성체줄기세포 연구 성과 잇따라

황우석 사태이후 '배아줄기세포' 대안 부상

분당서울대병원 서창석 교수팀 버려지던 양막서 중간엽줄기세포 추출

생명공학硏 '자연 살해세포' 이용 암치료 나서… 알앤엘바이오, 지방줄기세포로 성형·미용도

황우석 박사 사태 이후로 잠잠하던 줄기세포 연구가 최근 학계 및 바이오 업계의 잇단 성과로 다시금 주목을 받고 있다. 양막에서 성체줄기세포의 일종인 '중간엽줄기세포'를 추출해 효율적으로 보존할 수 있는 방법을 개발한 분당서울대병원 연구팀이 줄기세포 추출물을 냉동보관하기 위해 액체질소에 넣고 있다.

황우석 사태로 지난 2006년 이후 ‘잠수’한 것이나 다름없던 줄기세포 연구가 최근 학계ㆍ병원ㆍ바이오 기업들의 관련 기술 개발이 이어지면서 다시 주목을 받고 있다. 황 박사로 인해 주목을 받았던 배아줄기세포 연구는 시들해진 반면 ‘성체줄기세포’가 대안으로 부상했다.

배아줄기세포는 사람의 배아를 이용하기 때문에 종교ㆍ윤리적 논쟁에 휘말리기 쉽고 특정 세포ㆍ조직으로 분화ㆍ배양하는 과정이 까다롭고 암세포로 돌변할 가능성이 높아 상용화하는 데 장애물에 많다. 배양이 지속될수록 유전자 변이 문제도 발생한다.

이에 비해 성체줄기세포는 사람의 지방ㆍ골수ㆍ태반ㆍ탯줄혈액(제대혈) 등에서 쉽게 얻을 수 있고 배아줄기세포에 비해 배양하기도 쉽다.

◇버려지던 양막에서도 줄기세포 추출= 분당서울대병원 산부인과 서창석 교수팀은 출산 후 버려지는 양막(羊膜)에서 대표적인 성체줄기세포인 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell)를 추출한 뒤 세포 손상을 최소화하면서 빠르고 경제적으로 동결보존(냉동보관)할 수 있는 기술을 개발했다. 양막은 태아를 둘러싸고 있는 얇은 막으로 안에는 양수가 차 있어 외부 충격으로부터 태아를 보호하고 태아의 움직임을 자유롭게 해준다.

서 교수팀은 ‘초급성 유리화(ultrarapid vitrification)동결법’을 양막 유래 줄기세포의 동결보존에 성공적으로 적용할 수 있음을 증명했다.

흔히 이용되는 ‘완만(slow)동결법’은 세포 보관온도를 낮춰가면서 첨가된 동결보조제가 세포 내 탈수분화를 서서히(하루~1주일) 이끌어 세포가 어는 과정에서 손상되는 것을 예방한 뒤 -200℃ 안팎의 액체질소 탱크로 옮겨준다.

반면 서 교수팀은 줄기세포를 동결보조제에 90초 정도 노출시킨 뒤 바로 액체질소에 담가 보관했다. 동결보존하던 줄기세포를 녹였더니 평균 84%의 생존율을 보였고 동결 이전의 세포와 표면단백질 발현양상이 일치했다. 해동한 세포가 연골ㆍ골(骨)ㆍ지방세포로 분화능력을 갖추고 있음도 확인했다.

최근 임상연구가 활발한 중간엽줄기세포의 경우 체내에 대략 100만개 가량이 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나 주된 공급원인 골수나 탯줄혈액이 바이러스에 전염될 수 있고 채취 때 심한 고통이 따르는 데다 연령이 높아질수록 세포분화 능력이 급격하게 떨어지는 단점이 있다. 반면 출산 후 폐기되는 양막은 회수하기 쉬워 새로운 성체줄기세포 공급원으로 주목받고 있다.

◇‘자연 살해세포’로 암 치료= 한국생명공학연구원 연구소기업 메디셀은 환자의 줄기세포를 이용해 항암치료를 하는 ‘자연살해(NKㆍNatural Killer)세포’ 이용 기술의 상용화를 추진하고 있다. 암환자 자신의 골수로부터 성체줄기세포를 추출해 자연살해세포를 활성화한 뒤 다시 환자 몸 속에 주입하는 환자 맞춤형 암치료 기술로 현재 연구자 임상을 진행하고 있다. 자연살해세포는 백혈구 림프구 속에 존재하면서 각종 바이러스ㆍ암세포를 공격해 파괴한다.

최인표 생명공학연구원 세포체연구단장은 “자연살해세포 기술을 이용한 항암제가 3년 안에 시판될 수 있을 것”이라고 말했다. 자연살해세포 항암제는 면역거부 반응이 거의 없어 기존 항암치료제로 치료하지 못하는 말기 암 환자들에게도 적용할 수 있다.

메디셀은 생명연의 바이오벤처동 2층에 연구시설 등을 구축하고 생명연이 개발한 ‘줄기세포를 이용한 항암면역세포치료 기술’의 사업화를 추진할 계획이다.

◇지방줄기세포로 성형ㆍ미용= 바이오기업 알앤엘바이오는 사람의 지방세포로부터 줄기세포를 추출ㆍ활용하는 기술을 적극 개발하고 있다. 태반 줄기세포를 배양하는 과정에서 얻은 단백질을 국제화장품원료집(ICID)에 등재했으며 주름예방ㆍ탄력강화 화장품에 기술을 적용할 예정이다. 이와 함께 대머리 치료도 추진하고 있다.

알앤엘바이오는 누구든지 ‘젊은 줄기세포’를 맡겼다가 건강에 이상이 생겼을 때 줄기세포로 치료할 수 있다고 주장한다. 특히 유방암 등이 걱정되면 미리 줄기세포를 회사의 줄기세포 보관소에 맡겨놓을 경우 건강한 줄기세포를 유방에 투입해 원래의 가슴으로 복원할 수 있다는 것이다.

이 회사는 서울대 줄기세포 연구진과 협력해 줄기세포 추출ㆍ보관기술을 개발했다. 라정찬 사장은 “건강할 때 줄기세포를 맡겨놓으면 나중에 병이 들거나 노화에 시달릴 때 줄기세포를 이용, 기능을 정상화시킬 수 있다”고 강조했다.