전자기장 유도에 의한 세포 리프로그래밍 모식도.© News1

국내 연구진이 특정 전자기파동 에너지가 세포의 성질을 바꿀 수 있다는 사실을 규명하고, 이를 기반으로 세계 최초로 역분화 줄기세포를 제작하는데 성공했다.미래창조과학부는 동국대학교 김종필 교수팀이 바이오·의료기술개발 지원사업의 일환으로 전자기파동 에너지를 활용한 신개념 세포 리프로그래밍 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 세포 리프로그래밍은 세포의 운명을 자유자재로 전환해 환자에게 필요한 맞춤형 세포를 만들어낼 수 있는 기술로, 현재 줄기세포 재생의학치료분야에서 가장 주목받고 있다.

전자기파는 지구상에 다양하게 존재하고 있는데 생명체에 밀접한 영향을 주며 세포의 기능에도 다양한 영향을 미친다고 알려져 있다. 연구팀은 이러한 전자기파 중에서 특정 전자기파동 에너지가 세포의 후성유전학에 특이적으로 영향을 미쳐서 세포의 운명 전환에 중요한 역할을 한다는 점을 세계 최초로 규명했다. 이를 통해 특정 전자기파의 특성을 이용해 효율적 세포 리프로그래밍을 유도, 세계 최초로 전자기파 유도 역분화 줄기세포를 제작했다.

지금까지 개발된 만능유도 줄기세포 제작방법은 낮은 효율과 많은 시간이 소요, 암세포를 만들 수 있는 인자를 사용한다는 점에서 세포치료제의 안전성에 문제가 있었다. 하지만 이번 연구에서는 전자기파동 에너지를 이용할 경우 역분화 줄기세포 제작효율이 기존의 역분화 기술에 비해 효율이 약 37배 높다는 것을 확인했다. 특히 기존 역분화기술에 사용되던 cMyc, Klf4, Sox2 등 암 유발인자를 사용하지 않고 Oct4라는 한 가지 인자만 사용하고 극저주파를 처리할 경우에도 역분화 줄기세포가 제작된다는 사실을 확인했다.

전자기파를 이용해 역분화 줄기세포를 제작했을 때 상당히 효율적일 뿐만 아니라 안전한 줄기세포를 만들 수 있다는 점을 증명했다.  따라서 이 기술은 향후 환자 맞춤형 줄기세포 치료에 핵심적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 전자기파동 에너지로 세포를 자극하는 방법을 이용하면 암세포인자같은 위험인자를 줄이면서 효율적으로 줄기세포를 제작할 수 있다는 것을 확인했다. 이는 줄기세포 및 세포 치료기반 재생의학 분야에 혁신적 지평을 열었다는 점에서 의의가 있다. 연구팀을 이끈 김종필 교수는 "이번 연구는 줄기세포를 통한 세포치료제 실용화를 위해 핵심적인 이론과 더불어 기술적 기반을 제공하는 연구"라고 말했다.

이번 연구는 앞으로 세포 리프로그래밍 및 줄기세포를 활용한 재생의학분야에 혁신적 세포치료제 개발로 이용될 수 있어서 세계적으로 주목받고 있다. 연구결과는 나노과학 분야 세계적인 저명 학술지인 ACS Nano에 9월 23일자로 온라인 게재됐으며 10월호 저널에 실릴 예정이다.


syj@