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학술/학회

“In vivo 세포치료 구현 direct reprogramming으로 한다”

세포치료 역시 precision medicine에 맞는 환자 맞춤형 치료 가능 '전망'

In vivo(살아 있는 세포 안에서 직접 생화학, 생물학 실험 등을 하는 것) 상에서 세포치료제를 이용하는 데 있어 ▲pluripotent reprogramming ▲nanoeletronics ▲유전자 APOE4와 DSG2의 상관관계에 대한 연구내용이 발표됐다. 

지난 6일 삼성서울병원에서 개최된 ‘The 5th international Symposium of Stem Cell & Regenerative Medicine Institute’에서 김종필 동국대학교 교수는 보다 진보된 세포치료제 방식으로 ‘in vivo reprogramming’에 대해 설명했다. 


In vivo reprogramming은 알츠하이머, 파킨슨병 같은 질병에 활용한 가능한 세포치료제 기술로, 신경세포 주변에 있는 astrocyte(성상세포) 등과 같은 세포를 전환(convert)시켜 우리가 원하는 기능을 하는 것으로 reprogramming하는 것이다. 이에 대해 김 교수는 “in vivo 상에서 reprogramming’ 과정을 거친다면 세포를 따로 배양(culture)하는 과정 없이 in vivo 상에서 세포치료를 구현할 수 있기 때문에 더 안전하고 효율적인 치료법으로 활용될 수 있을 것이다”고 전망했다. 

김 교수는 In vivo reprogramming을 구현하기 위해선 ‘nanoelecctronics’ 기술을 활용할 수 있다고 소개했다. 

Nanoelectronics는 특정 electromagnetic energy가 유전자 발현을 유도한다는 연구결과를 활용한 기법이다. 즉, 특정 파장과 에너지를 가해 유전자 발현을 유도를 통해 세포를 reprogramming할 수 있다. 물론 in vivo에서 이 기술의 한계는 존재한다. 이에 대해 김 교수는 “특정 파장과 에너지가 in vitro 상에서는 잘 작동(work)되는데, in vivo 상에서는 이 에너지가 바로 전달되지 않기 때문에, 에너지를 전달할 매개체가 필요하다”고 지적했다. 

김 교수가 발표에 연구결과에 따르면, in vivo 상에서 에너지를 전달할 수 있는 매개체로는 ‘electromagnetized Gold Nanoparticles’이 제시됐다. 금뿐만 아니라 은, 티타늄 등 금속 매개체 등을 활용해 유전자 발현(gene expression)을 유도하면 효과적인 in vivo reprogramming을 유도해 낼 수 있다. 

In vivo reprogramming의 핵심 유전자로는 APOE4가 제시됐다. 

아직까지 알츠하이머와 관련해서 명확한 원인이 밝혀지지는 않았으나, 알츠하이머가 발병했을 때 생리적 변화는 보고되고 있다. 특정 단백질(τ-protein 등) 응집(aggregation)이 그 중 하나다. 

김 교수 연구실에서는 이러한 특정 단백질이 응집될 때 APOE4의 발현이 증폭되는 현상을 발견했다고 이날 심포지움에서 발표했다. 이와 관련해 김 교수는 “쥐를 통한 modeling 실험을 통해 알츠하이머가 발병했을 때 발생하는 APOE4가 overexpression(과발현)되는 것을 확인했다”고 실험 결과를 언급했다. 

마지막으로 김 교수는 세포치료 분야 역시 precision medicine의 개념이 도입되고 있음을 언급했다.  

김 교수는 “환자의 somatic cell(체세포)에 기반한 세포치료 reprogramming을 활용하면 환자 개개인의 맞춤 세포치료가 가능할 것으로 전망된다”고 말했다.