주지현 가톨릭대 서울성모병원 류마티스내과 교수 만성 척수손상 환자의 운동기능 회복 및 일상생활 활동 개선에 응용될 수 있는 유도만능줄기세포 기술 기반 신경재생 치료제 개발이 촉진될 전망이다. 

가톨릭대 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 첨단세포치료사업단(단장 주지현 서울성모병원 류마티스내과 교수, 가톨릭대 유도만능줄기세포 응용연구소장, 교신저자) 연구팀이 유도만능줄기세포 기술 기반 신경재생 치료제 개발에 관련된 논문 2편을 동시에 발표했다.

첫 번째 논문은 유도만능줄기세포 응용연구소 김장운 연구교수(제1 저자)와 주지현 교수, 임예리 연구교수(공동 교신저자)가 참여했다. 척수손상 동물모델에 중간엽 줄기세포(Mesenchymal stem cells, MSCs)와 유도만능줄기세포 유래 운동신경전구세포(iMNP)를 단계적으로 병용이식할 경우 이식세포의 생착률 증가와 효율적인 신경재생 및 축삭재생을 확인했다.

이 연구는 지난 4월 ‘Stepwise combined cell transplantation using mesenchymal stem cells and induced pluripotent stem cell-derived motor neuron progenitor cells in spinal cord injury’라는 제목으로 ‘Stem Cell Research & Therapy’(IF=7.1~8.0)에 게재됐다.

두 번째 논문은 만성 척수손상 동물모델에서 뇌유래신경영양인자(BDNF)가 과발현된 MSC(brain-derived neurotrophic factor overexpressing engineered mesenchymal stem cells, BDNF-eMSC)와 유도만능줄기세포 유래 운동신경전구세포(induced pluripotent stem cell-derived motor neuron progenitor cells, iMNP)의 조합 세포 병용이식을 통해 효율적인 신경재생 및 축삭재생을 확인했다.

이 연구는 ‘Combination of induced pluripotent stem cell-derived motor neuron progenitor cells with irradiated brain-derived neurotrophic factor over-expressing engineered mesenchymal stem cells enhanced restoration of axonal regeneration in a chronic spinal cord injury rat model’이란 제목으로 같은 저널에 지난 6월 게재됐다.

이 연구는 가톨릭대 유도만능줄기세포 응용연구소와 입셀(YiPSCELL), 에스엘바이젠(SLBIGEN)의 공동 연구로 진행됐다. 에스엘바이젠이 개발한 BNDF-eMSC와, 유도만능줄기세포응용 연구소가 개발한 iMNP를 이용하여 조합세포 이식을 진행했다.

김장운 연구교수(제1 저자)와 임예리 연구교수, 정세인 연구원, 임주영 연구원,입셀의 김주련 박사, 남유준 박사, 김혜원 연구원, 에스엘바이젠의 이순민 박사, 성영철 교수, 김효진 연구원이 공동저자로 참여했고 주지현 교수가 교신저자로 참여했다.

척수손상은 하지 및 상지의 운동, 감각, 자율신경 기능에 이상을 유발하는 난치성 신경질환이다. 현재까지 다양한 치료제 및 세포치료제 개발 연구가 진행되고 있지만, 아직까지 만족스러운 치료법은 개발되지 않은 실정이다.

주지현 교수팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 hMSC와 iMNP의 시간차이를 둔 순차적 단계적 병용 세포이식, BDNF-eMSC 및 iMNP 병용 세포이식을 통해 척수손상 동물모델에서 기존 단일세포 치료제에 비해 더 우월한 신경 재생 및 축삭 재생 효과를 검증했다.

신경손상 부위에서 급성 염증이 발생하고 이의 소실 과정에서 일종의 상처조직(glial scar)이 생기게 된다. 이런 상처조직이 신경조직의 재생을 방해하여 영구적인 신경장애를 일으킨다고 알려져 있다. 주지현 교수팀은 이런 신경상처조직의 발생을 줄이는 방법의 일환으로 MSC의 선제투여나 병용투여가 효과적임을 규명했다.

이번 연구 결과는 만성 척수손상 치료에 새로운 가능성을 제시하며, 난치성 신경 질환 치료에 유도만능줄기세포 기술의 잠재력을 재입증했다는 평가다.

주지현 교수는 “만성 척수손상 환자의 운동기능 회복 및 일상생활 활동 개선과 더불어 난치성 신경질환 치료에 대한 새로운 세포병용 치료전략을 제시할 계기가 마련됐다”며 “기초의학 연구 결과를 임상에 접목해 실제 환자들에게 치료적 효과를 제공하는 데 앞장서는 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단의 의학 연구 역량을 보여준 사례”라고 밝혔다.