이용진 한국원자력의학원 생물학 박사

심근경색 치료를 위해 심장에 이식한 줄기세포를 실시간 추적하는 기술이 개발돼 치료 성공 여부를 조기에 예측할 수 있게 됐다. 이용진 한국원자력의학원 생물학 박사와 유정수 경북대 핵의학과 교수팀은 방사성동위원소인 요오드-124와 양전자방출단층촬영(PET)을 이용해 생체내 투여된 심근경색 치료용 줄기세포를 실시간으로 추적·관찰하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 6일 밝혔다.

급성 심근경색증은 한국인 돌연사의 가장 큰 원인이다. 그동안 심근경색질환에 성체줄기세포를 이용하는 치료법에 대한 연구가 활발히 진행돼왔다. 하지만 이식한 줄기세포의 생존과 분화 과정에 관한 추적연구가 상대적으로 미흡해 실제 임상에는 적용되지 않았고, 비 임상연구에서 해부학적 분석에 의존하고 있을 뿐이다. 이에 따라 이식된 심근경색질환 치료용 줄기세포를 별도의 수술 없이 추적할 수 있는 기술이 요구됐다.

이 박사팀이 개발한 생체 영상 추적기술은 줄기세포의 체내 주입 경로와 심근세포로의 안정적인 분화에 영향을 미치는 초기 생존 여부를 실시간으로 평가할 수 있어 치료 성공률의 조기 예측을 가능케 한다.
    
연구팀이 방사성동위원소인 요오드-124를 HIB(지방산 구조를 갖는 물질)라는 물질을 이용해 줄기세포에 표지한 뒤 심근에 주입한 결과 줄기세포 생존 등에 영향을 주지 않으면서 세포의 분화과정에 대한 추적 영상을 획득할 수 있었다.

요오드-124-HIB를 줄기세포에 표지한 뒤 심근경색 부위에 이식하면 방사선이 배출된다. 이를 PET 영상으로 확인해 줄기세포의 생존 가능성을 추적 관찰한다. 요오드-124는 물리적 반감기가 4.2일로 길고  면역반응이나 이상증식에 대한 부작용이 적어 지속적인 추적 관찰에 용이하다.

이 박사는 “방사성동위원소를 치료용 줄기세포에 직접 표지하는 생체추적기술은 리포터유전자 이용 세포추적기술보다 면역반응 등 부작용이 적어 임상 적용이 용이하므로 실용화를 위한 연구를 본격 추진할 예정”이라며 “현재 개발 중인 치료용 줄기세포의 생체내 성능평가를 임상 및 비임상에 적용하면 치료용 줄기세포 개발이 가속화될 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 해외 과학학술지 ‘생화학·생물리학 연구학회지’(BBRC, Biochemical and Biophysical Research Communications) 최신호에 게재됐다.

이 연구는 의학원이 보유하고 있는 사이클로트론(cyclotron, 가속기)로 요오드-124 등 방사성동위원소를 생산 및 정제하는 기술력을 바탕으로 수행됐다. 의학원은 국내 최초로 의료용 방사성동위원소 요오드-124의 대량생산 기술을 확보하고 생산 허가를 취득했다. 전국적인 공급시스템을 구축해 국내 10여개 기관에 방사성동위원소를 지원하고 있다.