"이식 없이 간 회복" 가톨릭대, 간 섬유화 줄기세포 치료법 개발

산화아연 나노입자 처리...줄기세포 생존률, 면역조절 기능↑
염증 억제, 간세포 생존율 개선...동물실험서 치료 효과 입증

가톨릭대학교 성심교정 전경./사진제공=가톨릭대

가톨릭대학교는 최근 나건 바이오메디컬화학공학과 교수 연구팀이 간 섬유화 치료를 위한 줄기세포 기반 재생치료 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

간 손상, 간 섬유화의 치료법으로 간이식 대신 손상된 간의 회복을 돕는 줄기세포 치료가 주목받고 있다. 줄기세포는 손상된 조직을 회복하고 면역 반응을 조절할 수 있지만, 생체 내 줄기세포의 생존력이 떨어져 손상 부위까지 도달하지 못한다는 한계가 있었다.

이에 나 교수팀은 산성 환경에서 반응하는 고분자로 표면을 개질한 '산화아연 나노입자'(ZnBA)를 개발했다.

체내에서 분해된 ZnBA는 아연 이온과 활성산소종(ROS)을 방출한다. 이 두 성분은 줄기세포 증식을 촉진하고 염증을 억제하는 등 조직 재생을 유도하는 신호 전달 경로를 활성화한다.

동물실험 결과, 나노입자를 적용한 줄기세포는 일반 줄기세포 대비 간 손상 부위로의 이동률이 두 배 이상 증가했다. 또 간세포 생존율은 최대 40% 향상됐다. 염증성 면역세포(Th17, M1 대식세포)는 줄고, 항염증성 면역세포(Treg, M2 대식세포)는 증가하는 등 유리한 면역 환경도 조성됐다.

아울러 간 섬유화 지표인 △α-SMA △Pro-collagen 1 △TIMP-1 등의 발현은 억제되고, 섬유 분해 효소인 MMP-1은 증가했다. 섬유화 개선 효과가 입증된 것이다.

나 교수는 "줄기세포 기능을 정밀 조절하는 플랫폼을 활용하면 난치성 간 질환뿐만 아니라 다양한 질병 치료에도 응용할 수 있을 것"이라며 "간이식 수요 감소, 공공보건 향상, 의료비 절감 측면에서 파급력이 클 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구에는 교신저자인 나 교수를 비롯해 박나은 생명공학과 박사와 김경섭 바이오메디컬화학공학과 교수가 참여했다. 연구 결과는 생체재료 분야 국제학술지 'Biomaterials'(IF=12.8) 온라인판에 게재됐다.

나건 바이오메디컬화학공학과 교수팀의 연구자료 이미지./사진제공=가톨릭대

권태혁 기자 taehkd@mt.co.kr

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