KAIST·생명연 연구팀, 인간 장 줄기세포 대량 배양 성공

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 인간 장 줄기세포를 대량 배양해 재생 치료의 길을 열어 주목된다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 임성갑 교수 연구팀이 한국생명공학연구원(KRIBB) 국가아젠다연구부 손미영 박사 연구팀과 무이종(xenogeneic-free) 인간 장 줄기세포 재생 치료 플랫폼을 개발했다고 12일 밝혔다.

연구팀은 기존에 사용되던 쥐 섬유아세포, 매트리젤 코팅 없이 기상 증착된 유기 고분자를 활용한 혁신적인 배양 및 재생 치료 플랫폼을 개발했다.

또 고분자 스크리닝을 통해 장 줄기세포를 동물 유래 물질 없이 배양하기에 최적인 ‘XF-DISC’ 표면을 발굴했으며 XF-DISC가 장 줄기세포의 장기배양, 대량 배양, 동결 보관 시스템에 성공적으로 적용 가능함을 입증했다.

이 플랫폼에서 배양된 장 줄기세포는 분화 모델로 확장 가능할 뿐만 아니라 생체 내 이식 실험에 적용돼 장 상피 손상 및 염증성 모델의 쥐 대장에 성공적으로 이식됐다. 이식 이후 인간 장 줄기세포는 쥐의 대장 조직과 효과적으로 융합됐고 손상 부위를 재생하고 염증 반응을 완화하는 데 탁월한 성능을 보였다.

특히 사람의 세포가 동물모델에 이종이식 된 후에도 기능을 유지하고 조직 재생 효과를 발휘한 것은 이 플랫폼이 줄기세포 치료제로서의 실질적인 임상 적용 가능성을 입증한 중요한 사례로 평가된다.

이로써 재생 의학 분야에서 인간 만능줄기세포(hPSC)로부터 유도된 장 줄기세포의 신뢰성 있는 대량배양과 임상 적용 가능성을 한 단계 높일 것으로 기대된다.

연구팀은 이 플랫폼의 상용화 가능성과 대규모 생산성을 평가하고 환자 유래 줄기세포에 대한 적용성을 검토할 계획이다. 또 환자 유래 장 줄기세포가 무이종 환경에서 성공적으로 배양될 경우 실제 환자를 대상으로 한 임상 효과를 검증하는 후속 연구를 진행할 예정이다.

임성갑 교수는 “이번 연구 성과는 기존 줄기세포 배양 방식을 넘어 동물 유래 성분을 완전히 배제한 혁신적인 무이종 배양 플랫폼을 개발한 중요한 전환점"이라며 "특히 인간 장 줄기세포의 대량 배양, 장기배양 및 이식 가능성을 세계 처음으로 입증함으로써 줄기세포 치료제의 신뢰성과 생산성을 획기적으로 향상시켰다"고 말했다.

이어 "이는 재생 의학 분야에서 중요한 진전을 의미하며 향후 연구는 이 플랫폼의 상용화 가능성과 환자 맞춤형 임상 성능을 평가하는 데 집중할 것”이라고 강조했다.

박성현 KAIST 박사과정생, 권오만 KRISS 박사, 이하나 KRISS 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구는 산업통상자원부, 한국연구재단, 과학기술정보통신부, 보건복지부, 한국생명공학연구원의 지원을 받아 수행됐다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 지난 2일 게재됐다.

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