(뉴스통신=문성철 기자) 인하대 송순욱 교수 연구팀이 세계 최초로 중간엽줄기세포를 통한 면역질환 치료 작용기전을 규명했다.
30일 인하대에 따르면 줄기세포가 면역질환 치료에 효과가 있을 것이라는 점은 알려졌으나 구체적으로 어떻게 면역세포에 작용하는지를 밝힌 것은 최초다. 이에 따라 줄기세포를 활용한 뚜렷한 치료법 개발 방향 제시가 가능할 것으로 전망된다.
송 교수 연구팀 논문 ‘ICOSL을 발현하는 골수유래 중간엽줄기세포에 의한 조절 T세포 유도효과'(ICOSL expression in human bone marrow-derived mesenchymal stem cells promotes induction of regulatory T cells)가 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트'(SCIENTIFIC REPORTS)에 14일자에 실리며 그 가치를 인정받기도 했다.
송 교수 연구팀이 새로 규명한 내용은 줄기세포가 어떻게 면역질환을 치료할 수 있는지에 대한 구체적인 작용기전이다. 기존에 두루뭉술하게 알려진 작용기전은 줄기세포가 면역질환을 억제하는 면역세포인 '조절 T세포'에 관여한다는 정도였다. 면역세포 중 단백질 CD4를 발현한 ‘T세포’(이하 'CD4 T세포')가 비정상적으로 체내 조직을 공격하는데 '조절 T세포'가 'CD4 T세포'를 억제해 치료효과를 낼 수 있을 것이라는 내용 정도였다.
이처럼 조절 T세포의 유도에 관해서는 구체적인 조절인자나 작용 기전에 대해 거의 알려진 바가 없었다. 특히 면역질환 발생 시 염증반응이 일어나는데 이때 줄기세포 표면에 ‘ICOSL’ 단백질 발현이 보고된 바는 있으나 그 기능에 관해서도 알려지지 않았다.
송 교수 연구팀은 그동안 밝혀지지 않았던 줄기세포에서 발현되는 ICOSL 표면단백질이 조절 T세포에 미치는 영향을 처음으로 규명함으로써 줄기세포를 통한 면역질환 작용기전을 설명해 냈다.
우선 고순도 단일클론 줄기세포를 이용해 조절 T 세포 유도조건에서 human CD4 양성 T세포와 공동배양할 경우 줄기세포로부터 ICOSL 발현이 증가되고 더 많은 조절 T세포가 생성됨을 확인했다. 또 이러한 ICOSL 단백질이 PI3K-Akt 경로를 활성화시킴으로써 조절 T세포의 분화와 증식을 촉진시킨다는 것도 알아냈다.
이를 토대로 줄기세포의 조절 T 세포 유도를 강화할 수 있는 주요 요인도 함께 탐색했다. 화학물질 인터류킨-1베타(Interleukin-1beta)가 줄기세포의 ICOSL 단백질 발현을 효과적으로 증가시켰으며 더 많은 조절 T세포를 생성시킴으로써 효율적으로 줄기세포 기능을 강화할 수 있는 기술임을 제시했다.
아울러 특정 고순도 단일클론 줄기세포가 비클론성 줄기세포에 비해 조절 T세포의 생성률이 높았음을 확인했다. 이를 통해 ICOSL의 기저발현과 인터류킨-1베타에 의한 ICOSL의 유도성(생산되는 정도)이 높은 세포일수록 조절 T세포 유도능이 높다는 사실도 증명했다.
이로써 송 교수 연구팀은 지금까지 보고된 바 없는 줄기세포의 면역조절 기능 가운데 하나인 조절 T세포 유도에 관여하는 단백질인 ICOSL의 기능을 규명해냈다. 이는 줄기세포의 기능 강화 기술의 토대가 될 것으로 기대되고 있다.
송 교수 연구팀은 이를 통해 면역질환인 이식편대숙주질환, 급성 췌장염, 아토피, 류마티스 관절염 등의 경우 ‘CD4 T세포’ 억제가 효과적인 치료법이 될 수 있음을 다시 확인했다. 현재 송 교수 연구팀은 이러한 면역질환 줄기세포치료제들을 개발하고 있으며 이식편대숙주질환을 대상으로는 2상 임상시험에 진입한 상황이다.
송 교수는 “세계최초로 관련 작용기전을 규명할 수 있었던 데에는 연구진이 자체 개발한 원천기술인 '층분리배양법'의 영향이 컸다"며 "우리 기술로 고순도의 줄기세포를 얻는 ‘층분리배양법’으로 연구를 진행할 수 있었기에 치료 작용기전을 밝히는 연구들이 보다 쉽게 진행될 수 있었다. 향후 추가적인 작용기전 연구 결과들도 발표한 예정”이라고 말했다.
