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연세소식

[연구 프론티어] 윤영섭 교수팀, 인간만능줄기세포로 심혈관 질환 치료 Vol. 614

윤영섭 교수팀, 인간만능줄기세포로 심혈관 질환 치료

 

환자 맞춤형 자가세포치료제 개발에 중요한 기술적 기반 마련

 

 

의대 윤영섭 교수팀(의생명과학부)이 인간만능 줄기세포를 이용한 심혈관 질환의 치료에 한발 다가섰다.

 

윤영섭 교수팀은 연구를 통해 인간만능줄기세포를 이용한 심혈관 질환 세포치료시스템 개발 및 생체 내 투여된 혈관내피세포를 통해 혈관이 지속적으로 재생되는 것을 세계 최초로 규명했다.

 

심혈관질환의 근본 원인인 혈관소실에 있어 혈관 재생을 유도하는 세포 치료법이 대안으로 부각되어 왔는데, 기존에 성체줄기세포를 이용한 치료는 세포치료 효과가 매우 제한적이었다. 때문에 연구팀은 인간만능줄기세포를 이용해 심혈관 질환 치료에 적용 가능한 효과적인 세포치료시스템을 개발하고, 치료 효과와 메커니즘을 규명하고자 누드 마우스를 이용한 실험을 진행했다.

 

인간유도만능줄기세포(hiPSC, human induced pluripotent stem cell)는 인간배아줄기세포와 인간유도만능줄기세포를 총합하는 명칭으로, 이미 분화된 인간 몸의 체세포를 배아줄기세포의 성질을 갖도록 역분화한 줄기세포다.

 

연구 결과, 치료용 혈관내피세포를 하지허혈성질환 생쥐모델에 투여하였을 때 혈관과 조직이 재생하는 것을 확인했으며, 생체물질과 함께 투여했을 때 세포 생존율과 혈관신생능력이 더 향상되는 것을 발견했다.

 

그 뿐만 아니라, 투여한 세포가 10개월 이상 생존하는 것을 관찰했으며, 혈관신생과정에서 생착-이동-혈관재생가이드-혈관신생 등 다양한 역할을 하는 것으로 나타났다.

 

윤영섭 교수는 “그동안 많은 연구자가 확신하지 못했던 생체 내 이식한 혈관내피세포의 장기간 생존 및 직접적으로 혈관 구성에 기여한다는 사실을 분명하게 보여준 사례”라며 “환자 맞춤형 자가세포치료제 개발에 중요한 기술적 기반이 되기를 기대한다.”라고 전했다.

 

한편 이번 연구는 보건복지부 첨단의료기술개발사업(줄기세포·재생의료실용화 분야)의 지원으로 수행됐으며, 심장분야 권위지인 ‘써큘레이션(Circulation)’ 저널에 최근 게재됐다.

 

 

[그림] 나노매트릭스에 캡슐화한 인간만능줄기세포유래 혈관내피세포에 의한 혈관신생의 향상 및 지속적 효과 검증.

임상적용 가능 분화법에 의해 생산된 인간만능줄기세포유래 혈관내피세포(hPSC-EC)를 나노매트릭스에 캡슐화하여 생쥐하지허혈 모델에 주입한 후 10개월 후에 생쥐의 하지조직을 분리하여 세포의 운명을 관찰함. 주입전 세포는 붉은색 형광색소인 DiI로 염색하였고 살아있는 생쥐의 혈관에 녹색형광색소인 FITC가 결합된 lectin(ILB4-FITC)을 주사하여 기능성 혈관을 염색하였음(붉은색: DiI-hPSC-EC, 녹색: ILB4-FITC가 결합된 생쥐혈관). 그림에 보이는 바와 같이 나노매트릭스에 캡슐화하여 주입한 세포들이 생쥐의 혈관생성에 지속적으로 참여하고 있음을 증명함. 또한 10개월까지 추적 관찰하여 본 연구를 통해 개발된 세포치료제의 안전성까지 검증함

2018.01.02

vol. 614
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