약학부 박필훈·정지헌 교수, ‘중간엽 줄기세포 스페로이드’ 생존율 향상 기전 확인
후속 연구 통해 자가포식반응 활성화 유도 약물 개발 속도
연구논문 국제저명저널 '오토파지' 게재

영남대 약학부 정지헌 교수(왼쪽)와 박필훈 교수가 포즈를 취하고 있다.

영남대 약학대학 연구팀이 줄기세포 치료제의 치료 효율을 향상 시킬 수 있는 길을 열었다.

줄기세포는 다양한 질환의 치료제로 이용되고 있다. 그 중에서도 '중간엽 줄기세포(Mesenchymal Stem Cell)'는 치료제로 이용 시 여러 이점이 있어, 알츠하이머, 파킨슨병 등 퇴행성 신경질환과 관절질환 등의 치료에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 중간엽 줄기세포는 이식 후 여러 가지 원인에 의하여 세포사멸이 다량으로 일어나 치료 효율이 떨어지는 단점이 있다.

이러한 한계를 극복하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 세포를 방울 형태로 거꾸로 매달면 중력으로 인하여 아래쪽으로 세포가 모여 구형(스페로이드, Spheroid)을 이루는 방식으로 3차원 배양을 할 경우, 이식 후 줄기세포 치료 효율이 증가한다는 것이 보고됐다. 하지만 지금까지 스페로이드 배양이 세포 생존율 및 치료 효율 향상을 유도하는 기전에 대해서는 알려진 바가 없다.

연구팀은 "이번 연구를 통해 스페로이드 형태로 줄기세포를 배양할 경우 세포 자가포식작용인 '오토파지(Autophagy)'가 발생하며, 이 오토파지가 세포사멸를 유의적으로 억제해 세포 생존율이 증가됐다. 이로 인해 치료 효율이 향상된다는 것을 대장염 질병치료 동물모델에서 최초로 확인했다"고 연구 성과를 밝혔다.

이번 연구는 영남대 대학원 약학과에서 박사 학위를 받은 렉미 소바(Regmi Shobha, 현 스탠포드대 박사 후 연구원) 박사와 라우트 파완 쿠마(Raut Pawan Kumar, 현 계명대 박사 후 연구원) 박사가 공동 제1저자, 영남대 약학부 박필훈, 정지헌 교수가 공동 교신저자로 참여했다.

정지헌 교수는 "줄기세포를 이용한 치료제 개발은 전 세계적으로 시장이 급속도로 확장되고 있으나, 세포치료제 이식 후 생존율이 매우 낮은 현상으로 인해 세포치료제 상용화에 어려움이 있었다. 이번 연구 결과로 자가포식작용 활성화를 유도하는 약물 개발에 속도를 낼 수 있을 것"이라면서 "세포치료제 이식 후 줄기세포 생존율 및 질병 치료 효율 향상이 이루어 질 것으로 기대된다"고 말했다.

특히 이번 연구는 '세포생존과 사멸을 조절하는 신호전달체계 규명 연구'를 수행하는 박필훈 교수와 '중간엽 줄기세포를 이용한 치료제 개발 연구'를 수행하는 정지헌 교수 연구팀의 융합연구를 통해 이루어낸 성과다. 연구팀은 세포의약품의 생존율 향상 기전을 규명하여 세포치료제가 새로운 질병 치료제로 정립될 수 있도록 공동연구를 진행할 계획이다.

이번 연구는 한국연구재단 신진연구지원사업과 교육부 4단계 BK21사업, 대학중점연구소지원사업(영남대 세포배양연구소) 지원으로 수행됐다. 연구결과는 '자가포식작용 경로를 통한 스페로이드 배양 중간엽 줄기세포의 생존율 및 기능 향상'이라는 논문으로 국제저명학술지 '오토파지'(Autophagy, 영향력지수(IF) 16.016)에 온라인 공개됐다.

박종문기자 kpjm@yeongnam.com

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