피부세포로 심장근육세포 분화 성공

국내에서 처음으로 피부세포로 만든 만능줄기세포를 이용, 사람 몸속에서 실제 뛰는 것과 같은 ‘심장근육세포’로 분화시키는 기술이 개발됐다.

제주대 생명공학부 박세필 교수팀과 ㈜미래생명공학연구소(소장 김은영)는 농림수산식품부와 제주도로부터 연구 개발비를 지원받아 효율적인 체세포 역분화 줄기세포기술을 확립하고 이 줄기세포를 이용해 심장근육세포로 분화시키는데 성공했다고 22일 밝혔다.

이번 기술 개발은 일본, 미국에 이어 세계 3번째로 성공한 것이다.

연구팀에 따르면 이번 연구는 사람의 피부세포만으로 배아줄기세포의 특성을 가지도록 만든 만능줄기세포(iPS)에 바탕을 뒀다.

소위 ‘역분화’로 불리는 이 기술은 수정란이 분화해 줄기세포가 되거나, 난자를 이용해 배아줄기세포를 만드는 것과 달리 다 자란 세포에서 배아줄기세포와 같은 만능세포를 만들어낸 것이다.

역분화 기술을 이용하면 여성으로부터 직접 난자를 채취하지 않아도 돼 윤리적 문제를 극복할 수 있다는 점에서 국내는 물론 미국과 일본 등지에서 연구가 활발하다.

연구팀은 만능세포를 만들기 위해 사람의 피부세포(체세포)를 떼어낸 다음 이 체세포에 배아줄기세포의 성질을 갖도록 하는 4개의 특정유전자(Oct4, Nanog, Sox2, Lin28)를 주입했다.

이들 유전자는 배아가 배아줄기세포로 분화할 때 없어지는데 연구팀은 거꾸로 체세포 단계에서 유전자를 과발현시킨 셈이다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘복제와 줄기세포(Cloning and Stem Cell)’ 최근호와 국제심장학회지(International Journal of Cardiology)에 각각 실렸다.

박 교수팀은 이 기술에 대해 국제특허를 출원했으며, 특허내용은 올해 네이처바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)에 소개되기도 했다.

연구팀은 이렇게 만들어진 만능세포를 배양접시에서 사람의 몸속에서 정상적인 박동을 하는 것과 같은 모습의 심장근육세포로 분화시키는데 성공했다.

박세필 교수는 “이번 기술을 동물에 적용할 경우 효율적인 유용동물의 생산, 개량, 증식, 보존 및 복원이 기대된다”면서 “사람에 이 기술이 적용되면 난자를 사용하지 않기 때문에 윤리적 문제를 일으키지 않고 환자 체세포를 이용한 환자맞춤형 세포치료도 가능해질 것”이라고 말했다.