[베리타스알파=김하연 기자] 동국대(총장 윤재웅)는 화공생물공학과 김교범 교수 연구팀(제1저자 박희원 석사과정생, 교신저자 김교범 교수)이 지질-펩타이드 기반 고분자 복합소재를 활용해 세포막 엔지니어링 줄기세포 치료제를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 간경변 등 간 질환 치료에 직접 적용이 가능한 줄기세포 치료제의 새로운 가능성을 열었다는 평가를 받고 있다.

간 섬유증은 반복적인 간 손상과 염증으로 인해 간 조직이 비정상적인 결합 조직으로 대체되는 질환이다. 지방간에서 발전할 가능성이 높으며, 장기간 방치한다면 간경변증이나 간암으로 이어질 수 있다. 하지만, 간 섬유증을 근본적으로 치료할 수 있는 약물이 아직 개발되지 않아 새로운 치료법 개발이 절실한 상황이다.

김교범 교수 연구팀은 문제성 간세포의 기능 복구와 신생 혈관 생성을 유도하는 '기능성 펩타이드가 결합된 지질 기반 생체소재'를 활용해 세포막 엔지니어링 줄기세포 치료제를 개발했다고 밝혔다. 이 줄기세포 치료제는 소수성 상호작용을 통해 지질-펩타이드 복합소재를 세포막에 손쉽게 부착해, 문제성 간세포 인식용 리간드를 줄기세포 표면에 손쉽게 표출할 수 있도록 설계됐다.

연구팀은 "이번 치료제는 다른 줄기세포 및 손상된 간세포에서 과발현된 FPR2 수용체와 결합하며, 치료제 사용 후 간 조직 내 이식 능력과 성장인자 및 사이토카인 방출 기능이 대폭 향상됐다"고 강조했다. 또한, "치료제는 '지질-펩타이드 생체소재'로 표면을 코팅했으며, 전임상 간경변 모델에서 해당 세포치료제의 항섬유화 및 신규 혈관생성 증진 기작과 개선된 간세포 복구 기능을 확인했다"고 덧붙였다.

특히, 3주 이상의 복잡한 제조 공정을 요구하던 기존 유전자 조작 방식과 달리, 이번 기술은 30분이라는 짧은 공정 시간으로 줄기세포 표면을 효과적으로 개질할 수 있는 소재 기반 공학 기술이라는 점에서 주목받고 있다.

본 연구는 차의과학대 김기진 교수, 부산대 의과대학 김재호 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 범부처 재생의료기술사업 및 한국연구재단 글로벌 기초연구실지원사업(BRL)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 저명 국제학술지 'Asian Jounral of Pharmaceutical Sciences'에 게재 확정됐다(IF 10.1, JCR 상위 3%). 

김교범 교수는 "이번 연구는 본 연구실의 핵심 연구 분야인 '생체소재를 활용한 세포막 엔지니어링 기술(Biomaterial-mediated ex vivo Cell Surface Engineering)'이 적용된 새로운 개념의 줄기세포 치료제를 개발한 것"이라며 "간 질환 세포치료제 분야에서 기존 줄기세포 이식 기술의 한계를 극복하는 혁신적인 돌파구가 될 것"이라고 밝혔다. 이어, "환자에게 실질적인 도움을 줄 수 있는 치료제를 개발하기 위해 지속적으로 노력하겠다"라고 포부를 밝혔다.

한편, 동국대 세포조직공학 및 기능성소재 연구실은 지질 기반 생체재료를 활용해, 체내로 투여되는 질환 치료용 세포의 각종 기능을 극대화하는 기술을 연구하고 있다. 임상 적용 가능성이 매우 높은 치료기술 개발을 목표로 하고 있다.