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복합 줄기세포 활용 심근경색 치료법 개발

서울성모병원 박훈준 교수팀, 줄기세포 이식 성공률 향상·세포치료법 개발 기대

이상철 기자 | 기사입력 2019/07/22 [16:24]

복합 줄기세포 활용 심근경색 치료법 개발

서울성모병원 박훈준 교수팀, 줄기세포 이식 성공률 향상·세포치료법 개발 기대

이상철 기자 | 입력 : 2019/07/22 [16:24]

▲ 박훈준 교수

【후생신보】 국내 연구진이 복합 줄기세포를 활용한 심근경색 치료법을 개발, 약물·이식 등 기존 치료법으로 완치가 불가능한 중증 난치성 심장질환 환자들에게 새로운 치료기회를 부여할 수 있을 것으로 기대된다.

 

또한 이번 치료법 개발은 특성과 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 각각 다른 방법으로 심장에 이식하는 혁신적인 방법으로 줄기세포를 기반으로 하는 심장재생 치료법의 새로운 패러다임을 제시한 것으로 평가받고 있다.

 

한국연구재단은 가톨릭대 서울성모병원 순환기내과 박훈준 교수팀(조동우 포항공대, 정형민 건국대, 반기원 홍콩시립대, 문성환 (주)티앤알바이오팹)이 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 동시 이용한 심근경색 치료법을 개발하고 심장기능의 회복 과정을 규명했다고 밝혔다.

 

심근경색이 발생하면 심장근육과 혈관이 동시에 극심하게 손상되는데 손상된 심장은 자체적인 재생이 불가능하기 때문에 다른 심장이나 인공펌프를 이식해야 한다.

 

따라서 근본적인 치료를 위해 줄기세포를 이식해 손상된 심장을 재생하려는 시도가 있으나 이식 후 줄기세포가 생존하지 못하는 문제가 있었다.

▲ 심장패치(중간엽줄기세포)와 심근세포(유도만능줄기세포) 이식을 이용한 심근경색 치료(두 가지 기능이 다른 줄기세포를 이용해 초기 세포 생착 과정에 필요한 다양한 성장인자를 분비하고 미세환경을 조절한 결과 혈관이 새롭게 생성되고 손상된 심장조직의 기능이 개선되었다) 

이에 박 교수팀은 심장을 재생시킬 줄기세포(유도만능줄기세포)와 이 줄기세포가 주변조직에 붙어 생존하도록 돕는 또 다른 줄기세포(중간엽줄기세포)를 추가하는 전략을 활용했다.

 

중간엽줄기세포에서 세포를 보호·성장시키는 인자가 지속적으로 분비되면서 유도만능줄기세포의 생착을 높여주고 심장 조직의 재생을 촉진한다.

 

박 교수팀은 중간엽줄기세포를 패치 형태로 심장 외벽에 부착함으로써 심장혈관의 재생을 촉진했다.

 

또한 유도만능줄기세포를 심장근육세포로 분화시킨 후 이식해 심장근육의 치료를 촉진했다. 약 8주 후 심장의 기능이 크게 향상되었고 손상되었던 근육과 혈관도 상당 부분 재생됐다.

 

박 교수팀은 “새롭게 개발된 치료법은 특성․기능이 다른 두 가지 줄기세포를 각각 다른 방법으로 심장에 이식하는 창의적이고 혁신적인 방법ˮ이라며 ”줄기세포를 기반으로 하는 심장재생 치료법의 새 패러다임을 제시했다ˮ고 밝혔다.

 

박 교수팀의 이번 연구성과는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 바이오의료기술개발사업과 기초연구사업(신진연구)의 지원으로 수행되었으며 국제학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 7월 18일 게재됐다.

▲ 심장패치와 심근세포 이식 후, 세포 생착 및 성숙화(심근경색 모델 심장조직에 심장패치와 심근세포를 이식 후, 조직을 분리 관찰했다. 심장패치의 부착여부, 손상된 심장조직에 이식된 심근세포해의 생착, 성숙된 심근세포를 확인할 수 있다)

한편 인간중간엽줄기세포 기반 심장패치와 유도만능줄기세포 유래 심근세포를 활용한 병용치료법 개발은 심근과 혈관을 동시에 재생시키는 차세대 복합줄기세포 치료 플랫폼이다.

 

이식된 유도만능줄기세포 유래 심근세포의 생존 및 성숙을 기대할 수 있으므로 기존 단일 줄기세포 치료제의 한계를 극복할 수 있다.

 

또한 중증 허혈성 심장질환에 의해 손상된 심근세포 재생함으로써 심장기능 회복의 근본적 치료를 기대할 수 있다.

 

특히 약물·이식 등의 기존 치료법으로 완치가 불가능한 중증 난치성 심장질환 환자들에게 새로운 치료기회를 부여할 수 있을 것으로 기대된다.

 

다만 이 병행 치료법은 유도만능줄기세포 유래 심근세포를 주입하고 인간중간엽줄기세포 기반 심장패치를 성공적으로 이식하기 위해 다소 복잡한 기술 및 외과 수술이 필요한데 이 병행치료법을 최대한 활용할 수 있도록 보다 간결하고 안전한 수술 방법 개발이 필요하다.

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