복합 줄기세포로 심장조직 재생…새로운 심장질환 치료법 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 심근경색이 발생하면 심장근육과 혈관이 동시에 극심하게 손상된다. 손상된 심장은 자체적인 재생이 불가능하기 때문에 다른 심장이나 인공펌프를 이식해야 한다.

보다 근본적인 치료를 위해 줄기세포를 이식해 손상된 심장을 재생하려는 연구가 시도돼 왔지만 줄기세포를 심장조직에 성공적으로 안착시키기가 어려웠다.

한국연구재단은 22일 가톨릭대, 홍콩시립대, 건국대, 포항공대 등이 참여한 공동연구팀이 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 동시에 이용해 심장조직을 재생시키는 새로운 심근경색 치료법을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 심장을 재생시킬 줄기세포(유도만능줄기세포)와 함께 이 줄기세포가 주변조직에 붙어 생존하도록 돕는 또 다른 줄기세포(중간엽줄기세포)를 추가하는 방법으로 손상된 조직을 재생하는 데 성공했다. 중간엽줄기세포에서 세포를 보호·성장시키는 인자가 지속적으로 분비되면서 유도만능줄기세포의 생착을 높여주고, 심장 조직의 재생을 촉진한 것이다.

연구팀은 중간엽줄기세포를 패치 형태로 만들어 심장 외벽에 부착하고, 유도만능줄기세포를 심장근육세포로 분화시켜 심장 내벽에 이식했다. 쥐를 대상으로 한 실험에서 약 8주 후 심장의 기능이 크게 향상되고, 손상된 근육과 혈관도 상당 부분 재생된 것을 확인했으며, 이식한 심근세포가 심장조직에 잘 결합돼 정상적으로 기능하는 것을 확인했다고 밝혔다.

이러한 결과는 중간엽줄기세포의 역할에 따른 것이라고 연구팀은 설명했다. 중간엽줄기세포에서 방출된 다양한 성장인자들이 심근세포의 성숙화를 도왔다. 초기 분화된 심근세포들은 작고 다양한 형태를 보이지만 성숙화된 심근세포는 커지고 일정한 직사각형의 형태로 변했다. 또한 혈관 재생과 기능 향상에도 영향을 미쳐 심근세포의 생존률을 높였다.

연구팀은 "특성과 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 각각 다른 방법으로 심장에 이식하는 창의적이고 혁신적인 방법으로 줄기세포를 기반으로 하는 심장재생 치료법의 새 패러다임을 제시ˮ했다고 밝히고 "줄기세포의 이식 성공률을 높이고, 줄기세포를 기반으로 한 새로운 세포 치료법 개발 가능성이 높아질 것"으로 기대했다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오의료기술개발사업과 기초연구사업(신진연구)의 지원으로 수행되었다. 논문은 국제학술지 `네이처 커뮤니케이션즈'에 7월 18일 게재됐다.

◇논문명 : Dual stem cell therapy synergistically improves cardiac function and vascular regeneration following myocardial infarction

◇저자 : 박순정 박사(제1저자/건국대), 김리연 박사(제1저자/홍콩시립대), 박봉우(제1저자/가톨릭대), 이성훈(제1저자/홍콩시립대), 최성우 박사(서울대), 박재현(가톨릭대), 최종진 박사(건국대), 김석원 박사(포항공대), 장진아 교수(포항공대), 조동우 교수(포항공대), 정형민 교수(건국대), 문성환 교수(교신저자/前 건국대, 現 티앤알바이오팹), 반기원 교수 (교신저자/홍콩시립대), 박훈준 교수(교신저자/서울성모가톨릭의대)

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