생명연, 고품질 심근세포 제어 기술 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 혈액 속 지질 신호 물질을 활용해 인간만능줄기세포로부터 성인 심장에 가까운 고품질 심근세포를 안정적으로 만들어내는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 줄기세포융합연구센터 손미영·이미옥 박사 연구팀이 혈액 속 생리활성 지질 신호 물질인 S1P와 그 수용체 S1PR1의 신호전달 체계가 심근세포의 분화와 기능적 성숙을 이끄는 핵심 인자임을 과학적으로 규명했다고 1일 밝혔다.

인간만능줄기세포는 스스로 증식하면서 인체를 구성하는 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 줄기세포다.

기존 기술로 만든 심근세포는 다 자라지 않은 미성숙 상태에 머물러 실제 성인의 심장처럼 강하게 뛰지 못하고 세포주마다 분화 효율의 차이가 컸다.

연구팀은 소의 혈청을 처리했을 때 분화가 촉진되는 현상에 착안해 핵심 물질인 S1P와 수용체 S1PR1에 주목했다. 줄기세포에 S1P나 작용제(SEW2871)를 처리하자 90% 이상이 심근세포로 분화했다.

이렇게 자란 세포는 크기가 커지고 근절(심장 근육을 움직이게 만드는 최소 수축 단위) 구조가 촘촘해졌으며 박동과 전기적 특성이 대폭 향상됐다.

반면 유전자 가위(CRISPR-Cas9)로 수용체를 제거한 세포는 분화하지 못해 해당 신호의 필수성을 입증했다.

연구팀이 심근경색 실험동물에 이번 기술로 만든 성숙 심근세포를 이식한 결과 심장의 펌프 기능이 크게 회복되고 심장이 딱딱하게 변하는 섬유화 현상과 심실벽 손상이 현저히 줄었다.

이번 성과는 이종 유래 물질인 동물 혈청 사용을 최소화하면서 고품질 심근세포를 표준화해 대량 생산할 수 있는 길을 열었다.

손미영 소장은 "향후 사람 유래 심장 모델을 활용한 신약 안전성 평가와 심장 재생의료 기술 개발에 크게 이바지할 것"이라고 설명했다.