제주대학교 줄기세포연구센터(센터장 박세필 교수)는 미래생명공학연구소(박효영 박사, 김은영 소장)와 공동 연구해 온 ‘비 바이러스성 체세포분화 줄기세포 확립 기술’ 구현에 성공했다고 16일 밝혔다.

제주대 줄기세포연구센터에 따르면 이번 연구를 통해 체세포 역분화 줄기세포(iPS)로 환자 세포를 치료할 때 기존에 문제로 지적되던 ‘바이러스 운반체’를, 나노입자와 리포좀을 이용한 ‘비 바이러스성 운반체’로 대체 적용할 수 있게 됐다. 과거에는 바이러스 운반체를 주로 이용했다. 바이러스 운반체는 유전자가 체세포의 염색체 내 무작위로 삽입돼 종양이 형성되거나 돌연변이를 유발할 위험성이 높았다. 최근 들어 전기충격이나 화학물질과 같은 비 바이러스성 운반체를 이용하는 연구가 시도돼 왔지만, 과정이 복잡하고 효율이 떨어지는 것으로 보고돼 왔다.

공동 연구팀은 ‘나노입자와 리포좀 병용 유전자 도입법’으로 생쥐의 체세포 핵에 4개의 유전자를 전달했다. 그리고 체세포가 신경세포, 심장근육세포, 장(Gut), 뼈, 연골 및 근육세포 등으로 분화하는 비 바이러스성 체세포역분화 줄기세포 확립에 성공했다. 역분화에 소요된 시간은 8일. 기존 비 바이러스성 운반체를 이용한 역분화 시간(23~35일)을 크게 줄였다. 효율면에서는 최대 30배 향상된 결과를 얻었다.

이 연구는 박세필 교수팀이 특허를 보유하고 있는 ‘나노입자(Nanoparticle)를 이용한 유전자도입 배아줄기세포의 제조방법(특허 제 10-1010100 호)’의 원천 기술을 활용한 것. 박 교수는 “의료 선진국들은 난치병치료를 위해 바이오장기이식이나 세포대체요법 개발에 사활을 걸고 있다”면서 “우리가 성공한 ‘비 바이러스성 체세포분화 줄기세포’가 환자 치료에 활용하면 막대한 부가가치로 이어질 것”으로 기대했다. 이 연구 결과는 국제저명저널인 ‘PLOS ONE’ 온라인판에 최근 게재됐다.

공동연구팀의 연구를 통해 확립된 '체세포역분화 줄기세포'는 기존 배아줄기세포와 형태 및 분화능이 유사하다. 그러나 환자의 체세포를 이용해 난자 및 배아가 필요 없고, 윤리문제도 비켜간다. 미래생명공학연구소 김은영 소장은 “BT(바이오 테크놀러지)와 NT(나노 테크놀러지)의 융합 기술을 이용한 세포치료제 출현 가능성을 확인했다”고 평가했다. 한편, 이 연구는 농림수산식품부 생명산업기술개발사업과 농촌진흥청 우장춘프로젝트(제주특별자치도 대응자금) 및 차세대 바이오그린21 사업 지원으로 진행돼 왔다