척추뼈 속 손상된 운동신경조직 재생 성공
피부세포 이용해 다른 조직세포로 변환해 적용 척수손상 동물모델(왼쪽 위아래)에서 세포 이식 후 회복된 뒷다리와 척수조직의 모습. UNIST 제공

[파이낸셜뉴스] 하반신이 마비된 실험쥐가 다시 걷게 됐다.

국내 연구진이 척추뼈 속 손상된 신경조직을 피부세포를 이용해 회복시키는데 성공했다. 연구진은 동물실험에서 재생능력을 확인했으며 임상 적용을 위해 필요한 세포를 대량으로 생산할 수 있어 상업화 가능성이 밝다고 설명했다. 교통사고나 산업재해와 같은 사고로 척수 손상뿐만 아니라 운동신경 세포가 파괴되는 루게릭병과 같은 질환도 치료할 수 있는 가능성이 열린 셈이다.

울산과학기술원(UNIST)은 생명과학부의 김정범 교수 연구팀이 피부세포에 유전인자 두 종을 주입해 척수를 구성하는 '운동신경세포'를 만드는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

연구진이 개발한 운동신경 세포 제작법은 대량생산이 가능하다는 장점이 있다. 환자 임상치료를 위해서는 충분한 양의 세포가 필요하다. 연구진은 "이번에 개발한 방법은 세포 자가증식이 가능한 중간세포단계를 거치기 때문에 대량생산이 가능하다"고 말했다.

연구진은 또 제작된 세포를 척수손상 실험쥐에 주입해 상실된 운동기능이 회복되는 것과 손상된 척수조직 내에서 신경이 재생되는 것을 확인했다.

척수 손상을 치료하기 위한 약물치료 및 수술요법이 있으나 그 효과가 작고 심각한 부작용이 있다. 또 다른 방법으로는 줄기세포를 이용해 손상된 조직을 재생시키는 '세포 치료제'가 있다. 하지만 운동신경 세포를 배아줄기세포나 유도만능줄기세포에서 얻으면 암 발생 가능성이 있어 아직은 적용하기 힘들다.

연구진은 이러한 문제점을 해결하기 위해 피부세포를 이용한 직접교차분화에 주목했다. 직접교차분화는 다 자란 성체세포를 다른 조직의 세포로 세포운명을 전환시켜 직접 분화하는 방법이다. 배아줄기세포나 유도만능 줄기세포처럼 모든 세포가 될 수 있는 시기(만능세포)를 거치지 않아서 발암 가능성을 줄일 수 있다.

연구진은 이 직접교차분화 기법을 이용해 운동신경 세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 '만능세포단계'를 거치지 않고 운동신경 세포를 만든 것이다. 연구진은 "이를 통해 기존 줄기세포치료제의 문제점인 면역거부반응과 암 발생 가능성을 모두 해결했다"고 설명했다.

이번 연구는 김정범 교수의 창업기업인 슈파인세라퓨틱스와 공동으로 진행했다. 연구 성과는 유럽분자생물학회의 저명한 학술지 '이라이프(eLife)' 온라인판에 23일자로 발표됐다.