입셀, 면역 거부 반응 줄인 ‘차세대 유도만능줄기세포’ 개발 성공

입셀은 최근 국내 다수의 대학 및 연구기관들과의 공동 연구를 통해 면역 거부 반응을 최소화한 ‘저면역원성 유도만능줄기세포(iPS 세포)’ 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번 공동 연구에는 가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 주지현 단장(서울성모병원 류마티스내과) 연구팀과 가톨릭대학교 유도만능줄기세포응용연구소 임예리 교수팀, 성균관대학교 바이오헬스규제과학과 손여원 교수팀이 참여했다.

연구 결과는 국제학술지 Experimental & Molecular Medicine (Impact Factor 12.8) 3월호에 게재돼 맞춤형 세포 치료 시대를 열 핵심 기술로 주목받고 있다.

연구진은 CRISPR-Cas9 유전자 가위를 활용해 면역 반응을 유발하는 핵심 유전자(HLA-A, HLA-B, HLA-DR 알파)를 제거함으로써 체내에서 거부 반응을 획기적으로 줄인 iPS 세포 ‘Clone A7’을 확보했다.

줄기세포는 신체 여러 조직으로 분화할 잠재력을 지닌 반면, 환자에게 이식 시 면역 시스템이 이를 외부 물질로 인식해 공격하는 ‘면역 거부 반응’이 가장 큰 과제로 꼽혀 왔다. 그러나 ‘Clone A7’은 다능성 유지 여부를 확인하는 주요 마커(Oct4, Sox2, Klf4, Lin28, SSEA4, Nanog, Tra-1-60)가 정상 발현되고, 핵형 검사상 유전자 구조가 정상적이며, 삼배엽 분화능도 온전히 확보했다.

또한 인터페론 감마(IFN-γ) 자극 시에도 HLA-A·HLA-B·HLA-DR 단백질 발현이 없음을 확인함으로써 동종 세포 치료에서도 거부 반응을 최소화할 가능성을 입증했다.

이번 연구에는 입셀 김주련 박사와 남유준 박사(공동 제1저자, 입셀 & 성균관대학교 바이오헬스규제과학과), 성균관대학교 바이오헬스규제과학과 손여원 교수, 가톨릭대학교 유도만능줄기세포 응용연구소 임예리 교수(공동 교신저자), 가톨릭대학교 기초의학사업추진단 주지현 단장 등이 참여했다.

주지현 단장은 “이번에 개발한 iPS 세포가 난치성 질환이나 장기 이식 치료에 폭넓게 활용돼 환자별 맞춤형 치료의 실현 가능성을 한층 높일 수 있을 것으로 기대한다”며 “후속 연구를 통해 임상 적용 가속화를 목표로 삼고 있다”고 말했다.

한편 입셀은 지난해 11월에도 Experimental & Molecular Medicine (IF 12.8)에 서울대 차혁진 교수팀과 공동 연구(입셀 홍창표 박사 공동 교신저자)를 발표했다. 이 연구에서는 배아줄기세포(hESC)가 장기간 배양되면서 유전적 변이를 획득하고, 이를 통해 ‘배양 적응형 형질(culture-adapted phenotypes)’을 갖게 되는 과정을 규명했다.

특히 TP53이 결핍된 줄기세포에서 높은 돌연변이율이 확인됐고, 20q11.21 부위의 복제수 증가는 BCL2L1·TPX2 유전자 발현을 촉진해 TEAD 결합을 강화하는 것으로 드러났다. 이는 줄기세포 배양 중 발생 가능한 유전자 이상과 후성유전체 변화를 체계적으로 파악함으로써 면역 거부 반응까지 최소화한 차세대 유도만능줄기세포 개발에 깊이를 더해줄 중요한 근거로 평가된다.

이처럼 입셀은 가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 주지현 단장 팀, 가톨릭대학교 유도만능줄기세포응용연구소 임예리 교수팀, 성균관대학교 바이오헬스규제과학과 손여원 교수팀, 서울대 차혁진 교수팀이 협업한 두 건의 연구가 연이어 Experimental & Molecular Medicine에 게재되면서 혁신적인 줄기세포 치료제 연구에 한층 탄력을 받게 됐다는 평가를 받고 있다.