국내 연구팀, 체세포 복제줄기세포 성공률 획기적 개선

29일 경기 성남시 판교로 차바이오컴플렉스에서 이동률 차의과학대학교 차병원 줄기세포연구소장이 체세포복제줄기세포 연구 성과를 설명하고 있다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '셀 스템 셀'에 실렸다. [사진=차병원 제공]

아주경제 조현미 기자 = 국내 연구팀이 체세포 복제 배아줄기세포의 성공률을 획기적으로 끌어올리는 기술 개발에 성공했다.

차병원그룹 줄기세포연구팀(이동률·정영기 교수)은 미국 하버드대학교 이장(Yi Zhang) 교수팀과 공동으로 복제에 사용되는 난자의 질에 따라 체세포 복제 배아줄기세포 성공률이 다른 근본적인 이유를 처음으로 규명하고, 이를 극복할 방법을 찾았다고 30일 밝혔다.

미래창조과학부와 한국연구재단의 연구비 지원을 받아 이뤄진 이번 연구결과는 국제학술지 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell)'에 이날 발표됐다.

체세포복제줄기세포는 기증받은 난자에 성인(환자)의 피부세포에서 빼낸 핵을 넣는 '체세포 핵이식' 방식으로 만든 배아줄기세포를 말한다. 인체의 모든 조직으로 분화할 수 있어 '만능줄기세포'로도 불린다.

특히 치료제가 없는 난치성 질환을 치료하는 데 사용할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

그러나 지금까지는 줄기세포로 만들어지는 확립 성공률이 1~2% 수준이어서 실제 환자에게 사용해보는 임상 단계에는 진입하지 못하고 있다.

차병원 연구팀은 줄기세포 확립 성공률이 낮은 것은 체세포 복제배아 단계에서 '히스톤메틸효소(H3K9me3)'의 작용으로 상당수 배아 발생 관련 유전자의 발현이 억제되기 때문인 것을 확인했다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 히스톤메틸효소의 기능을 감소시키는 디메틸효소(KDM4A)의 마이크로RNA(mRNA)를 체세포복제배아에 주입했다.

그 결과 히스톤메틸효소의 활성이 감소하고, 배아 발생 관련 유전자의 발현이 재개돼 포배기배아 발생과 줄기세포주 수립효율이 획기적으로 증진됐다고 연구팀은 설명했다.

실제 실험에서는 mRNA가 주입된 56개의 체세포복제란에서 15개(26.8%)의 포배기 배아가 생산됐으며, 최종적으로 4개(7.1%)의 정상적인 체세포복제 배아줄기세포주를 수립했다고 연구팀은 전했다. 지난해 연구결과보다 3배 이상 효율이 높아진 셈이다.

연구팀은 이런 방식으로 망막질환이 있는 3명의 환자에게서 5개의 '환자 맞춤형 체세포복제줄기세포 치료제'를 만들었으며, 이르면 올해 안에 임상시험을 신청하겠다고 밝혔다.

이동률 교수는 "체세포복제배아줄기세포는 오직 우수한 질을 가진 난자에 의해서만 가능하다는 기술적인 제약을 해결했고, 세포 치료제의 실용성을 획기적으로 높여 환자 맞춤형 줄기세포 치료제에 한걸음 다가섰다"고 설명했다.

이 교수는 "이미 배아줄기세포주에서 유래한 노인성 망막변성 치료제 기술이 확보된 만큼 체세포복제배아줄기세포주를 이용한 치료제를 만드는 데 큰 문제가 없을 것"이라며 "국내에서도 체세포복제줄기세포 임상연구가 가능해지기를 바란다"고 말했다.