' 개발

한국연구재단 "박재형 교수 연구팀, 염증성 대식세포를 항염증 타입으로 재편 입증"

[아시아경제 김봉수 기자] 류마티스 관절염의 염증성 관절 부위를 찾아가 원인을 없애주는 치료법이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국연구재단은 박재형 교수(성균관대학교) 연구팀이 체내를 순환하면서 염증이 있는 관절 부위에 선택적으로 축적된 후, 염증성 대식세포를 항염증 타입으로 재편하는 표적형 줄기세포 엑소좀을 개발했다고 6일 밝혔다.

염증성 대식세포란 염증을 유발하는 대식세포로 M1 대식세포라고도 불리며 류마티스 관절염의 악화에 주요한 원인을 제공한다. 엑소좀은 세포 밖으로 분비되는 작은 주머니로 DNA와 단백질은 물론 마이크로 RNA 등 여러 생체물질이 다량 함유되어 우리 몸의 다양한 생리현상에 관여한다. 특히 줄기세포 엑소좀은 염증성 대식세포를 항염증성으로 바꿔줄 수 있다고 알려졌지만 체내에서 빨리 분해돼 사라지는 데다 염증 부위가 아닌 간에 주로 축적돼 효과가 제한적이었다.

연구팀은 줄기세포 엑소좀이 염증이 있는 관절 부위를 표적할 수 있도록 표면개질을 시도했다. 염증 부위에 존재하는 염증성 대식세포 표면에 많이 생성되는 수용체(SR-A 수용체)와 결합할 수 있는 덱스트란 설페이트(설페이트기를 가지고 있는 덱스트란 기반의 다당류)가 줄기세포 엑소좀 표면에 도입될 수 있도록 했다.

연구팀은 이렇게 해서 만들어진 줄기세포 엑소좀을 정맥주사를 통해 생쥐에 투여했는데, 염증이 있는 부위에 엑소좀이 상대적으로 집중돼 축적되는 것을 광학영상장치를 통해 확인할 수 있었다. 특히 염증부위에 표면개질 엑소좀이 축적된 생쥐의 경우 대조군에 비해 관절염 수치가 현저하게 낮아진 것으로 나타났다. 기존 엑소좀 대비 10분의 1 용량에도 비슷한 정도의 관절염 수치를 보였다.

연구팀은 이같은 엑소좀의 염증완화가 특정 마이크로 RNA (let-7b-5p 및 miR-24-3p) 때문임을 밝혀냈다. 여기에 표적성 부여를 위한 당대사공학(화학 반응기를 세포 표면의 당 단백질에 도입할 수 있는 기술) 및 생물직교성 무동 클릭화학 기반의 세포 표면개질이 엑소좀 내부의 생체물질에는 영향을 미치지 않았다는 점도 확인했다. 생물직교성 무동 클릭화학이란 아지드(azide)기와 알킨(alkyne)기가 구리 촉매 없이 특이적으로 반응하는 현상이다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 2일자로 게재됐다.