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초음파로 일주일 안에 역분화줄기세포 대량 생산

가톨릭관동대 김순학 교수팀 개발 "자가줄기세포 치료에 기여"

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국연구재단은 가톨릭관동대 김순학 교수 연구팀이 초음파를 이용해 일주일만에 인간의 피부세포에서 역분화 줄기세포를 대량 생산하는데 성공했다고 14일 밝혔다.

역분화 줄기세포를 쥐의 뇌, 근육, 간에 이식한 모습 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
역분화 줄기세포를 쥐의 뇌, 근육, 간에 이식한 모습 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

역분화 줄기세포(iPSC·유도만능줄기세포)는 이미 분화가 끝난 체세포를 다시 분화 능력이 있는 줄기세포 단계로 되돌린 세포를 말한다.

전 세계적으로 윤리적 위험성이 있는 배아줄기세포 대신 역분화 줄기세포에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만 기존 유전자나 저분자 화합물에 기반한 역분화 줄기세포 유도 기술은 효율이 낮고 암세포가 생길 수 있는 등 한계가 있다.

의학 분야에서 세포 치료에 사용하기 위해서는 면역 거부반응이 없으면서 암세포를 생성하지 않는 자가세포를 이용한 치료법 개발이 필수적이다.

최근 초음파가 세포 밖의 물질을 세포 내로 효율적으로 전달하면서 세포의 증식을 돕는 사례가 보고되기도 했다.

연구팀은 초음파를 이용해 세포 바깥 환경을 세포 안으로 유입시켜 '세포 리프로그래밍'(이미 성숙한 체세포를 만능줄기세포로 유도하는 기술)을 일으키는 데 성공했다.

김순학 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
김순학 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

인간의 피부 세포와 쥐의 섬유아세포 등에 초음파를 처리한 뒤 줄기세포 배지에 일주일 동안 배양한 결과, 줄기세포 배지가 초음파에 의해 일시적으로 손상된 세포막을 통해 세포 내로 유입되는 것이 확인됐다.

초음파 처리 후 하루 만에 역분화 메커니즘이 나타나기 시작해 일주일 내 90% 이상의 피부세포가 역분화 줄기세포로 분화하는 것으로 나타났다.

이 역분화 줄기세포를 생체에 이식한 결과 암을 유발하지 않고 뇌세포, 근육세포, 간세포로 잘 분화됐다고 연구팀은 설명했다.

초음파를 이용한 역분화 줄기세포 유도 기술 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
초음파를 이용한 역분화 줄기세포 유도 기술 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

타가 줄기세포나 화합물 등 외부 물질 없이 유도가 가능해 면역 거부 반응이 없고, 짧은 시간 안에 생산할 수 있어 경제적이다.

김순학 교수는 "안전하고 효율이 높은 분화법"이라며 "이번에 개발한 원천기술을 자가줄기세포 치료에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(개인연구)의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 '바이오머터리얼즈'(Biomaterials) 지난 7월 25일 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2017/09/14 12:00 송고

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