손상되고 막힌 혈관 순식간에 고칠 수 있는 기술 나왔다

입력 : ㅣ 수정 : 2020-03-30 12:50

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UNIST 연구진, 손상된 혈관 재생가능한 혈관줄기세포 기술 개발
국내연구진, 심혈관질환 치료 가능한 혈관줄기세포 개발 성공 울산과학기술원 생명과학부 김정범 교수팀이 심혈관, 뇌혈관질환 치료에 활용할 수 있는 혈관줄기세포 기술을 개발했다.  위키피디아 제공

▲ 국내연구진, 심혈관질환 치료 가능한 혈관줄기세포 개발 성공
울산과학기술원 생명과학부 김정범 교수팀이 심혈관, 뇌혈관질환 치료에 활용할 수 있는 혈관줄기세포 기술을 개발했다.

위키피디아 제공

추운 겨울철 뿐만 아니라 요즘처럼 낮과 밤의 일교차가 큰 환절기에는 심장이나 뇌 혈관에 문제가 생기는 심·뇌혈관질환 발생률이 높아진다. 혈관에 문제가 생겼을 때 조기에 치료하지 못할 경우 심각한 후유증에 시달리거나 심할 경우 사망에 이르는 경우가 많다. 국내 연구진이 혈관질환을 근본적으로 치료할 수 있는 원천기술을 개발해 주목받고 있다.

울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 연구팀은 뇌혈관이나 심혈관 질환을 치료하고 생체조직을 3D프린터로 찍어낼 때 필요한 혈관의 원료로 쓸 수 있는 혈관줄기세포를 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 및 의학분야 국제학술지 ‘동맥경화, 혈전증 및 혈관생물학’ 최신호(25일자)에 실렸다.

혈관에 문제가 발생하면 일반적 치료방법으로는 고치기가 쉽지 않아 최근에는 혈관을 재생하는 방식의 세포치료에 대한 관심이 높아지고 관련 연구도 늘고 있다. 혈관치료법은 혈관을 구성하는 혈관내피세포와 평활근세포로 분화할 수 있으며 지속적인 자가증식이 있는 혈관줄기세포를 이용하는 방법이 특히 주목받고 있다.

혈관줄기세포는 배아줄기세포나 유도만능줄기세포를 분화해 얻을 수 있지만 이 방법으로 만들어진 줄기세포들은 다양한 종류의 세포로 분화할 수 있다는 분해능력 때문에 오히려 암세포 발전할 가능성도 높다. 줄기세포 분화과정에서 미분화된 상태로 남아있던 것들이 몸 속에서 혈관세포가 아닌 암세포로 변할 가능성도 높다는 것이다. 이 때문에 실제 환자 치료에는 사용하기 어려운 상황이었다.

연구팀은 줄기세포를 만들 때 만능분화 단계를 건너뛰고 특정 세포로만 분화될 수 있도록 하는 ‘직접교차분화’ 기술을 이용해 혈관줄기세포를 만들었다. 직접교차분화는 다 자란 성체세포를 다른 조직의 세포가 될 수 있는 줄기세포로 직접 바꾸는 기술이다. 환자의 피부세포를 떼서 만능줄기세포가 아닌 혈관세포로만 자랄 수 있도록 할 수 있다는 것이다.

연구팀은 피부를 구성하는 섬유아세포에 두 개의 유전자를 주입해 혈관줄기세포로 바꾸는데 성공했다. 이렇게 만들어진 혈관줄기세포는 끊임없이 자기를 복제하는 자가증식능력과 혈관구성세포인 혈관내피세포와 평활근세포로만 잘 분화되는 것으로 확인됐다. 실제로 혈관이 손상된 생쥐에게 이번에 만들어진 혈관줄기세포를 주입하면 막히거나 손상된 혈관이 새로 만들어지면서 혈류 흐름이 회복된 것이 관찰됐다.
혈관줄기세포 제작과 동물실험 과정 연구팀은 섬유아세포에 Etv2와 Fli1의 주입하는 직접교차분화을 통해 혈관줄기세포을 만들고 이 줄기세포가 자가증식능력을 가지며, 혈관을 구성하는 혈관내피세포와 평활근세포로 분화가 가능하다는 것을 확인했다. 연구팀은 뒷다리에 허혈성 질환을 갖는 실험용 쥐에 주입 시 혈관이 재생되고 혈류가 회복되는 것을 관찰했다.  울산과학기술원(UNIST) 제공

▲ 혈관줄기세포 제작과 동물실험 과정
연구팀은 섬유아세포에 Etv2와 Fli1의 주입하는 직접교차분화을 통해 혈관줄기세포을 만들고 이 줄기세포가 자가증식능력을 가지며, 혈관을 구성하는 혈관내피세포와 평활근세포로 분화가 가능하다는 것을 확인했다. 연구팀은 뒷다리에 허혈성 질환을 갖는 실험용 쥐에 주입 시 혈관이 재생되고 혈류가 회복되는 것을 관찰했다.

울산과학기술원(UNIST) 제공

이와 함께 생체조직을 만드는 3D 바이오 프린팅에서는 조직세포 뿐만 아니라 혈관까지 만들어야 하는데 이번에 개발한 혈관줄기세포를 이용하면 혈관을 쉽게 만들 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

김정범 교수는 “이번 연구결과는 배아줄기세포나 유도만능줄기세포를 사용했을 때 나타날 수 있는 부작용을 최소화할 수 있는 기술”이라며 “뇌혈관이나 심혈관 질환을 치료할 수 있는 세포치료제를 상용화하기 위해 한 걸음 다가갔다는데 의미가 크다”라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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