전분화능 줄기세포를 신경세포로 분화시키는 세계 표준방식으로 연세대 의대 김동욱 교수팀의 분화법이 채택됐다.

이에 따라 앞으로 전 세계 연구진이 치매·파킨슨병 등 신경질환의 치료법을 연구할 때 우리의 기술을 사용하게 된다. 배아줄기세포·역분화 줄기세포와 같은 전분화능 줄기세포는 거의 모든 신체 세포로 분화할 수 있는 줄기세포로, 세포배양기 안에서 대량 증식이 가능하다.

교육과학기술부는 지난달 영국에서 열린 국제줄기세포포럼의 ‘국제줄기세포 이니셔티브’에서 김 교수팀의 ‘효율적이고 보편적인 전분화능 줄기세포의 신경세포 분화 유도방법’이 신경계통(외배엽) 분야 줄기세포 분화의 공식 프로토콜로 채택됐다고 20일 밝혔다.

교과부 관계자는 “최근까지 인간 배아줄기세포를 신경계 세포로 분화하도록 유도하는 방법이 많이 보고됐지만, 세포주 고유의 특성 때문에 분화 효율이 제각각이었다.”면서 “김 교수팀은 모든 전분화능 줄기세포를 가장 효율적으로 신경세포로 유도할 수 있는 분화법을 개발했다.”고 설명했다. 성공률이 높으면서 시도할 때마다 균일한 결과를 얻기 위해 김 교수팀이 신경세포 분화에 관련된 세포신호 기전을 연구, 저분자 물질을 사용한 분화법을 개발해 적용한 것이 높은 평가를 받았다고 이 관계자는 덧붙였다.

김 교수는 “저분자 화합물질을 이용해 배아 발생과정 중에 신경세포 외의 다른 세포 분화를 억제했더니 효과적으로 신경세포 분화가 유도됐다.”고 밝혔다. 수정란이 분할 과정을 거쳐 배엽이 형성된 뒤 외배엽은 신경세포로, 중배엽은 근골격계 세포로, 내배엽은 소화·호흡기관계 세포로 분화하는데 이중 중배엽과 내배엽의 분화를 촉진시키는 세포신호를 차단해 신경세포의 분화 효율을 높이는 성과를 거뒀다는 것이다.

김 교수는 “최근 제론사가 척수 부상환자를 배아줄기세포로 치료하는 첫 임상시험을 실시하는 등 배아줄기세포를 이용한 신경계 질환 치료제 개발이 가시화되고 있다.”면서 “우리가 개발한 분화방법으로 배아줄기세포로부터 도파민 신경세포를 단기간에 대량으로 만들고, 이를 이용해 파킨슨병 치료제를 세계 최초로 개발하기 위한 연구를 진행하겠다.”고 소개했다.

김 교수팀은 이미 파킨슨병을 치료할 수 있는 도파민 신경세포를 세계 최고 효율인 85~90%로 분화시키는 데 성공했으며, 배아줄기세포뿐 아니라 역분화 줄기세포(iPS)에 대한 공통 신경세포 분화법을 개발해 주목을 받기도 했다.

역분화 줄기세포는 체세포에서 줄기세포를 얻는 방법으로, 인간으로 발달할 수 있는 수정란을 사용하지 않아도 되기 때문에 윤리적 시비에서 자유로운 연구 재료이다.

홍희경기자 saloo@seoul.co.kr