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줄기세포 엑소좀 내 유전인자 신경·연골 재생치료에 효과
입력일 2018-08-03 12:31:20 l 수정일 2018-08-13 16:54:02
뇌졸중·혈관성치매에 엑소좀 투입하면 신경세포 활성화돼 증상 개선

뇌졸중으로 손상된 뇌신경세포(왼쪽)가 줄기세포치료로 회춘한 모습

유전인자(DNAs & RNAs)들을 내포하고 있는 줄기세포 엑소좀이 사멸하려는 세포를 다시 활성화(회춘·rejuvenation) 시킨다는 논문이 세계적인 학술지 ‘스트로크(Stoke)’ 저널에 올해 5월 발표됐다. 중풍, 뇌졸중, 혈관성치매 환자에게 줄기세포 엑소좀을 투입하면 사멸되려던 신경세포가 활성화돼 증상이 개선되다는 게 논문의 골자다.

줄기세포는 크게 배양된 또는 배양하지 않은 줄기세포로 나뉠 수 있다. 이 중 배양하지 않은 줄기세포는 많은 양(quantity)의 엑소좀을 내포하고 있다. 줄기세포 엑소좀은 다른 세포 엑소좀과 다르게 건강한 유전인자를 내포하기 때문에 죽어가는 세포를 활성화시킬 수 있다.

알츠하이머 치매 또는 파킨슨병 환자의 뇌 신경세포에서도 엑소좀이 분비된다. 하지만 이런 엑소좀에는 나쁜 물질인 베타아밀로이드 또는 신뉴클레인(synuclein)이 포함돼 있어 다른 세포로 전이되고 세포를 병들고 죽어가게 해 증상이 점차 나빠지게 된다.

근래에는 신경줄기세포를 병변 부위에 주입하면 도파민을 분비하는 신경세포가 만들어지는 게 확인됐다. 1995년 미국의 저명한 학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신(New England Journal of Medicine)’에 의하면 사망한 태아에서 추출한 신경줄기세포를 59세의 파킨슨병 환자에게 이식수술하자 증상이 완치됐다. 이 환자에게 이식된 태아의 신경줄기세포는 환자의 뇌에서 도파민을 분비하는 신경세포로 분화된다는 게 입증됐다. 파킨슨병은 유전적 요소가 충분히 원인이 될 수 있다는 게 줄기세포치료를 통해 밝혀진 셈이다.

2008년에는 세계적으로 저명한 과학학술지 ‘네이처(Nature)’에 태아의 신경줄기세포를 이식받은 5명의 파킨슨병 환자가 수술받고 약 9~14년이 지난 후 부검하자 뇌에서 이식된 신경줄기세포가 도파민을 분비하는 신경세포로 분화된 것을 관찰할 수 있었다는 내용이 게재됐다. 따라서 신경줄기세포를 사용하면 파킨슨병, 치매, 간질, 다발성경화증, 루게릭병, 샤르코마리투스병 등을 포함한 여러 종류의 중추신경 및 말초신경질환의 완치가 가능할 것으로 예상된다. 하지만 현재 윤리적인 문제로 신경줄기세포를 얻는 것은 불가능하다. 

이에 대한 대안으로 줄기세포 엑소좀에 내포돼 있는 건강한 DNA 및 RNA을 투입하면 손상된 신경세포 또는 신경줄기세포들이 활성화할 수 있다. 간접적으로 신경줄기세포 숫자를 증가시키는 방안이다.

최근 지방줄기세포 연골재생 효과 기전을 해명하는 논문을 국제학술지에 게재한 박재우 미프로의원 원장(옛 스템스의원)은 “줄기세포는 손상된 부위를 스스로 찾아가는 호밍효과(homing effect)와 뿌리를 내리면서 여러 종류의 재생인자(trophic factors)를 분비하는 효과로 손상된 조직을 복구한다”며  “그동안 원인을 알 수 없고 치료방법이 없었던 여러 유전적 난치병들이 이제는 줄기세포 유전인자 치료로 좋아질 수 있는 계기가 만들어지고 있다”고 말했다. 

그는 “여러 연골 재생인자 중 하나가 근래에 각광받고 있는 줄기세포 내 엑소좀(exosome)”이라며  “줄기세포를 사용하면 무릎관절 외에도 손가락, 손목, 발목 등 모든 관절이 주사로 연골재생이 가능하다”고 말했다. 특히 심장이 좋지 않은 노년층은 전신마취가 치명적인 악영향을 줄 수 있기 때문에 수술보다는 줄기세포 주사로 연골재생에 나서는 게 바람직하다고 강조했다.

미국에서 재생의학을 공부한 박재우 원장은 2009년 서울 청담동에 개원하여 세계 최초로 자가 지방줄기세포로 퇴행성관절염 연골재생치료에 성공했다. 2011년엔 지방줄기세포 연골재생 치료 관련 논문으로 영국 바이오메드센트럴(BMC)로부터 ‘최고 증례임상 논문상’을 수상했다.

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정종호 기자 healtho@viva100.com
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