자기공명영상으로 줄기세포 치료 모니터링한다

한국생명공학연구원 "효율적 치료 전략 마련 도움"

자기공명영상(MRI) 활용한 줄기세포의 생체 모니터링 시스템 . 그림 제공=한국생명공학연구원

[아시아경제 김봉수 기자] 국내연구진이 자기공명영상 기반의 줄기세포 생체 모니터링 시스템을 개발했다. 인간 줄기세포를 활용한 치료 과정을 살펴 볼 수 있어 효율적인 치료 전략 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터의 임은경 박사팀이 함승주 연세대학교 화공생명공학과 교수팀, 허용민 영상의학과 교수팀 등과 공동으로 이같은 연구 논문을 국제 학술 저널 ‘바이오 센서와 바이오 일렉트로닉스지’ 1월 26일자 온라인판에 게재했다고 11일 밝혔다.

줄기세포는 다양한 세포로 분화 및 자가재생산이 가능하므로 이를 활용해 손상된 조직이나 장기를 재생해 치료하는 줄기세포 치료제에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 줄기세포 중 유도만능줄기세포는 신체 모든 기관으로 분화가 가능한 세포로, 인간 성체의 체세포를 역분화시켜 만들 수 있다. 유도만능줄기세포는 배아줄기세포와 유사한 능력을 가지고 있으면서도, 배아세포를 파괴하면서 제작되는 배아줄기세포의 윤리적 문제와 환자 체세포를 역분화하여 유도 제작하여 면역 거부 반응 문제를 해결할 수 있는 세포로 각광 받고 있다.

유도만능줄기세포에서 유래된 성체 줄기세포는 제한된 증식과 낮은 이동 속도로 특정 세포로의 분화를 유도해 치료 효과를 향상시키는 연구가 다수 진행됐다. 이와 더불어 유도된 줄기세포의 1~2 %만이 표적 조직에 도달되고 나머지는 손실되기 때문에, 줄기세포 분화 치료 효과에 대한 검증이 필요한 상황이었다.

연구팀은 특수 망간나노 입자를 개발하고, 이를 적용해 줄기세포의 표적 모니터링이 가능한 ‘인테그린 β1 항체(MnOHo-Ab)’를 제조했다. 자기공명영상장치를 이용해 전임상에서 이식된 인간 줄기세포의 최소 침습적 모니터링 방법을 개발했다. 또 쥐의 정맥에 ‘인테그린 β1-망간나노 입자(MnOHo-Ab)’를 주사하니 고환(testis)으로 전달돼 다양한 계통으로 분화 된 인간 유도 만능 줄기세포(hiPSC)에 대한 모니터링이 가능함을 확인했다.

연구책임자인 임은경 박사는 “줄기세포를 이용한 재생 의학 분야에서, 전임상 모델 내 줄기세포의 표적 질환 부위로 이식 및 이동을 자기공명영상 기술을 이용하여 시각적 입증이 가능하게 했다는 것이 우수한 점” 이라며 “이번에 개발된 성과는 체내에 주입한 줄기세포가 목적 세포로 잘 전달되었는지, 추후 줄기세포 치료 진행 여부의 확인이 가능한 영상 플랫폼을 개발한 것으로, 향후 바이오 의약 분야의 줄기세포 치료 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr