성체줄기세포 이용 뇌종양, 뇌졸중 치료 연구성과 거둬

가톨릭대학교 서울성모병원 신경외과 전신수 교수팀은 대학 연구시설에서 독자적으로 개발 생산한 성체줄기세포인 가톨릭 마스터 세포(Catholic MASTER Cells)를 이용해 뇌종양과 뇌졸중을 각각 치료하는 연구성과를 내놨다.

연구팀은 뇌종양 유도 동물(쥐)에게 줄기세포를 이용한 유전자치료와 항암제(테모졸로마이드-Temozolomide)를 병행치료한 결과, 종양 크기가 감소하고 생존률이 증가하는 것을 확인했다고 밝혔다.

또 연구팀은 신경영양인자(BDNF, 유전자)를 이식한 줄기세포를 뇌졸중 모델 동물(쥐)에 주입해 치료한 결과, 신경세포가 죽는 것을 보호하여 운동 및 감각 신경이 향상되는 효과가 있다는 것을 입증했다.

가톨릭 마스터 세포는 가톨릭세포치료사업단의 국제적 수준의 세포생산실인 GMP시설을 기반으로 임상적용이 가능하도록 만들어진 성체줄기세포인 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell)이다. 성체줄기세포는 태아의 탯줄 혈액이나 성인의 지방(脂肪), 골수 등에 존재하는 성체(成體)줄기를 이용하는 것으로 배아복제나 난자파괴 등의 윤리적 문제가 없다. 또한 자기 자신이나 가족의 세포를 이용할 수 있어 면역거부 반응 문제를 해결할 수 있다.

-줄기세포와 항암치료제 병행으로 뇌종양 치료

연구팀은 뇌종양을 유도한 동물(쥐)에게 가톨릭 마스터세포를 이용한 유전자 치료와 임상에서 사용되고 있는 항암치료제 중 하나인 테모졸로마이드를 병행해 치료할 때 종양 크기가 감소하고 생존률이 증가하는 것을 확인했다.

이 연구결과는 줄기세포 분야 권위 학술지인 Stem Cells의 자매지 Stem Cells Translational Medicine 2월호에 게재됐다.

뇌종양 전체의 5년 생존율은 65%이상이나, 악성으로 알려진 신경교종은 38%, 가장 악성도가 높은 교모세포종은 7%로 수술로 완전히 제거하기가 어려워 재발의 위험이 높고, 항암 및 방사선 치료를 해도 예후가 불량하다.

최근 간엽줄기세포를 치료유전자의 운반체로 이용하여 침윤하는 암세포를 파괴하려는 연구가 전 세계적으로 진행돼 왔다. 연구팀도 뇌종양을 유도한 실험용 쥐에 먼저 방사선을 조사한 후 암세포만을 골라서 죽일 수 있는 세포사멸 유도물질 유전자인 TRAIL(이하, 트레일)을 분비하도록 유전자를 조작한 간엽줄기세포를 이식해 효과적인 치료연구를 보고한 바 있다.

이번 연구에서는 연구팀은 실제 임상에서 사용되는 표준치료 약물인 테모졸로마이드와 병행하자 테모졸로마이드가 암세포의 트레일 수용체를 증가시켰고, 이로 인해 세포의 사멸이 촉진돼 치료효과가 극대화 되는 것을 확인했다.

전신수 교수는 "뇌종양을 치료하는 줄기세포연구가 활발히 이어지고 있는 가운데, 실제 임상에서 사용되는 표준치료 약물인 테모졸로마이드와 병행하였을 때 치료효과가 높다는 이번의 새로운 치료법을 임상적으로 적용할 수 있도록 노력할 계획"이라고 설명했다.

-신경영양인자 분비되는 줄기세포 뇌졸중 치료

연구팀은 또 가톨릭 마스터 세포를 이용해 우리나라 3대 사망원인 중 하나인 뇌졸중을 치료할 수 있다는 결과를 발표했다.

신경학적 결손을 유발한 허혈성 뇌졸중 동물(쥐) 69마리 중 23마리에 신경영양인자(BDNF)를 분비하도록 제작한 간엽줄기세포를 이식한 결과 뇌졸중으로 신경세포가 사멸되는 것을 보호하여 신경학적 증상이 악화되는 것을 막고, 운동 및 감각 신경의 기능이 크게 향상되는 결과를 얻었다.

신경영양인자 (BDNF:brain derivated neurotrophic factor)는 중추신경계와 말초신경계 양쪽의 신경세포에 작용하는 단백질로, 학습능력, 기억력, 지각운동력 회복을 향상시키는 데 중요한 유전자이다.

이 연구에서 줄기세포와 신경영양인자 복합치료 시 뇌 속에 존재하고 있는 내인성 줄기세포가 사멸되는 것을 막고 생성과 분화를 가속화 시켜 결과적으로 신경이 재생되도록 돕는다는 것을 확인했다.

전신수 교수는 "혈전용해술을 제외하면 초기 뇌졸중 치료제가 없는 가운데, 줄기세포를 활용한 뇌졸중치료 연구는 상당수 보고되었으나 그 치료효과에 한계가 있었는데, 이번 복합치료가 임상에 적용된다면 뇌졸중 환자들에게 큰 도움이 되는 치료법이 될 것"이라고 강조했다.

연구결과는 바이오의학 저널인 'BioMed Research International'에 게재됐다.
나성률 기자 nasy@sportschosun.com