국내 연구진이 줄기세포를 이용한 난치성 천식 치료제 개발 가능성을 열어줄 핵심 인자를 입증했다. 중증 천식은 기존 치료제로는 손상된 폐 조직을 회복시키기 어려워 줄기세포 치료법에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔다.

울산의대 서울아산병원 세포유전공학교실 신동명 교수·주혜인 박사, 세포치료센터 류채민 박사(이하 연구팀)는 유전자 발현을 조절하는 전사 활성화 인자2(ATF2) 단백질이 중간엽줄기세포의 치료 효과를 결정하는 핵심 인자임을 입증하고, 천식 동물 모델에게 ATF2를 증가시킨 중간엽줄기세포 치료제를 적용한 결과 기관지 염증이 절반 수준으로 감소했다고 최근 밝혔다.

중간엽줄기세포는 다양한 세포로 분화가 가능하고 항염증 기능이 있어 줄기세포 치료제의 주원료로 쓰인다. 하지만 중간엽줄기세포를 배양할 때 세포 내 활성산소가 발생해 항염증 기능이 감소하는 한계가 있다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 중간엽줄기세포를 배양할 때 비타민 C 유도체(AA2G)를 처리하는 선행 연구를 진행했다. 그 결과 중간엽줄기세포의 항산화 기능이 높아지는 것을 확인했으며, AA2G 처리를 통해 중간엽줄기세포의 항산화 기능을 높이는 과정에서 전사 활성화 인자2(ATF2)의 발현과 활성도도 함께 증가한다는 사실을 밝혀냈다. 아울러 유전자 조작을 통해 중간엽줄기세포에서 ATF2의 발현을 증감시켰더니 중간엽줄기세포 치료 효과의 핵심인 자가 재생 능력, 손상 조직으로 이동하는 능력, 항염증 능력, 혈관 형성 능력 역시 증감하는 것을 확인했다.

연구팀은 난치성 중증 천식에도 중간엽줄기세포 치료를 활용할 수 있을 것으로 판단해, 천식 동물 모델에 ATF2의 발현이 증가한 중간엽줄기세포 치료제를 투여했다. 그 결과 일반 줄기세포 치료제를 투여했을 경우와 비교해 기관지 염증세포 수가 약 50% 감소하고, 폐 섬유화도 약 70% 감소한 것으로 나타났다.

이번 연구 결과는 네이처 자매지이자 생화학분자생물학 분야 학술지인 ‘실험 및 분자 의학(Experimental & Molecular Medicine, 피인용지수 12.137)’에 최근 게재됐다.

신동명 울산의대 서울아산병원 세포유전공학교실 교수는 “이번 연구로 ATF2가 줄기세포의 치료 효과를 조절하는 핵심 인자라는 것을 증명했다. 연구 결과를 바탕으로 고도화된 줄기세포 치료제가 개발된다면 난치성 천식을 치료할 수 있는 가능성이 열릴 것으로 보인다”고 말했다.

류채민 울산의대 서울아산병원 세포치료센터 박사는 “난치성 천식 환자에게 첨단재생의료기술의 단초를 제공했다는 점이 이번 연구가 가지는 의의라고 할 수 있다. 앞으로도 다양한 연구팀과 협업해 난치성 질환 극복을 위한 차세대 줄기세포-재생의료 치료 기술 개발에 기여하겠다”고 말했다.