국내 연구진이 관절의 활막조직에서 채취한 줄기세포를 배양해 손상된 관절 연골을 치료할 수 있는 새로운 연골이식용 혼합세포체 개발에 성공했다.
건국대의생명과학과 이정익 교수(건국대 의생명과학연구원 줄기세포연구센터)는 관절의 활막조직에서 채취한 줄기세포를 배양해 광범위한 연골변성을 동반하는 퇴행성관절염을 치료할 수 있는 새로운 연골이식용 혼합세포체 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.
관절 활막조직에서 채취한 줄기세포는 연령에 관계없이 증식능력이 뛰어나며, 연골세포로 분화가 잘 되는 것으로 알려져 있다.
이 교수팀은 관절을 감싸고 있는 활막조직에서 줄기세포를 채취한 후 연골세포와 같이 혼합시켜 체외배양시간을 기존 4주에서 2주간으로 절반 가까이 줄일 수 있었으며, 정상조직의 침습성을 최소한으로 한 광범위한 연골변성부위에도 효과적으로 치료할 수 있는 방법을 제시했다.
이 교수는 “이번 연구 결과 연골세포 혼합 줄기세포는 연골세포만 단독 배양했을 때보다 약 2배 이상의 빠른 증식률을 보였다”며 “일반적으로 세포의 종류가 다르면 서로 혼합시키기 어렵다고 알려져 있지만, 이 기술을 이용하면 종류가 다른 세포들의 혼합세포체를 단기간에 대량으로 만들 수 있다”고 설명했다.
연구팀은 이렇게 만든 혼합한 줄기세포를 주사가 가능한 크기의 ‘신규세포이식체’로 제작해 토끼의 연골 손상부위에 이식한 결과 이식 4주 후에 손상된 연골부위에 새로운 연골조직이 생겨나고 정상 연골조직으로 분화된 것을 확인했다.
이에 따라 연골재생능력이 저하된 고령의 환자에게도 소량의 연골 및 활막조직만으로 15배나 많은 세포배양을 하고 신규이식체로 제작하면 필요로 하는 조직의 양을 현격히 줄일 수 있으며, 광범위한 연골손상 부위에 적용이 가능하게 된다.
이 교수가 개발한 새로운 연골이식체는 세포치료제로서 현재 기술의 단점을 개선할 수 있으며 줄기세포의 조기 임상응용에 기대가 된다는 점에서 높이 평가된다.
고령화시대에 무릎연골이 변성되고 재생능력을 잃어버리는 퇴행성관절염 환자가 점차 증가하고 현재 자가연골이식술이 무릎연골변성의 치료법으로 이용되고 있지만 광범위하게 연골변성을 동반하는 난치성의 퇴행성관절염의 치료법으로는 현행의 기술로는 한계가 있고 적용하는 데 문제가 있었다.
이 교수는 “기존 치료법은 연골변성을 동반한 난치성 퇴행성관절염의 치료에 한계가 있었다”며 “하지만 이번 기술은 현행 세포치료제의 단점을 개선한 것은 물론 임상에도 빨리 응용할 수 있는 장점이 있다”고 말했다.
이번 연구 결과는 ‘관절연골수복-재생을 위한 연골 활막 혼합세포체의 개발(The development of cellular transplant using synovial cells and chondrocytes for the autologous chondrocyte implantation)’주제로 일본 정형외과학회 학술지(Jounal of the Eastern Japan Association of Orthopaedics and Traumatology) 최근호에 게재됐다.
또 지난 17일 일본 이와테현에서 개최된 제 59회 동 일본 정형재해외과학회(http://www.ejaot.jp/)에서 학회학술상을 받았다.
이 교수는 2008년 세포이식에 관련된 원천기술로 특허기술상 충무공상을 수상한 바 있으며, 2009년에는 기원이 다른 종류의 세포를 혼합해 새로운 조직을 제작하는 혁신적인 기술을 제시하고 특허출원을 마쳤으며, 이를 바탕으로 2010년 한국연구재단 기본연구지원사업에 신규과제로 선정(연구과제명:‘환자 맞춤형 혼합세포복합체의 개발 및 응용’)돼 관련된 후속 연구를 진행하고 있다.
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