줄기세포요법에 유전자요법을 접목, 심장질환 등을 효과적으로 치료할 수 있는 신개념의 치료기법이 국내 의료진에 의해 제시되어 주목을 끌고 있다.
줄기세포는 재생능력이 탁월함에도 불구하고 치료효과를 볼 수 있는 만큼의 충분한 양을 얻을 수 없어 실제 환자치료에 결정적인 걸림돌이 되고 있다.
서울대병원 내과 김효수 교수팀(최진호 조현재)은 이 같은 문제를 해결하고자 특정 유전자를 혈관 줄기세포에 주입하여 줄기세포의 생존과 기능 향상 및 분화 촉진을 꾀하는 새로운 개념의 치료법을 제시했다.
유전자 요법에 의한 혈관 줄기세포의 기능 향상을 다루고 있는 김 교수팀의 연구 논문들은 미국 생화학 및 분자생물학학회의 공식 저널인 Journal of Biological Chemistry 2004년 11월호에 실린데 이어 미국 심장학회의 공식 저널인 ATVB(Arteriosclerosis Thrombosis and Vascualar biology에도 곧 개재될 예정이다.
그에 따르면 김 교수팀은 세포가 생존 및 증식하는데 중요한 방해작용을 하는 GSK-3 유전자의 활성을 차단하여 줄기세포의 생존과 증식이 향상되며 그 기능까지도 좋아진다는 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 인간세포에 대해 거부반응이 없는 면역억제 누드 마우스 80여 마리를 대상으로 하지의 혈관을 제거한 후 GSK-3 유전자 조작을 한 인간줄기세포를 주입했다. 그 결과 유전자 조작을 하지 않은 줄기세포를 주입한 경우에 비해 3-4배의 혈관재생 효과가 나타났다.
또 김 교수팀은 ILK 유전자를 조작, 활성화시킴으로써 혈관 줄기세포의 "(떼어내면 죽는)접착의존성"을 극복, 생존 및 기능을 획기적으로 개선하는데에도 성공했다.
새로운 혈관을 생성하는 혈관줄기세포는 조직에 대한 접착의존성이 있어 분리하는 과정과 다시 체내로 주입하는 과정에서 상당수가 기능을 상실하거나 세포 자체가 죽는 성질이 있는데, ILK 유전자 조작을 통해 "떼어내도 죽지 않도록" 하는데 성공한 것이다.
누드 마우스 40여 마리를 대상으로 실험한 결과 종전에 필요한 줄기세포의 1/20만으로도 3-4배 이상의 혈관재생 효과가 확인됨에 따라 줄기세포요법의 태생적 한계인 양적 제한을 극복하고 기능 향상을 꾀할 수 있는 획기적인 방법이 될 것으로 기대되고 있다.
김효수 교수는 "세계 각국의 줄기세포 학자들이 앞 다투어 혈관줄기세포의 기능향상을 모색하고 있는 시점에 새로운 유전자를 이용, 세포의 기능 향상을 입증했다"며 "이는 향후 줄기세포 치료를 실제 환자에게 적용하는데 있어 한 걸음 앞서는 중요한 계기가 될 것으로 믿는다."고 말했다.
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