건국대학교 의학전문대학원 한동욱 교수 연구팀이 많은 부작용이 있는 기존의 바이러스를 사용한 교차분화 방식을 벗어나, 비(非)바이러스성 유전자 전달 방식을 통해 체세포로부터 체내 유래 간세포와 유사한 임상 수준의 안전성이 확보된 유도간세포 생산 기술개발에 성공했다.

교차분화(direct conversion; transdifferentiation)는 체세포에 특정 유전자를 도입한 후 유도만능줄기세포 단계를 거치지 않고 원하는 특정세포로 직접 전환시키는 기술이다.

건국대 의학전문대학원 줄기세포교실 한동욱 교수가 주도하고 김종훈 박사과정생이 독일 막스플랑크연구소 연구진과 공동으로 수행한 이번 연구는 농촌진흥청의 차세대바이오그린21사업과 한국연구재단의 일반연구자지원사업(우수신진연구), 바이오의료기술개발사업(줄기세포연구사업)의 지원으로 이뤄졌으며, 연구결과는 네이처 자매지인 세계적 과학 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인판 최근호(10월 27일자)에 게재됐다.

기존의 모든 교차분화 연구의 유전자 전달 방식은 바이러스를 이용하기 때문에, 외부에서 도입된 유전자들이 염색체 내부에 무작위로 삽입되어 돌연변이를 일으키거나 통제할 수 없는 다양한 부작용들을 초래할 수 있다. 따라서 현재까지의 외래 유전자 도입 방식은 교차분화기술의 임상적용시 안정성 확보 차원에서 가장 큰 걸림돌로 여겨지고 있었다.

이와 달리 건국대 한동욱 교수 연구팀은 바이러스를 이용한 유전자 전달방식의 한계점 및 위험성을 극복하기 위하여, 안정성이 확보된 비-바이러스성 시스템, 즉 비삽입성 벡터인 에피소말벡터(episomal vector) 시스템를 이용하여 형태학적, 세포생물학적, 기능적으로 체내 유래 간세포와 유사한 외래 유전자 비삽입성(integration-free) 유도간세포 생산에 성공했다.

이러한 연구 결과는 추후 교차분화 세포의 임상적용에 있어서 안정성을 확보했다는 점에서 큰 의의가 있다.

한동욱 교수는 “생산된 유도간세포는 외래 유전자 삽입의 가능성을 배제할 수 있기 때문에 기존의 바이러스를 사용한 교차분화의 문제점들을 해결할 수 있어 임상적용에 있어 위험성을 낮추고, 만성 간질환에 대하여 세포 치료제 및 신약 스크리닝 등 획기적인 치료 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.