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한약 활용해 줄기세포 치료 부작용 해소한의학연, 한약재 후박 추출물의 미분화줄기세포 사멸 효능 규명
주재승 기자  |  jjskmn@hanmail.net
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승인 2020.03.19  09:50:34
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▲ 역분화줄기세포로부터 분화를 유도할 때 불완전한 분화로 인해 잔존한 미분화줄기세포를 후박 추출물로 완전히 제거할 수 있다. 후박 추출물에 의해 활성화된 p53 단백질이 세포사멸과 관련된 표적 유전자들의 발현을 유도한다.

국내 연구진이 한약소재를 활용해 줄기세포 치료제 부작용의 원인인 미분화줄기세포를 제거하는 기술을 개발했다. 미분화줄기세포는 줄기세포 치료제로 사용하기 위해 만능줄기세포(역분화줄기세포)로부터 분화를 유도하는 과정에서, 불완전 분화로 인해 분화되지 않고 남아 있는 세포다. 기형종 종양으로 분화될 수 있어 줄기세포 치료제 개발 시 제거가 필요하다.

한국한의학연구원(원장 김종열, 이하 한의학연)은 임상의학부 정선구 박사 연구팀이 후박 추출물을 활용해 기형종 형성능력이 있는 미분화줄기세포를 선택적으로 사멸시킬 수 있다는 사실을 세포 및 유정란 장뇨막 이식 실험을 통해 확인하고 그 작용기전도 규명했다고 19일 밝혔다.

만능줄기세포인 역분화줄기세포는 신경세포, 혈액세포, 근·골격세포 등 인체를 구성하는 모든 세포로 분화가 가능하다. 이런 특성을 활용해 재생 불가능한 손상 세포를 치료하려는 연구가 전 세계적으로 활발히 진행 중이다.

그러나 역분화줄기세포는 기형종을 형성할 수 있는 문제점이 있어 줄기세포 치료에 바로 적용하는 것은 위험하다. 이에 역분화줄기세포를 손상된 세포를 대체 할 수 있도록 분화를 유도한 후 분화된 세포를 치료에 적용해야 한다.

하지만 분화 과정에서 불완전 분화로 미분화성 역분화줄기세포가 소량이라도 남아 있는 경우 기형종 형성의 부작용이 여전히 발생할 수 있다. 따라서 안전한 줄기세포 치료제 개발을 위해서는 해당 세포를 선택적으로 제거하는 과정이 반드시 필요하다.

연구팀은 역분화줄기세포와 분화를 유도한 세포에 한의소재를 처리해 미분화줄기세포를 선택적으로 사멸시키는 소재를 선별했다. 나아가 선별된 소재의 작용기전을 확인하기 위해 미분화줄기세포 사멸에 주요역할을 하는 TP53 유전자와의 관계를 분석했다.

연구팀은 이를 위해 유전자 재조합 방식을 적용해 TP53 유전자의 기능이 상실된 줄기세포 모델을 제작했다. 그 후 TP53 유전자 결손줄기세포와 정상줄기세포에 선별된 소재를 각각 처리해 미분화줄기세포 사멸여부를 분자생물학적 기법을 이용해 비교 분석했다.

연구 결과, 선별된 소재 중 한약재 후박의 추출물이 처리된 TP53 유전자 정상줄기세포에서 세포사멸이 유발된 것을 확인할 수 있었다. 반면 TP53 유전자 결손줄기세포에선 미분화줄기세포의 사멸이 발생하지 않았다. 후박 추출물에 의해 활성화된 p53 단백질(TP53 유전자에 의해 표현됨)이 세포사멸 또는 세포주기 억제 기능을 담당하는 표적 유전자의 발현을 증가시켜 세포사멸을 유도한 결과이다.

또한 연구팀은 실험동물 대체 시스템인 유정란 장뇨막 이식 실험을 통해 후박 추출물의 기형종 형성 억제효과를 최종적으로 확인했다.

연구 결과, 해당 실험에서도 세포실험과 같이 TP53 유전자 정상줄기세포에서만 기형종 형성이 억제됨을 확인했다.

연구책임자인 임상의학부 정선구 박사는 “기존에 발표된 다양한 화합물 및 항체와 함께 후박 추출물이 미분화줄기세포의 기형종 형성능 문제를 극복하는데 기여할 것으로 기대한다”며 “향후 후박 추출물의 분화된 세포의 세포사멸 저항성 및 작용·부작용에 대해 지속적으로 연구할 계획”이라고 말했다.

한의학연 김종열 원장은 “한의소재는 줄기세포 치료를 포함한 현대 첨단치료기법에까지 그 활용 범위가 매우 넓어 잠재적 가치가 크다”며 “세계 최고수준의 한의학 R&D 역량을 바탕으로 세계 바이오·헬스 영역에서 뛰어난 성과를 거둘 수 있도록 노력할 것”이라고 강조했다.

이번 연구결과는 국제학술지 파이토메디슨(Phytomedicine) 온라인 최신호(2020년 2월)에 게재됐다.

 

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