심장병 치료 위한 심장 근육세포 대량 생산 길 열렸다

입력 2020.07.03 18:58

심장세포./세포 줄기세포
심장세포./세포 줄기세포

재미(在美) 한국인 과학자가 심부전 치료에 필요한 심장 근육세포를 대량으로 생산하는 기술을 개발했다.

미 스탠퍼드대학교 심혈관연구소 연구진은 “줄기세포에서 유래한 심장 근육세포를 대규모로 증식시킬 수 있는 기술과 기전을 밝혔다”라고 국제학술지 ‘세포 줄기세포’에 2일(현지 시각) 발표했다. 한국인 과학자 이소아 박사가 공동1저자이며 이동준 연구원도 연구에 참여했다.

심장의 기능이 떨어져 혈액이 제대로 공급되지 못하는 심부전은 여러 원인이 있지만, 그 중 하나는 심장 근육세포가 죽으면서 발생한다. 사람의 심장 근육세포는 한번 손상되는 재생이 거의 되지 않는다. 따라서 중증 심부전 환자의 경우 심장이식이나 심장 기능을 대신할 심실보조장치를 이식해야 한다.

◇심장 근육세포 200배 이상 증식

심장 이식은 비용이 많이 들고 감염의 위험이 있기 때문에 최근 줄기세포에서 유래한 심장 근육 세포를 주입하는 치료법이 주목받고 있다. 어떤 형태의 세포로도 자랄 수 있는 유도 만능줄기세포로 심장 근육 세포를 만들어내는 것이다. 하지만 심장 근육 세포는 분화가 끝난 이후에는 증식을 잘 하지 않는 특성 때문에 임상에서 활용하거나 산업화에 필요한 대규모의 세포량을 만드는 데 큰 어려움이 있었다.

/세포 줄기세포
/세포 줄기세포

연구진은 “이번 연구에서 분화가 완료된 심장 근육 세포가 200배 이상 증식하는 것을 확인했다”라고 밝혔다. 기존에는 심장 세포들이 접촉한 상태에서 세포를 배양하는 것이 일반적이었다. 이 같은 원리로는 심장 근육 세포를 10배 이상 증식시키는 것은 불가능했다.

이에 연구진은 배양 세포수를 적게 유지해 세포 간 접촉을 피하고, 신호조절제인 Wnt를 넣어줬다. Wnt는 세포 성장과 분열에 영향을 미친다. 그 결과 연구진은 임상과 산업화에 필요한 대규모 세포 수인 1000억 마리를 한 달 안에 만들 수 있는 방법을 찾아냈다.

◇맞춤형 심장병 치료법 기대

이번 연구는 심근 손상과 선천성 심장 결함, 심근 병증 환자의 치료에 도움이 될 것으로 기대된다.

이소아 박사는 “개인 맞춤형 심장 근육 세포를 안정적으로 대규모 생산·공급할 수 있는 방법을 찾은 것에 그 의의가 있다”며 “개인 맞춤형 제약 산업과 심근 재생 의학 발전에 크게 기여할 것으로 보인다”라고 말했다.

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