초음파로 일주일 안에 역분화줄기세포 대량 생산

↑ 가톨릭관동대 김순학 교수

국내 연구진이 초음파로 일주일만에 인간 피부세포에서 역분화 줄기세포를 대량 생산하는 데 성공했다. 이미 분화가 끝난 체세포의 시간을 거슬러 만능 줄기세포로 되돌리는 빠르고 안전한 방법을 찾은 것이다.
14일 한국연구재단은 가톨릭관동대 김순학 교수 연구팀이 초음파를 이용해 세포 밖 물질을 세포 안으로 전달해 인간 피부세포를 역분화 줄기세포로 전환했다고 밝혔다. 유전자나 저분자 화합물을 사용하지 않고 오로지 초음파에 의해 역분화를 일으킨 것이다. 새롭게 만들어진 역분화 줄기세포는 몸 속에 주입해도 테라토마(종양)를 유발하지 않고도 다양한 세포로 분화되는 것으로 확인됐다.
역분화 줄기세포(iPSC·유도만능줄기세포)란 이미 분화가 끝난 체세포를 다시 분화 능력이 있는 줄기세포 단계로 되돌린 세포를 말한다. 한 마디로 세포의 시간을 거꾸로 가게 하는 기술이다. 배아줄기세포의 경우는 어떤 세포로든 분화할 수 있지만 배아를 사용해야 한다는 점에서 윤리적 위험성이 있다. 반면 역분화 줄기세포는 만능 분화 능력을 가지면서도 윤리적 논란을 피해갈 수 있다.
이에 따라 전 세계적으로 유전자나 저분자 화합물을 주입해 역분화 줄기세포를 만드는 연구가 활발하게 진행되는 중이다. 그러나 기존 역분화 방법은 대량 생산이 어렵고, 혹시라도 미분화된 상태로 몸 속에 들어갈 경우 암 세포로 분화할 수 있는 위험이 있었다.
연구팀은 이에 초음파를 이용해 세포 바깥 환경을 세포 안으로 유입시켜 역분화를 일으키는 데 성공했다. 인간의 피부 섬유아 세포와 폐상피세포 등에 초음파를 처리한 뒤 줄기세포 배지에 일주일 동안 배양했더니 줄기세포 배지가 세포 안으로 유입되는 것이 확인됐다. 세포막이 초음파에 의해 일시적으로 손상됐기 때문이다. 하루만에 역분화가 시작돼 일주일 안에 90% 이상의 피부세포가 역분화 줄기세포로 분화했다.
연구팀에 따르면 이 역분화 줄기세포는 생체에 이식해도 암을 유발하지 않았다. 다른 줄기세포나 화합물 등 외부 물질로 유도하는 것이 아니다보니 면역 거부 반응이 없고 걸리는 시간도 짧다는 설명이다. 김순학 교수는 "안전하고 효율이 높은 방법으로 향후 자가 줄기세포 치료에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 '바이오머터리얼즈'(Biomaterials) 지난 7월 25일자에 실렸다.
[김윤진 기자]