재생의료를 현실화시키는 간세포의 대량 생산 기술

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-12-03

줄기세포 연구자들이 간 손상이 발생한 환자들을 위한 재생의료에 핵심적인 역할을 수행할 중요한 사실을 발견했다. 이들은 줄기세포로부터 비용 효율적으로 간세포를 증식시키는 기술을 개발했다고 한다. 이 기술은 임상 단계의 세포에 대한 대량 생산에 적용될 것으로 기대되고 있다. 연구팀의 세포 배양 공정에는 종양에서 유래한 동물 성분 대신에 화학적으로 합성된 물질이 활용되기 때문에 사람들을 위한 보다 안전한 치료법으로 개발될 수 있다고 한다. 간 손상이 발생한 환자들에 대하여 간 세포는 이미 세포 치료제로 이용되고 있으며 일정 수준의 성공을 거두었다. 간 손상 환자들에게는 조직 접합성이 있는 공여자의 간이 유일한 세포 공급원이다. 물론 줄기세포에서 간 세포를 유도하여 대량 배양하는 것은 간 손상 환자들에 대한 제한이 없는 공급원이 될 수 있다. 그러나 현재의 과학 발전 상황에서 이들 세포들을 문제 없이 대량 생산하는 것은 쉬운 일이 아니다. 기존에 이용되는 세포 배양 방법들은 종양에서 유래한 동물 제품의 이용하는데 의존하고 있으며, 이는 이러한 방식으로 생산된 세포들을 간 세포 이식을 받을 환자에게 적용하는데 부적절함을 의미한다. 이번에 영국 에딘버러대학 재생의료 의학연구 위원회 센터의 과학자들이 동물 제품 대신에 합성 물질을 이용하여 세포를 대량 생산하는 새로운 기술을 개발했다. 연구팀이 개발한 새로운 기술에서는 라미닌(laminin)으로 불리는 자연 발생 분자를 화학적으로 합성하여 이용하고 있다. 라미닌은 조직의 복잡한 구조에서 세포를 둘러싸고 구조를 형성시키는 지지 주형의 일부이다. 연구팀은 자신들이 화학 합성한 라미닌에서 줄기세포가 자라서 잘 구성된 간 세포로 전환되는 것을 확인했다. 또한 연구팀은 기술은 기존 방법보다도 간 세포 전환 효율이 훨씬 높은 것을 확인했다. 새로운 방식으로 얻어진 세포도 기존 방식으로 얻어진 세포와 비교하여 공여자의 간에서 새롭게 분리된 간세포와 훨씬 유사한 양상을 보였다. 이들 세포는 간 조직에서 발견되는 유전자 발현 패턴을 보였으며, 간 조직의 복잡한 구조도 재현하였다. 연구팀은 이번 결과가 간 손상 환자들을 위한 재생 치료에 이용 가능한 고품질의 간 세포를 대량 생산하는 효과적인 길을 제시한다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 ‘Stem Cell Reports’에 논문으로 발표되었다. 이번 연구 프로젝트는 영국 재생의료 플랫폼, 유럽 연합 7차 프레임워크 프로그램, 독일 연방 교육 연구부로부터 자금 지원을 받았다. 연구를 주도한 영국 에딘버러대학 재생의료 의학연구 위원회 센터의 Dave Hay 박사는 “임상 단계의 줄기세포로부터 보다 뛰어난 수준의 간 세포를 공급하기 위한 새롭고 확실한 기술의 개발은 큰 발전이다. 다음 단계는 이들 세포들의 사람에 대한 적합성을 평가하기 위하여 적절한 전임상 모델에서 시험하는 것”이라고 밝혔다. 센터의 과학 프로그램 책임자인 Rob Buckle 박사는 “치료용 줄기세포를 비용 효율적이고 안전한 방식으로 만들어내는 능력이 영국의 재생의료 플랫폼의 핵심이다. 이번 결과는 특정 질병에 도전하는 표적화된 접근법에 대한 기초 연구를 지원하는 동시에 새로운 치료제 접근법 개발에 필요한 도구와 전문가를 제공하고 있다. 이번 프로젝트는 이미 확립된 플랫폼의 가치를 제시하는 좋은 사례”라고 밝혔다. 그림설명: 줄기세포에서 간세포로의 분화 및 증식 과정 Journal Reference: Kate Cameron, Rosanne Tan, Wolfgang Schmidt-Heck, Gisela Campos, Marcus J. Lyall, Yu Wang, Baltasar Lucendo-Villarin, Dagmara Szkolnicka, Nicola Bates, Susan J. Kimber, Jan G. Hengstler, Patricio Godoy, Stuart J. Forbes, David C. Hay. Recombinant Laminins Drive the Differentiation and Self-Organization of hESC-Derived Hepatocytes. Stem Cell Reports, 2015; DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.10.016 hepatocyte.jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2015/11/151125125107.htm