파킨슨병 '줄기세포 치료' 성공률 높인다…이식세포 사멸 원인 첫 규명

김태완 DGIST 학제학과 융합전공 교수. DGIST 제공.

줄기세포 이식 성공률을 높일 수 있는 중요한 단서가 규명됐다. 난치성 파킨슨병 환자를 위한 줄기세포 치료제 개발에 속도를 더할 수 있을 것으로 기대된다. 

대구경북과학기술원(DGIST)은 김태완 학제학과 융합전공 교수가 파킨슨병 치료를 위해 뇌에 이식하는 줄기세포가 이식 후 사멸하는 메커니즘을 세계 최초로 발견했다고 12일 밝혔다. 김 교수는 임상 적용이 가능한 줄기세포 생존율 향상 방법도 개발했다. 

파킨슨병은 도파민 신경세포가 사멸해 행동이 느려지고 자세가 불안정해지며 떨림이나 경직 등이 나타나는 질환이다. 파킨슨병 치료에는 현재 약물치료, 운동치료 등이 적용되고 있지만 완치 방법은 아직 없다. 

연구자들은 파킨슨병 치료를 위해 줄기세포로부터 만든 새로운 도파민 신경세포를 환자의 뇌에 이식하는 임상시험을 진행 중이다. 하지만 도파민 전구세포(특정 세포의 전 단계 세포) 이식의 안전성과 이식한 세포의 사멸 문제가 해결 과제로 남아있다. 

연구팀은 우선 이식한 줄기세포가 사멸하는 원인을 규명했다. 체내 유전자 조작 스크린 방법 등을 이용해 'TNF(종양 괴사 인자)-NFκB(핵인자 카파비)-p53 유전자' 신호전달 체계가 이식한 세포가 사멸하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 

임상 적용 가능한 순수 도파민 신경세포를 분리하는 항체도 개발했다. 항체 370개를 이용한 항체 스크린을 통해 순수 도파민 신경세포를 분리해 내는 항체를 발견한 것이다. 

미국 식품의약국(FDA)으로부터 승인받은 약물인 TNF억제제를 이용해 순수 도파민 신경세포의 안전성을 극대화해 이식률과 생존율 또한 높였다. 동물실험을 통해 한 방향으로 원을 그리며 움직이는 파킨슨병 이상행동을 보이는 쥐가 정상적인 행동으로 회복되는 것을 확인했다. 

연구팀은 실제 임상 적용이 가능한 도파민 전구세포를 제작해 현재 12명의 미국 파킨슨병 환자에게도 임상시험을 진행 중이다. 

김 교수는 “이번 연구를 통해 파킨슨병 환자에게 이식한 줄기세포가 사멸하는 메커니즘을 세계 최초로 규명했다”며 “이로부터 순수 도파민 신경세포의 이식 생존율을 높일 수 있는 임상 적용 가능한 방법을 발견했다”고 말했다. 

이어 “향후 해당 기술을 통해 줄기세포를 이용한 난치성 뇌 질환에 대한 세포 치료제 개발이 더욱 가속화될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 연구 결과는 국제학술지 ‘세포 줄기세포’에 11일 온라인 게재됐다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]