생명과학 시대를 연다 ⑥

해마다 전 세계적으로 천문학적인 금액이 보건 의료비로 지출되고 있으며, 고령화 사회로 접근함에 따라 이의 비율이 점차적으로 증가하여 개인적으로나 국가적으로 부담이 가중되고 있다. 이럼에도 불구하고 기존의 의학은 질병의 치유를 외과적인 수술이나 약물요법에만 의존하고 있어 선천적인 유전질환이나 퇴행성 질환 등의 치료에는 큰 효과를 기대할 수 없다.

질병의 보다 근원적인 치유를 위해서는 손상된 세포나 조직 더 나아가 장기를 정상기능을 갖춘 것으로 대체시키는 방법이 가장 이상적이며, 이를 위한 방법을 통상 세포대체요법 (cell replacement therapy) 혹은 재생의학(regenerative medicine)이라고 일컫는다.

최근 몇 년간 이 방면에 관한 큰 관심과 아울러 이에 상응하는 연구 개발이 선진국을 중심으로 진행되고 있으며, 국내에서도 이와 같은 세계적인 추세에 발맞춰 관심이 고조되고 있으나 아직 체계적인 연구는 미흡한 실정이다. 포천중문 의과대학교는 이와 같은 국내외적인 상황을 감안하여 2001년 3월 대학 부설 세포유전자치료연구소(Cell & Gene Therapy Research Institute)를 설립에 이어 올해 12월에는 차병원 줄기세포연구의 중심축이라 할 ‘CHA 중앙연구원’을 설립하는 등 체계적이고 효율적인 연구 개발을 위해 힘쓰고 있다.

줄기세포란?

줄기세포는 자신과 동일한 세포를 증식을 통해 지속해서 만들어낼 수 있고, 동시에 적절한 환경하에 놓이면 특정한 세포로 분화할 수 있는 두가지 큰 특징을 갖는다.

줄기세포는 그 기원에 따라 배아줄기세포(embryonic stem cell; ES cell)와 성체줄기세포(adult stem cell)로 나뉘는데, 이중 배아줄기세포는 몸을 구성하는 210여종의 다양한 조직으로 분화할 수 있고, 증식능력이 거의 무한대에 가까워 성체줄기세포에 비해 월등하게 우수한 장점을 갖고 있으며, 따라서 세포대체요법 혹은 재생의학을 위한 가장 이상적인 재료로 활용될 수 있다.

 예를 들어 현재는 당뇨병 치료를 위해 인슐린을 투여해야 하지만 배아줄기세포를 이용하면 인슐린 생산세포를 만들어 주입할 수 있고, 파킨슨병 환자의 경우에는 정상기능을 갖춘 신경세포를 환자의 뇌에 이식시켜 증상을 호전시키는 등 배아줄기세포를 이용하면 난치병을 근원적으로 치료할 수 있게 된다.

심근세포와 신경세포로 분화 성공

세포유전자치료연구소의 Stem Cell Biology 연구실에서는 배아줄기세포에 관련된 전반적인 연구를 진행하고 있으며, 지금까지의 연구 내용과 앞으로의 연구방향을 요약하면 다음과 같다. 본 연구에서는 쥐와 인간의 배아줄기세포를 대상으로 삼으며, 인간배아줄기세포의 경우 현재 십 여종을 분리하여 그 특성을 규명 중에 있다. 분화에 관한 실험도 많이 진행되어 시험관에서 심근세포와 신경세포로 분화시킨 바 있으며, 이외에도 다양한 세포로의 분화유도에 관련된 실험을 진행 중에 있다.

세포이식을 통한 난치병 근원적 치료

이와 아울러 동물모델을 이용한 세포이식을 통해 주입된 배아줄기세포의 생체 내에서의 운명, 생착(engraftment), 적절한 조직으로의 분화, 기능성회복에의 기여도 등을 조사 중에 있으며, 이를 통해 세포이식에 필요한 최적의 조건을 확립하고자 한다. 현재 사용 중이거나 앞으로 이용될 질환동물모델로는 퇴행성신경질환의 대표적인 경우인 파킨슨병, 헌팅톤병 등을 비롯하여 뇌졸중, 사구체신염, 간질환, 당뇨병, 정자형성장애, 심근경색, 퇴행성관절염 등에 관련된 모델이다.

본 연구에서는 질환동물모델을 통한 세포이식 실험을 통해 안정성 및 효용성을 검증하고 이를 바탕으로 임상적용에 필요한 준비 단계를 마치고자 한다. 이외에도 분화에 관련된 조절인자를 체계적으로 발굴하기 위해 DNA chip 및 subtractive hybridization을 이용한 실험을 진행 중에 있다. 이를 통해 새롭게 발굴된 유전자는 분화의 메커니즘을 규명하는 중요한 단서를 제공해 줄 수 있으며, 아울러 치료제 등의 개발에도 활용될 수 있다.

21세기의 의학이나 생명공학의 발전이 줄기세포 연구에 달려있다고 말하는 것이 과언이 아닐 정도로, 줄기세포 연구가 갖는 가치나 효용성은 막대하다. 본 연구소는 앞으로 한국 및 동아시아에서의 줄기세포 관련 연구를 주도할 것으로 기대된다.