건국대학교(총장 송희영) 연구팀이 체세포에 특정 유전자를 도입해 유도만능줄기세포단계를 거치지 않고 원하는 유도간세포로 직접 전환하는 교차분화 기전을 규명했다. 이는 기존 유도간세포 생산기간을 단축시키고 생산 효율을 최대 90배 이상 극대화시킬 수 있는 기술이다. 교차분화(direct conversion)는 체세포에 특정 유전자를 도입해 유도만능줄기세포 단계를 거치지 않고 원하는 특정세포로 직접 전환시키는 기술이다.
건국대 의학전문대학원 줄기세포교실 한동욱 교수가 주도하고 임경태 박사과정생이 수행한 이번 연구는 농촌진흥청의 차세대바이오그린21사업과 한국연구재단의 일반연구자지원사업(우수신진연구), 바이오의료기술개발사업(줄기세포연구사업 및 원천기술개발사업)의 지원으로 이뤄졌다. 연구결과는 세계적 과학 학술지인 셀(Cell)의 자매지인 '셀 리포트(Cell Reports)' 온라인판 (4월 14일자)에 게재됐다. (논문명: Small Molecules Facilitate Single Factor-mediated Hepatic Reprogramming)
기존 유도간세포로의 교차분화 기술은 1% 이하의 낮은 생산효율과 함께 교차분화 때 최소 3주 이상이 소요될 뿐만 아니라, 체내 유래 간세포와 비교했을 때 간세포로서의 기능성이 현저하게 떨어지는 한계를 가지고 있었다. 이러한 한계점은 향후 세포치료 등 임상에 필요한 수준의 고기능성 유도간세포를 대량 생산하는 데 큰 걸림돌로 작용해왔다.
한 교수팀이 개발한 단일 유전자기반 유도간세포의 경우 체내유래 간세포와 매우 유사한 양상의 유전자 발현양상을 보이고 나아가 기존 유도간세포에 비해 월등한 기능성을 가진 것으로 알려졌다. 이같은 연구 결과는 앞으로 교차분화 유도간세포 기반 신약 스크리닝과 신약의 효능-독성평가 기술 구축과 함께 유도간세포의 임상적용에 필요한 제반기술 확보에 있어 기초가 되는 고효율 고기능성 유도간세포 생산 원천기술을 확보했다는 점에서 큰 의미가 있다.
한 교수는 "간 이식만이 유일한 해결책이었던 종래의 다양한 유전성 및 난치성 간질환을 치료하기 위한 세포 치료제 개발 및 신약 스크리닝 등에 있어서 획기적인 치료 방안으로 활용될 수 있을 것으로 예상된다"고 말했다.
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