Catholic Institute of Cell Therapy 가톨릭생명윤리를 기반으로 성체세포치료연구에 앞장서겠습니다.

가톨릭세포치료사업단 뉴스레터 17호 / 2017년 7월

세포치료관련 소식 - 현재
세포치료관련 소식
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급성심근경색 후 심부전 예방치료법 첫 발표

서울성모 장기육 교수팀, 면역관용 수지상세포 이용, 답보상태 줄기세포 치료에 새로운 돌파구 - 심장 분야 최고 권위지 ‘써큘레이션(Circulation)’ 게재 - - 급성심근경색 후 5년 내 34% 심부전 발생, 사망위험 ↑

돌연사의 주범인 급성심근경색은 최근 의학의 발전으로 사망률이 현저히 감소하였다. 하지만 일부 환자는 심근경색 후 심장 펌프(Pump)기능이 떨어져 신체에 혈액을 제대로 공급하지 못해 심부전으로 진행되는 심각한 합병증을 겪지만 이를 방지할 수 있는 치료법이 없었다. 서울성모병원 순환기내과 장기육 교수팀은 심근경색 후 심부전 발생의 주된 원인인 과도한 염증반응을 조절할 수 있는 치료법으로 기존 치료제와는 완전히 다른 기전을 가진 면역조절 수지상세포가 경색 후 심부전 이행을 억제한다는 연구에 성공하였고 그 결과를 세계 최초로 발표하였다. 급성심근경색을 유발시킨 동물모델에 면역관용 수지상세포를 투여하여, 대조군에 비해 심근경색 부위가 현저히 감소한 것을 확인하였다. (그림1) 또한 수지상세포 투여 후 MRI로 검사한 결과, 염증반응이 줄어들면서 좌심실 이완 및 수축기능이 향상 되는 결과를 얻었다. (그림2) 이번 결과는 심근경색 후 발생하는 심부전에 대한 해답을 제시한 최초의 연구로, 우수성을 인정받아 세계 심장 분야 최고 권위지인 ‘써큘레이션(Circulation)’ 최신호에 게재되었다. 급성심근경색은 관상동맥 혈관이 완전히 막혀 심장 근육으로 혈액 공급이 중단되는 병이다. 심장에 피가 돌지 않으면 근육세포가 죽고, 죽은 세포는 다시 살아나지 않는다. 심부전은 심장이 원래의 펌프 기능을 제대로 하지 못해 전신에 혈액을 충분히 공급하지 못하는 상태를 말한다. 급성심근경색 후 5년 내 34%의 환자에서 심부전이 발생하고, 심부전이 발생한 환자의 사망 위험은 발생하지 않은 환자 대비 3~4배 높은 것으로 알려져 왔다. 심부전으로 인한 사망이 2016년 통계청 자료에 따르면 최근 10년 사이 3배 증가하였다. 다른 심장질환과 비교하면 사망자 수 자체는 많지 않지만 증가속도가 가장 빠르다. 의료 기술이 발전하면서 과거에 사망률이 높던 심근경색 치료가 가능해 지고, 이 질환을 앓은 환자들이 심부전을 앓게 되면서 환자 수가 급증했다. 심부전의 급증은 인구 고령화와 관련이 깊다. 고혈압, 당뇨병 등 심장에 영향을 주는 질환이 있으면 마지막 단계에서 발생하기 때문에 ‘심장질환의 종착역’이라고 불린다. 몸이 붓는 부종, 가쁜 호흡, 피로감, 불규칙한 심장박동, 가슴의 뻐근함 등 심장의 펌프 기능을 저하시키는 심장질환이 있을 때 흔히 겪는 증상이다. 장기육 교수는 “급성심근경색의 단기치료 성적은 좋아진 반면, 장기적으로 심부전으로 이행되는 것을 막는 치료법으로 그간 줄기세포를 활발히 연구하여 왔으나, 효과와 안전성에서 합격점을 받지 못해 임상에서 심근경색 치료제로 사용되지 못하는 답보 상태에 있는 가운데, 이번 수지상세포 치료법이 심혈관질환 치료에 새로운 돌파구를 제시한 것”이라고 강조했다. 이어 장기육 교수는 “일반적으로 심뇌혈관 질환자는 고혈압 고지혈증에서 심근경색 협심증을 거쳐 심부전으로 이어질 수 있다는 점을 인지하고, 장기적인 관리가 필요하며, 특히 70대 노인이 ‘숨이 차다’고 하면 보통 노환으로 생각할 수 있으나 예전과 달리 조금만 움직여도 몹시 힘들고 숨쉬기가 어렵다면 심부전을 의심할 수 있다”고 조언했다.

그림1. 심근경색모델에서 면역관용 수지상세포의 치료효능 - 심근경색 마우스모델에 면역관용 수지상세포를 투여한 군이 대조군에 비해 심근경색 부위가 감소함 ­ 결찰 후 7일부터 28일까지 심근경색 부위가 대조군에 비해 현저히 감소함

그림2. 면역관용 수지상세포 투여 후 개선된 심장 수축기능 - 심장 수축기능을 MRI를 이용하여 확인한 결과로써, 면역관용 수지상세포를 투여한 군이 대조군에 비해 좌심실 이완 및 수축기능이 향상됨

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‘가상세포 시스템’으로 간암 치료 길 열려

가톨릭대학교 서울성모병원 소화기내과 윤승규 • KAIST 생명화학공학과 이상엽 • 가톨릭 간연구소 허원희 교수팀은 간암줄기세포의 전사체(transcriptome)와 대사체(metabolome) 등의 시스템생물학을 융합하여 포괄적이고 체계적인 분석법으로 간세포암의 발병 기전을 예측할 수 있는 가상세포 모델을 개발하였다. 즉 간암세포의 유전자, 단백질을 시뮬레이션 할 수 있는 시스템을 컴퓨터상에 가상으로 만들고, 암줄기세포의 바이오 마커(생체지표)로 알려진 CD133을 발현하는 간암세포주와 발현하지 않는 세포를 분석한 결과, 기존 보고된 결과와 같이 CD133이 발현하는 세포에는 항암제에 저항성이 높아 치료를 어렵게 한다는 생물학적 기능을 규명한 것이다. 최근 일부 줄기세포가 암의 발달과 전이에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀지면서 암을 치료하기 위해 줄기세포의 역할을 밝히는 연구가 활발하다. 간암 줄기세포 역시 간암 치료 전략의 열쇠로 여겨지고 있는데, 세포 분화과정 중 발생하는 대사체 변화를 연구하는 학문인 대사체학 (metabolomics)으로 분석하여 간암 치료의 재발과 저항성의 원인을 생물학적 기능 규명으로 확인한 연구 결과가 처음으로 발표된 것이다. 대사체학은 세포의 다른 단계에서 가르쳐주지 못하는 어떠한 특정 순간에 세포 내에서 일어나는 생리학적, 대사적, 화학적 현상을 제공하기 때문에, 최근 이를 기반으로 한 질환 연구와 나아가 집단화 패턴분석(clustering pattern)을 이용한 바이오마커를 도출하고자 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만 이를 분석하는데 고가의 장비와 전문 인력이 요구되어 연구자들에게는 다소 접근성이 어려운 실정이다. 새로운 생명현상을 연구할 때 생체실험(in vivo)이나 시험관 실험(in vitro)을 거쳐야 했으나, 이번에 개발한 간암줄기세포 가상실험(in silico)은 연구자가 직접 시험을 거듭하며 최적의 반응조건을 찾은 대신 컴퓨터가 알아서 실험하고 찾아주어 불필요한 과정을 줄여줄 것으로 보인다. 이로써 간암줄기세포의 분화과정에 일어나는 대사체 분석 결과를 접목한 가상세포 시스템 (인실리코:in silico)으로 간암을 치료하는 개인 맞춤형 정밀의학의 새로운 장이 열렸다. 이로써 간암 분자진단 분야와 표적 치료법 개발에 속도가 붙을 것으로 보인다. 윤승규 교수는 “이번에 개발한 간암 가상세포시스템을 이용하여 항암제나 치료제의 대사 경로를 예측하고 약물의 작용 반응을 예상함으로써 불필요한 반복 실험과정을 단축시켜, 질환의 새로운 진단 바이오마커나 표적 치료제의 개발을 훨씬 효율적으로 연구할 수 있는 시스템을 구축할 수 있고, 임상적으로는 약물에 대한 효과나 저항성을 예측할 수 있어 개인 맞춤의료(personalized medicine)에 유용할 것”으로 기대했다. 한편 이번 연구는 영국의 과학전문지 ‘Scientific Reports'4월호에 게재되었다.

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심근경색증에서 자가 말초혈액 줄기세포 치료 연구 진행 중

최근 WHO의 보고에 의하면 허혈성 심혈관계 질환은 2013년 기준 성인의 35.3%의 유병율을 차지하는 매우 흔한 질환이고, 전체 사망원인 중 1위를 차지하고 있는 중증 질환이다. 고령 인구의 증가와 사회경제적인 발전 및 서구화된 생활습관의 변화로 인해, 중증허혈성 심혈관 질환 환자의 발생률이 증가하는 추세이다. 허혈성 심혈관 질환은 혈관개통과 심근재형성 억제 및 경색 후 적극적인 약물치료에도 불구하고 5년 생존률이 50% 정도 밖에 미치지 못하고 있다. 또한, 중증의 말기 심부전 환자는 심장이식술이나 가교적 치료법인 기계적 좌심실 보조장치 이외에는 완치법이 없는 상태이며 심장이식술의 경우 공여장기 부족, 장기확보의 어려움, 높은 사망률, 고가의 치료비용 등의 문제점을 가지고 있으므로 좀 더 적극적이고 첨단화된 치료법 개발이 시급한 실정이다. 줄기세포는 다양한 조직세포로 분화될 수 있으므로 이들의 분화 메커니즘을 이해하고 정확히 밝혀 원하는 세포로 분화시킬 수 있다면, 손상된 각종 장기의 기능을 근본적으로 재생 및 치료 가능하게 하여, 과거의 약물/이식 등의 치료법으로 완치가 불가능한 난치성 심혈관 질환 환자들에게 대체약이 아닌 근본적으로 새로운 치료기회를 부여할 것으로 기대할 수 있다. 심근재생에 이용되는 줄기세포는 그 유래에 따라 성체줄기세포와 배아줄기세포로 나누어지는데, 윤리적 논란이 있는 배아줄기세포보다는 성체줄기세포인 조혈모세포 (hematopoietic stem cell)와 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell)를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 성체줄기세포를 이용한 심근재생 연구는 지난 수십 년 동안 많은 연구가 진행되어 상당수의 세포치료제가 임상시험 1~3단계에 진입되어 있으며, 면역문제가 가장 큰 걸림돌이기 때문에 자가 줄기세포를 이용한 세포치료제 개발이 많은 진전을 거두고 있다. 이러한 시장동향에 부응하기 위해 보건 복지부는 2013년 10월 신의료기술 평가에 관한 규칙 개정안을 입법 예고하였고, 주요 내용으로 제한적 신의료 기술 평가 및 실시에 관한 내용을 발표하였다. 즉, 대체기술이 없거나 희귀질환 치료법 등 의료현장에서 환자들의 치료를 위해 사용할 필요성은 높은 반면, 환자 수가 적은 등의 이유로 의학적 근거마련이 어려워 도입이 늦어지는 의료기술에 대하여 제도적 해결방안을 마련하기 위해 한시적 신의료 기술평가를 신청할 수 있도록 하였다. 본 제한적 의료기술은 “심근경색증에서의 자가 말초혈액 줄기세포 치료술”로서 심근경색 환자를 대상으로 G-CSF에 의해 말초혈액으로 동원된 골수유래 자가 줄기세포를 관상동맥 내로 투여한 후 6개월 시점에서 SPECT를 시행하여 심구혈률 호전과 심근관류상태를 측정 함으로서, 줄기세포 치료제로서의 유효성과 안전성을 평가하고자 하였다. 현재까지의 진행사항을 정리해 보면 총 17명의 환자 (치료군 9명, 대조군 8명)가 등록되었으며 7명의 환자 (치료군 4명, 대조군 3명) 에서 추적관찰이 종료되었고 2명의 환자가 조기 탈락하였다. 대상자의 평균나이는 56.1세로 비교적 젊은 남성이었다. 등록 당시 평균 심구혈률은 45.5%로 중등도의 수축기능 이상소견을 보였으며 치료군과 대조군의 심구혈률 차이는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (47.1% vs. 43.4%). 6개월 추적관찰 기간 동안 주요심장사건의 발생은 보고되지 않았고, 평균 심구혈률은 50.6%로 전반적으로 호전되는 양상을 보였다. 치료군은 53.6%로 +6.5% 호전되었으며 대조군의 경우는 46.7%로 +3.3% 호전되어 두 군간의 차이는 3.2%로 나타났다. 추적 관찰한 환자수 적어 아직 통계적 의미를 판단하기는 이르지만 최근 메타분석한 논문에서 심구혈률이 대조군 대비 약 3.9% 호전되었다고 보고한 점을 고려하면 이전 데이터와 비슷한 수준의 효과를 보였다고 할 수 있다. 향후 활발한 환자등록과 철저한 추적관리를 통하여 양질의 데이터를 얻어 분석함으로써 향후 난치성 심혈관 질환 환자들에게 근본적이면서 적극적인 첨단화된 치료법을 제공할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것으로 생각한다.

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림프종 치료를 위한 유전자 도입 간엽줄기세포관련 국내 특허 등록 (제10-1723486호)

서울성모병원 혈액내과 조석구 교수팀은 IL-21 바이러스를 중간엽줄기세포에 탑재한 유전자 도입 줄기세포치료제 관련 특허 “IL-21을 발현하는 중간엽 줄기세포를 포함하는 B세포 림프종 예방 또는 치료용 조성물, 출원번호 10-2015-0043338”를 2015년 국내출원하고 2017년 3월 31일에 등록하였다. 또한, 본 연구와 관련해서 2015년 Stem Cells Development에 게재한 바 있다. IL-21은 활성화된 CD4+T 림프구와 자연살해 T 세포(natural killer T cell)에서 주로 생성되며 자연살해 세포(natural killer cell)와 CD8+ T림프구의 증식과 분화를 촉진 시키기 때문에 생체 내에서 강력한 항종양 면역반응을 유도하는 역할을 담당 한다고 볼 수 있다. 이와 같이 IL-21은 항종양 효과와 연관성을 가지고 있지만, IL-21을 이용한 치료법으로 알려진 재조합 IL-21 단백질, IL-21 플라스미드 DNA, 또는 IL-21을 발현하는 바이러스의 전신적 투여는 종양병소로 이동하는 능력이 제한적이기 때문에 강력한 항 종양 효능을 보이지 않는다. 본 연구진은 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cells; MSCs)의 종양 및 염증 병소로 이동할 수 있는 능력을 활용하여 IL-21 바이러스 유전자를 MSCs에 탑재하여 종양병소에 직접 전달하여 항-종양 효과를 극대화 하고자 하였다. 실제로 B세포 림프종 환자의 삼분의 일은 초기 치료에 대한 불응성을 보이거나 기존치료에 대한 재발을 보이기 때문에 획기적인 치료제 개발이 시급한 시점이라 할 수 있다. 이번 특허 등록과 지속적인 연구를 통해서 향후 유전자 도입 줄기세포 치료제의 임상 조기 진입 및 상업화가 가능한 바이오의약품으로 발전을 시키고자 한다.

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알코올성 간경변증 자가 골수 내 중간엽줄기세포 치료 효과 입증

서울성모병원 소화기내과 배시현 교수팀은 간이 섬유화 되어 기능을 상실하는 간경변증에 대한 줄기세포치료제인 ‘셀그램-엘씨(Cellgram-LC)’의 임상2상 시험 결과가 성공적으로 나타났으며, 향후 자가골수유래 중간엽줄기세포치료가 간경변증을 위한 치료법임을 입증했다. 이번 사업을 위해 ㈜파미셀은 지난 2012년 11월부터 전국 11개 대학과 종합병원에서 셀그램-LC에 대한 임상2상 시험을 진행해 왔다. 연구결과가 이 분야 최고의 의학저널인 ‘헤파톨로지(Hepatology, 미국간학회 공식학회지, IF 11.336)에 게재되었다. 6개월 이상 알코올을 절제 한 생검에서 입증 된 알코올성 간경변증을 가진 72명의 환자를 대상으로 대조군(치료 없이 보전적 치료만 시행), 줄기세포 1회 투여군, 줄기세포 2회 투여군으로 무작위 배정, 치료 전•후 비교를 통해 치료효과를 판정하였다. 그 결과 임상시험의 진행에 있어 안정성을 입증하였으며, 자가 골수 유래 중간엽줄기세포 이식을 통하여 알코올성 간경변증 환자에서 조직학적 섬유화와 간 기능을 안전하게 향상시키는 것을 확인 하였다. 진행성 간경변증은 간이식 이외에는 특별한 해법이 없는 난치성 질환이다. 최근 B, C형 간염치료제가 개발되면서 간염바이러스로 인한 간경변증은 어느 정도 예방 및 치료가 가능해졌지만, 알코올성 간경변증이나 이미 진행된 간경변증의 경우는 특별한 치료법이 없는 상황이어서 이번 임상시험결과가 간경변증 환자들에게 큰 희망이 될 것으로 전망된다.

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류마티스 관절염 치료를 위한 줄기세포 기반 병용세포치료제 개발

류마티스 관절염은 인구 100명당 1명꼴로 발생하는 자가면역 질환으로 다발성 관절통과 부종을 일으키고, 관절 외의 다른 장기에도 이상을 초래할 수 있는 전신적인 만성 염증성 질환이다. 류마티스 관절염 환자들은 장기적인 투약을 받아야 되기 때문에 안전하고 효과적인 새로운 치료제에 개발이 시급한 시점이다. 중간엽줄기세포를 이용한 치료법이 주목을 받아 왔으나 기대와는 달리 류마티스 관절염 모델에서는 확실한 치료 효과를 보이지 못했다. 서울성모병원 혈액내과 조석구 교수팀은 MSC 단독치료의 기능강화를 위해 IL-10을 발현하는 조절 T 세포(type 1 regulatory T cells, Tr1)를 혼합한 병용세포치료제를 개발하였다. 실험동물 관절염 모델에서 MSC 단독으로 관절염의 발생을 예방하지 못했으나 MSC와 Tr1의 병용세포치료제는 관절염의 발생 및 관절 조직의 파괴 등을 효과적으로 예방할 수 있었으며 이는 Tr1에서 분비되는 IL-10과 IFN-β가 MSC의 STAT 1 신호전달 체계에 영향을 미쳐 MSC 유래 면역억제성 IDO의 상향조절과 연관이 있었다. 이러한 병용세포치료제는 류마티스 관절염뿐만 아니라 기존 줄기세포치료제만으로 효과가 미비했던 여러 만성 염증성 질환에 활용이 가능할 것으로 기대된다. 상기 내용은 Scientific Reports지에 2016년 1월에 게재되었다. 또한, 조석구 교수팀은 지속적으로 MSC의 기능강화 연구를 수행하고 있으며 이전에 ‘간엽줄기세포 및 면역조절 T 세포를 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 세포치료제 조성물(출원번호: 10-2013-7021403)’ 에 대한 특허를 출원한 바 있다.

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고도근시 및 큰 황반원공 또는 재발된 황반원공 수술 시 자가 혈소판 농축액 치료에 대한 임상 시험 진행 중

황반이란 망막 중심부에서 대략 1.5mm정도의 함몰되어 있는 부위로, 시세포가 밀집되어 있어 빛을 가장 선명하고 정확하게 받아들이는 부분이다. 황반원공은 황반에 구멍이 생겨 나타나는 망막 질환으로, 황반에 구멍이 생기면 중심 시력이 떨어지거나, 사물이 일그러져 보이는 등의 증상이 나타나게 된다. 황반원공은 황반부 중심와에 후유리체에 의한 전후 견인력과 접선 견인력에 의해 발생한다고 알려졌다. 전후 견인력은 후유리체의 불완전한 박리로 유리체와 중심와의 부착이 남아 발생하고, 접선 견인력은 뮬러세포의 증식과 침범으로 인한 중심와 앞 유리체 피질의 수축에 의해 발생하게 되며, 이로 인해 황반부 중심와의 망막내층이 퇴화되어 황반원공이 발생한다고 알려져 있다. 황반원공은 노화와 관련된 질환으로 60세 이상 노년층에서 잘 나타난다. 하지만 당뇨병을 앓거나 눈에 외상을 입었을 때도 생길 수 있으며 고도근시인 경우 발병확률이 더욱 높아진다. 또 여성이 남성에 비해 발병위험이 3배정도 높은 것으로 알려져 있다. 현재까지 황반원공의 주된 치료법은 유리체절제술이다. 유리체절제술은 원공에 가해지는 유리체의 견인력을 해소하여 원공의 폐쇄를 유도한다. 일반적으로 400um 이하의 황반원공은 92%의 원공 폐쇄율을 보이나, 황반원공의 크기가 400 um 이상으로 큰 경우 원공 폐쇄율이 56%에 불과하다고 알려져 있다. 과거 혈청과 혈소판, 트롬빈 등이 황반원공 수술의 보조제로 사용되어 왔으나 효용성이 미비하고 연구가 부족한 실정이다. 최근의 여러 연구에서 치유에 중요한 역할을 한다고 알려져 있는 성장인자가 일반 혈장보다 자가 혈소판 농축액(Autologous Platelet Concentrate, 이하 APC)의 혈소판 내에 3-5배 정도로 풍부하게 포함되어 있다는 보고가 있어 정형외과, 치과, 이비인후과, 비뇨기과, 안과, 신경외과에서 조직의 손상이나 창상 치유 영역에서 다양하게 사용되고 있다. 안과 영역에서는 황반원공 치료에 APC를 사용한 여러 연구가 진행되어 왔으며, 과거 후향적 연구에서 자가 혈소판 농축액을 보조제로 사용하여 황반원공 수술을 수행한 결과 자가 혈소판 농축액을 주입하지 않은 군에 비해 해부학적 폐쇄율이 대략 30%정도 향상되는 것으로 보고되었다(Koerner et al, 1997). 이후 여러 연구에서 자가 혈소판 농축액을 조직 접착 물질로 사용하여 황반원공 수술을 시행하여 그 결과들이 보고되고 있다. 이러한 자가 혈액을 황반원공 수술의 보조제로 사용하는 것은 불필요한 면역반응을 방지할 수 있다는 장점을 가지고 있다(Koerner et al, 1997). 하지만 현재까지 황반원공에 APC 치료에 대한 전향적 연구가 부족한 상태이며, 특히 아직까지 효율적인 치료 방법이 없는 질환인 고도 근시를 동반하거나 원공 크기가 커서 기존 치료로 폐쇄가 어렵거나 재발된 황반원공 경우 APC 치료 연구는 매우 미비한 상태이다. 따라서 본 연구진은 고도 근시 및 원공 크기가 커서 기존 치료로 폐쇄가 어렵거나 수술 후 황반원공이 재발된 환자를 대상으로 유리체절제술 시행 시 원공 폐쇄율을 높이기 위해 술 중 유리체내로 APC를 주입하는 시술의 효용성을 평가하고자 연구를 진행 중에 있다.

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간암 줄기세포의 암 진행과 전이를 유도하는 상피-간엽 전환 기전을 밝혀

간암을 포함하는 다양한 암종의 진행과 예후에 상피-중간엽 전환(epithelial-mesenchymal transition, EMT)이 밀접한 관련이 있다고 보고되었으며, 상피-중간엽 전환의 주된 인자로는 형질전환성장인자-베타(transforming growth factor-β, TGF-β)의 신호체계가 알려져 있다. 최근에는 암 줄기세포에 의한 암의 발생 과정에서 상피-중간엽 전환과의 관련성이 보고되었다. 암 줄기세포는 종양 개시능력이 뛰어나, 암의 발생 과정에 깊게 관여하여 종양 침투뿐만 아니라 전이를 촉진시키는데, 간암줄기세포의 마커 중 하나인 CD44는 상피-중간엽 전환뿐만 아니라 간암의 침윤과 전이에 중요한 역할을 하고 있다고 밝혀졌다. 서울성모병원 소화기내과 배시현 교수팀은 이러한 전이와 관련하여 CD44와 TGF-β1가 기존에 많이 알려진 TGF-β/Smad signaling 외에 TGF-β/Non-Smad signaling 중 하나인 AKT/GSK-3β/β-catenin pathway를 통해 상피-중간엽 전환 동안에 서로 상호작용한다는 것을 확인하였다. 또한, CD44와 TGF-β1의 이중 억제가 CD44나 TGF-β1의 단독 억제보다 줄기세포능력이 강하게 줄어드는 것을 확인하였고, 이를 통하여 CD44와 TGF-β1의 이중 타깃이 간암의 전이를 억제하기 위한 효과적인 방법이라고 제시하였다. 항암치료의 실패원인이 되는 암 줄기세포에 대한 표적치료로 TGF-β와 CD44의 신호조절체계를 타깃으로 한다면, 항암치료의 효율을 높일 것으로 기대된다. 상기 내용은 BBRC지에 2016년 6월에 게재되었다.

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죽은 심장세포 재생시키는 3D프린팅 기술 세계 최초 개발

서울성모병원과 포항공과대학교(이하 포스텍) 공동 교수연구팀이 3D프린팅을 이용해 죽은 심장세포를 효과적으로 재생시키는 새로운 줄기세포 치료기술을 개발하는데 성공했다. 서울성모 • 포스텍 교수팀 공동연구, ‘혈관화 심근패치’ 최초 개발 가톨릭대학교 서울성모병원 순환기내과 박훈준 교수와 포스텍 기계공학과 조동우 교수 연구팀은 차세대 미래유망기술로 각광받은 3D 세포 프린팅 기법을 도입하여, 허혈성 심장질환 환자의 심기능 회복을 위한 혈관화된 심근패치를 세계 최초로 개발했다. 개발한 심근패치는 심장에서 유래한 세포외기질 바이오잉크를 이용하여 심장줄기세포와 중간엽줄기세포를 3D 세포 프린팅으로 이중 배열하고 내부에 혈관내피 성장인자를 봉입하여 세포 간 상호작용을 극대화시킨 융합 플랫폼이다. 괴사된 심근조직의 혈관생성을 돕고 이식 후 단시간 내 주변 혈관 구조와 연결되어 전달하는 줄기세포의 생존율과 분화도를 향상시키는 장점이 있다. ‘혈관화 심근패치’ 심장 재생 동물실험 확인 심근경색 동물모델을 이용한 전임상 실험에서 심외막에 이식한 심근패치가 경색부위의 섬유화 감소, 모세혈관 증가 및 재형성 방지 등의 역할을 하며 심장기능을 현저히 향상시키는 것을 검증하였으며, 심근패치로부터 심장줄기세포가 경색부위로 이동하여 신생혈관을 생성하고 일부는 심근세포로 분화하는 것을 확인하였다. ‘혈관화 심근패치’ 개발 위한 핵심적 기술, 3D 세포 프린팅 3D 세포 프린팅 기술은 다양한 세포를 최적의 위치에 원하는 형상으로 배열할 수 있다는 장점이 있으며, 심장유래 세포외기질 바이오잉크는 조직의 미세환경을 구현함으로써 줄기세포의 증식, 분화 및 기능향상에 도움을 주므로 혈관화된 심근패치 개발을 위해 핵심적인 기술이라고 할 수 있다. 박훈준 교수는 “이번 연구 클러스터 활동으로 임상적용 가능한 줄기세포주를 확립하고 3D 세포 프린팅 기술 등 조직공학기술을 접목해 차세대 줄기세포 치료제 플랫폼을 개발하고자 한다”고 밝혔다. 박훈준 교수는 또한 “전임상(독성 검사 등) 및 임상실험을 통해 안전성과 유효성을 철저하게 검증함으로써 난치성 중증 허혈성 심장질환 환자의 삶의 질 향상 및 생명연장을 도모하고 미충족 의료수요 해결과 국민건강과 보건복지 향상에 기여하겠다.”고 밝혔다. 한편 이번 연구는 생체재료학회의 저명한 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈(Biomaterials)에 게재되었다.

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손상된 치주, 조직재생으로 치료한다.

- 치주과 박준범 교수, 다양한 치주조직재생 국책과제 연구 선도 - - 언론사와 타 대학병원 교수 선정, 설명 잘하고 친절한 치과의사로도 꼽혀 - 치아건강은 오복 중 하나로 알려져 있다. 하지만 겪어본 사람만이 공감할 수 있는 말이기에 많은 사람들이 문제가 없거나 아프지 않을 때 구강 건강에 관심을 갖기란 쉽지 않다 치주 질환은 치아우식증과 함께 2대 구강 질환으로 한국 성인의 치주 질환 발현 빈도는 매우 높으며, 전 세계적으로 볼 때, 치주염 발생 빈도는 5~20%로 매우 흔한 질병이다. 치주 기능의 회복을 위해 소실된 조직 재생의 동반이 필요하며, 조직 재생을 위해 약물 적용이 널리 연구되고 있지만, 상용화가 제한되어 있고, 국내에서는 널리 시술되지 않고 있다. 서울성모병원 치주과 박준범 교수는 현재 치주 조직에서 유래한 줄기세포를 활용한 조직 재생 연구와 성장 인자를 활용한 골재생 연구를 진행하고 있는 치주 조직 재생의 전문가이다. 치주는 간단히 말해 치아 주위의 조직으로, 치아를 둘러싸고 있는 시멘트질, 치근막, 잇몸 부분을 통틀어 말한다. 치주과는 이 부위에 발생하는 병변을 연구하여, 그 치료 및 예방을 목적으로 진료를 하는 곳이다. 박 교수는 구강 내에서 줄기세포를 채취하여 다른 부위에서 유래한 줄기세포와의 특성 비교를 통해, 일상적인 치과 진료 중에도 줄기세포를 얻을 수 있고 이를 통한 다양한 적용의 가능성이 있음을 규명하였다. 현재 한국연구재단의 지원으로 “치은유래 줄기세포를 활용한 조직재생연구”를 진행하고 있으며, 또한 골재생에 효과적인 성장인자의 선정 및 이를 가장 효과적으로 적용할 수 있는 시스템을 개발하고 있다. “일반적으로 환자들은 자연치를 뽑아 내고 임플란트와 같은 인공치아를 심는 것에 대해 부정적인 인식을 가지고 있으며, 신경치료나 잇몸치료를 통해 자연치아를 최대한 보존하는 것을 선호합니다. 치주과는 자연치를 보존하고 살리는 것에 노력하기에, 이 모습이 멋있어 보이고 감명을 받아 치주과를 선택하게 되었습니다.” "기본에 충실히 치료하다보니 좋은 결과도 얻을 수 있었습니다. 치주치료의 중요성 등에 대해 발표할 기회가 있었고, 이를 통해 치주과 진료가 어려운 병원에서 진료 의뢰를 받았습니다. 또한 2015년 대한치주과학회 종합학술대회에서 그동안 치료했던 증례를 발표하여, 지속적인 관심을 이끌어 내려고 노력하고 있습니다.”고 박 교수는 말한다. 월간헬스조선과 대학병원이 추천한 “설명 잘하는 의사” 중 1명으로 뽑힌 박 교수는 환자들이 “처음 경험하는 친절이다”’라 칭찬할 만큼 환자를 배려하는 의사로 통한다. 재수술하는 환자의 상태를 알아보기 위해 직접 안부전화를 건다. 양치를 잘못하는 환자를 위해선 직접 치아를 닦는 시범을 보이며 장시간 설명한다. 박 교수는 “환자의 마음이 어떨지 생각해 보며 진료를 하려고 노력하고 있으며, 늘 진료에 최선을 다하고 있는지 스스로 반성한다.”며 “치주과 전문 의사로서 자연치를 보존하고 살리는데 특별히 신경 쓸 것이며, 항상 초심으로 진료하려고 노력하겠다”고 덧붙였다.

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줄기세포 관련 논문 ‘한국을 빛내는 사람들’의 논문에 선정

Mesenchymal stem cells (MSCs; 중간엽줄기세포)는 성체줄기세포로 연골세포, 골세포, 지방세포로 분화 할 수 있고 최근에는 MSCs의 면역조절 능력이 밝혀지면서 면역 관련 질환에 다양하게 적용되고 있으며 MSCs를 이용해 graft-versus-host disease (GVHD; 이식편대숙주질환)를 치료하는 시도는 임상에서 활발히 진행되어 왔다. 서울성모병원 혈액내과 조석구 교수의 MSC 관련 리뷰논문이 지난 2016년 6월 생물학연구정보센터 ‘한국을 빛내는 사람들’(한빛사)의 논문(Faculty of 1000 Biology추천 논문)에 선정됐다. "한국을 빛내는 사람들"은 해외주요학술지에 투고한 한국 과학자들의 논문을 소개함으로써 그들의 사기진작에 일조하는 동시에 우수한 논문들을 국내 연구자들에게 알리고자 하는 의도에서 기획되었다. 소개되는 기준은 Impact Factor 10점 이상 되는 학술지 중 바이오 관련 논문들, Faculty of 1000 Biology에 선정된 논문들, 분야별 상위 5% 저널의 논문들 중 전문가의 추천을 받은 바이오 관련 논문들, 피인용 횟수가 높은 논문들 중 바이오 관련 논문들에 해당되는 한국인 과학자들(제1저자와 교신저자)이다. 선정된 논문 명은‘Mesenchymal stem cells for the treatment and prevention of graft-versus-host disease: experiments and practice’으로 중간엽줄기세포를 이용한 이식편대숙주질환치료법에 대한 내용을 다루고 있다. 이번 리뷰 논문은 독일혈액학회가 발간하는 ‘Annals of Hematology’에 게재되어 40건의 피인용 횟수를 기록했다. 이 논문은 MSC를 이용한 GVHD 치료와 관련된 전임상과 임상 연구결과를 포함한 최신 연구 동향과 향후 연구방향 등을 제시하고 있다는 점에서 의미가 있다.

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