피부세포를 바로 혈관세포로 만든다

김효수(왼쪽) 한정규 서울대병원 교수

아주경제 권석림 기자 = 피부세포를 역분화줄기세포 등 중간 과정 없이 바로 혈관세포로 만들 수 있다는 것을 국내 연구팀에 의해 세계 최초로 밝혀졌다.

쉽게 얻을 수 있는 피부세포를 이용해 손상된 심혈관의 재생 가능성이 제시되면서 심혈관질환 치료에 획기적인 전기가 마련될 것으로 기대된다.

10일 김효수ㆍ한정규 서울대학교병원 순환기내과 교수 연구팀은 피부세포를 역분화줄기세포로 유도한 후 다시 혈관내피세포로 분화시키는 과정 없이, 바로 혈관내피세포로 이형 분화 시킬 수 있음을 규명했다.

그간 건강한 혈관을 되살리는 방법으로 배아줄기세포나 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)로부터 혈관내피세포를 분화시키는 연구가 진행이 있었으나 윤리적 문제와 종양발생가능성, 배양 중 이종 동물세포 오염 위험, 고난도의 배양 조건 등 기술적 한계가 있었다.

피부세포를 직접 혈관세포로 분화시키는 방법은 이러한 한계들을 극복한 것으로 평가받는다.

연구팀은 실험용 생쥐의 피부에서 섬유모세포를 분리했다. 여기에 배아발생과정에서 혈관내피세포가 생기는데 중요한 역할을 하는 11개 유전자를 바이러스를 이용해 과발현 시켰다.

연구팀은 11개 유전자가 과발현된 섬유모세포 중 일부에서 혈관내피세포에서 특이적으로 발현하는 타이투 수용체(Tie2)가 발현함을 발견했고, 11개 유전자 중 가장 효과적이고 효율적으로 Tie2 발현을 유도하는 5개 유전자 조합을 찾아냈다.

5개 유전자가 과발현된 섬유모세포는 혈관내피세포와 유사한 형태로 탈바꿈했고 연구팀은 이를 유도혈관내피세포라 명명했다.

유도혈관내피세포는 실제 혈관내피세포와 유사한 형태와 성상, 유전적 특징을 나타내었고, 배양접시 위에서 모세혈관을 형성했다.

다리 혈관을 묶어 허혈을 유도한 실험용 쥐를 대상으로 섬유모세포를 주사한 그룹(대조군)과 유도혈관내피세포를 주사한 그룹(비교군)으로 나눠 새로운 혈관 형성과 혈류회복의 정도를 비교한 결과 대조군에 비해 혈류회복이 2배 가까이 호전됐다. 

김효수 교수는 “세포의 이형분화에 대한 새로운 분자생물학적 이해를 제공한 성과” 라며 “쉽게 얻을 수 있는 세포로부터 다량의 혈관세포를 바로 순수하게 만들어냄으로써 혈관재생 치료법에 획기적인 변화를 가져올 것”이라고 말했다.

이 연구는 2013년 11월 미국심장협회 연례 학술대회 석상에 한정규 조교수가 발표했다.

연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 주도하는 바이오 의료기술개발사업의 지원과 보건복지부 선도형 특성화 연구사업의 일환인 세포치료사업단의 지원으로 이뤄졌다.