일반 체세포를 심혈관 조직으로 직접 전환하여 심장재생 치료에 이용할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

연세의대 윤영섭 교수
연세의대 윤영섭 교수

연세의대 의생명과학부와 미국 에모리대학 윤영섭 교수 연구팀은 일반 체세포의 하나인 섬유아세포를 직접 전환 방식으로 주요 심장세포들과 세포외 기질을 보유한 ‘직접전환심장유사조직’을 만들어 마우스모델에 적용한 결과 심장재생 치료 효과가 있음을 확인했다고 14일 밝혔다.

이 연구 결과는 <Nature> 자매지인 <Nature Biomedical Engineering> 최신호에 논문으로 발표됐다.

심장은 재생능력이 거의 없어 손상 정도가 심할 경우 심장 이식 외에는 다른 치료법이 없다. 하지만 기증된 심장 수가 이식 대기 환자 수와 비교해 턱없이 부족하여 최근에는 세포치료법이 그 대안으로 대두되고 있다.

연구팀은 마우스 모델에서 일반 체세포의 하나인 섬유아세포를 한꺼번에 주요 심장 세포들과 세포외기질로 만드는 ‘조직직접전환(Direct tissue reprogramming)’ 방법을 개발했다. 직접전환 방식을 통해 마우스 피부에서 분리한 섬유아세포에 microRNA 208과 BMP4, 그리고 수용성 비타민 ascorbic acid를 넣고 특정한 조건에서 약 7일 이상 배양했을 때 섬유아세포가 심근세포, 혈관내피세포, 평활근세포 및 세포외기질을 동시에 생성하는 패치 형태의 조직으로 변화했음을 발견했다.

연구팀은 이 조직을 ‘직접전환심장유사조직(reprogrammed cardiovascular tissue, rCVT)’이라고 명명했다.

윤영섭 교수는 “이번 연구를 통해 세계 최초로 줄기세포 단계 없이 한 종류의 체세포를 심혈관 조직으로 직접 전환시킬 수 있음을 확인했다”고 밝혔다.
윤영섭 교수는 “이번 연구를 통해 세계 최초로 줄기세포 단계 없이 한 종류의 체세포를 심혈관 조직으로 직접 전환시킬 수 있음을 확인했다”고 밝혔다.

연구팀은 직접전환 방법을 통해 생성한 심장유사조직을 심근경색 마우스 모델의 심장 외벽에 직접 패치 형태로 부착해 치료 효과를 테스트했다. 그 결과 rCVT를 부착하고 12주가 경과한 이후 측정했을 때 심근경색에 의한 손상정도(섬유화비율)가 대조군과 비교해 약 50% 이상 감소함을 알 수 있었다.

또 심장조직을 16주에 걸쳐 검사한 결과 rCVT 내의 리프로그램된 세포들이 심장 내부로 이동해 내피세포와 평할근세포는 혈관을 형성하고, 심근세포는 16주 동안 성숙해 심장에 있는 정상 심근세포처럼 기능하면서 심장재생에 기여했다.

윤영섭 교수는 “이번 연구를 통해 세계 최초로 줄기세포 단계 없이 한 종류의 체세포를 심혈관 조직으로 직접 전환시킬 수 있음을 확인했다”며 “섬유아세포에서 직접 전환된 심장유사조직의 심장재생 치료 효과를 입증함에 따라 향후 심장재생 치료에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

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