국산 줄기세포 분화기술, 세계 표준으로 채택

국내 연구진이 개발한 전분화능 줄기세포(배아줄기세포 및 역분화 줄기세포)의 신경세포로의 분화방법이 세계 표준으로 채택됐다.

교육과학기술부는 연세대 의대 김동욱(사진) 교수팀이 개발한 '효율적이고 보편적인 전분화능 줄기세포의 신경세포 분화 유도방법'이 지난달 영국에서 개최된 국제 줄기세포 포럼 산하 '국제 줄기세포 이니셔티브'에서 신경계통 분야 줄기세포 분화의 대표 공식 프로토콜로 채택됐다고 20일 밝혔다.


이에 따라 김 교수팀이 개발한 프로토콜은 앞으로 전세계에서 전분화능 줄기세포주들을 신경세포로 분화시켜 비교·분석하는데 사용된다.

전분화능 배아 줄기세포를 난치병 치료에 이용하기 위해서는 성체줄기세포와 달리 특정 체세포로 분화시키는 기술이 필수다. 전분화능 줄기세포는 모든 체세포로 분화할 능력이 있기 때문에 적절히 분화시키지 않은 상태로 이식할 경우 기형종(teratoma)이라고 하는 암 조직이 발생할 우려가 있기 때문이다.

따라서 신경세포, 간세포 등 원하는 체세포로 분화시키는 기술을 개발하는 것은 전분화능 줄기세포를 난치병 치료에 적용하기 위해 가장 중요한 과정으로 여겨지고 있다.


지금까지 세계적으로 배아줄기세포를 신경세포로 분화 유도할 수 있는 방법은 많이 보고됐다. 하지만 세포주 고유의 특성 때문에 그 효율이 제각각이었다. 배아줄기세포주들은 세포주에 따라 어떤 것은 신경세포로, 어떤 것은 근육세포나 췌장세포로 잘 분화하려는 고유한 분화 특성을 가지고 있기 때문이다.

때문에 모든 세포주에 공통 적용할 수 있는 효율적인 분화법 개발이 절실한 상황이었다. 이에 김 교수팀은 신경세포의 분화에 관련된 세포신호기전을 연구해 저분자 물질을 사용, 모든 전분화능 줄기세포를 효율적으로 신경세포로 유도할 수 있었다. 저분자 화합물질을 이용해 모든 세포주에서 다른 분화는 억제하고, 신경세포로의 분화만 매우 효과적으로 유도하는 방법을 개발한 것이다.

이같은 분화방법이 이번에 세계 표준으로 채택돼 그 연구 성과를 인정받게 됐다.

김 교수팀은 그동안 이 분야에서 세계 선두 그룹을 유지해 왔다. 배아줄기세포에서 파킨슨 질병에 쓰이는 도파민 신경세포를 세계 최고 수율(85~90%)로 분화시키는 데 성공한 바 있다. 또 척수 손상에 쓰이는 희소돌기아교세포(올리고덴드로사이트)를 제론(Geron)사에 이어 세계 2번째로 만들기도 했다. 아울러 배아줄기세포유래 가바 신경세포를 세계 최초로 척수 손상의 통증 모델에 이식해 효과를 보는데 성공한 적도 있다.