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학술

손상된 심장근육 재생하는 세포-유전자 치료법 가시화

'Circulation' 최근호에 'Featured article’로 선정

서울대병원 김효수 교수팀, 심근줄기세포 표지자 세계 최초 규명 
역분화 만능줄기세포에서 심근세포를 순수 분리해서 증폭하는 기술 확립 



심장은 고대부터 가장 중요한 장기로 여겨졌으며 우리 몸 구석구석으로 혈액을 공급하는 중요한 기관이다. 그러나 다른 장기와 달리 한번 손상되면 재생이 안 되기 때문에 기존 약물과 시술은 한계가 있다. 

지난 20년 간 전 세계 과학자들이 고전을 면치 못했던 심장의 줄기세포, 유전자 치료가 국내 연구진에 의해서 가시화되고 있다. 

서울대병원 순환기내과 김효수 교수팀(이춘수 박사, 조현재 교수)은 역분화 만능줄기세포로부터 심근세포를 순수 분리하여 다량으로 얻을 수 있는 방법을 찾았다. 

이 연구 성과는 세계 최고의 권위지인 ‘순환기(Circulation; IF 23.054) 최근호에 ‘주목할 만한 논문(Featured article)’으로 선정됐다. 
 


연구팀이 특히 주목한 것은 심근줄기세포에서만 발현하는 표지자였다. 연구팀은 역분화 만능줄기세포에서 심근세포로 분화시키는 최적의 세포실험조건을 만들었다. 이 분화 과정에서 마이크로어레이 분석법을 통해서 분화에 따라서 증가하는 유전자들을 탐색한 결과 라트로필린-2이라는 세포표면 표지자가 발견된 것이다. 

라트로필린-2는 특이하게 심근 줄기세포 단계에서 발현된다. 이 유전자를 결손시킨 쥐를 만들어 본 결과, 심장 기형이 초래돼 자궁 안에서 사망했다. 이 표지자의 가치는 만능줄기세포에서 분화를 시키는 과정에서, 라트로필린2 양성세포만을 분리해 증폭시키면, 100% 순수한 심근세포를 대량 얻을 수 있다는 것이다. 



김효수 교수는 “이번에 규명된 라트로필린2 단백질을 이용하면 심근세포로 분화하는 방법을 획기적으로 향상시켜 심근세포 대량 증식이 가능하다”며 “실용화 가치가 높아 심근 재생치료 분야에서 세포-유전자 치료법의 새 지평을 열 것”이라고 연구 의의를 밝혔다. 

라트로필린-2의 유전자 서열이 쥐와 인간 사이에 매우 유사하다. 연구팀은 쥐에서 뿐 아니라 사람 심근세포에서도 동일한 기전이 적용됨을 증명하고 두번째 논문을 준비 중이라고 전했다. 연구 결과가 진료 현장에 적용되면 심근경색과 심부전 환자에게 손상된 심근의 기능을 회복할 수 있는 효과적인 치료법이 될 것으로 전망된다. 

이번 연구는 보건복지부가 지원하는 세포치료-실용화센터사업단과 연구중심병원BT(BioTherapeutics) 유닛 프로그램에 참여한 연구진들의 5년 여 장기연구의 성과며 후속 연구결과들이 발표될 예정이다. 








그림 3. 마이크로어레이(Microarray) 분석법을 이용해 단계별로 유의하게 증가하는 유전자를 탐색했음. 세포 표면에 존재하는 새로운 표지자를 선별하기 위하여 유전자 분류 가운데 G단백질 수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)와 2배 이상 증가한 유전자와의 교집합을 분석한 결과 라트로필린-2(Latrophilin-2, Lphn2)를 찾게 되었음.


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