중앙대 의대 김재찬 교수가 공동연구원으로 참여한 연구팀이 손상된 신체 조직의 치유를 돕는 골수 중간엽줄기세포 가동화 기전을 규명하는데 세계 최초로 성공, 그 연구결과가 영국의 의학전문지 ‘네이처 메디슨(Nature Medicine)’ 인터넷 판에 3월 8일 게재됐다. 경희대 생명과학대 손영숙 교수와 공동연구로 이뤄낸 이번 성과는 줄기세포를 이용한 연골과 뼈 재생 및 만성 염증 치료제 개발 등에 기여할 수 있게 될 전망이다.

  ‘Substance-P’는 중추신경계에서 통증을 전달하는 신경전달물질로 이미 잘 알려진 일종의 신경호르몬이지만, ‘Substance-P’가 신경계를 경유하지 않고 직접 골수에 조직손상을 알려 중간엽줄기세포를 가동시키는 인자임을 규명한 것은 이번이 처음이다.

    김재찬 교수(중앙대 의대)와 손영숙 교수(경희대)의 공동연구팀은 골수 중배엽줄기세포가 각막화상의 치유와 익상편 수술 후의 창상 치유에 관여한다는 사실을 2006년 동물실험과 2007년 임상실험을 통해 입증하고 이 사실을 ‘EYE Journal’을 통해 발표한 바 있으나, 골수 중배엽줄기세포를 이용한 치료법은 자라고 있는 암세포를 더욱 악화시킬 수 있다는 단점과 윤리적인 문제점이 있어 그동안 중배엽줄기세포를 골수에서 창상 및 수술부위로 직접 이동 시키는 방법에 대한 연구를 진행해왔다.

    연구팀은 이러한 기존의 연구를 통해 ‘Substance-P’가 중배엽 줄기세포를 골수로부터 혈액, 창상을 받은 조직으로 불러들이는 신호전달물질의 후보물질임을 밝혀냈고, 이번에 이를 최종 입증했다.

    김재찬, 손영숙 교수팀은 알칼리 화상을 입은 토끼를 대상으로 한 동물실험을 통해, ‘Substance-P’가 혈중에 유도되는 시간과 양이 조직의 손상 정도와 크기에 따라 조절되며, 그에 비례하여 골수 중간엽 줄기세포를 혈중으로 이동하게 해 손상된 조직 치유에 참여하도록 하는 것을 확인했다.

    연구팀은 이와 관련해 “‘Substance-P’를 정맥에 투여하여 조직 손상없이 골수 중간엽줄기세포를 말초혈액으로 유리시킬 수 있었고, 소량의 말초 혈액에서 중간엽 줄기세포를 분리해 체외에서 연골, 뼈, 지방조직을 재생시킬 수 있었다”며, “이번에 밝혀진 ‘Substance-P’의 중간엽줄기세포 가동 기전은 창상치유는 물론 만성관절염, 궤양성 장염, 스티븐스-존슨 증후군, 쇼그렌증후균, 당뇨성 말초병증 등 만성 염증질환 치료제 개발에도 활용될 것으로 보인다“고 밝혔다.

    이번 연구는 교육과학기술부의 ‘21세기 줄기세포 프론티어 연구개발사업’, ‘21세기 프론티어 연구개발사업’, ‘원자력 중장기 연구사업’, 보건복지가족부의 ‘근골격계 바이오장기센터사업’의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 국내 및 유럽에 특허등록, 미국, 중국, 일본 등에 특허출원 되었다.

    이번 연구에 참여하여 성과를 이룩한 김재찬 교수(중앙대 의대)는 중앙대 의대를 졸업(1977년)한 뒤, Miami Univ. Bascon-palmer Eye Institute 교환교수(1991~1992), 중앙대 용산병원 임상연구소장(1999~2006), 한국안과학회 외안부학회 회장(2003) 등을 역임하고, 현재 중앙대 의대 안과학교실 주임교수 및 중앙대 용산병원 안과 과장으로 재직하고 있다.

  ■ 용어설명

    ※ 중간엽줄기세포=골수와 제대혈에서 채취하는 줄기세포의 하나로 체내에 대략 100만개가 존재하는

        것으로 알려져 있다.

    ※ 익상편(군날개)=결막주름이나 섬유혈관성 조직이 날개 모양으로 각막을 덮으며 자라나는 안질환

    ※ 그림: Substance-P의 창상치유기전