근육 줄기세포..

미국의 생명공학회사인 어드밴스트 셀 테크놀러지(ACT)는 지난 5월 8일자 ‘Nature Methods`에서 인간 배아줄기세포를 특수용액에 배양해 손상된 혈관을 재생시킬 수 있는 혈관모세포로 분화시키는데 성공했다고 밝혔다. 이렇게 만들어진 혈관모세포를 다시 마우스에 주입, 혈관손상으로 유발된 당뇨병망막증, 심장병, 다리혈전을 치료하는 데 성공했다고 밝혔다. 그렇지만 이 기술은 배아 줄기세포를 이용했기 때문에 근본적인 윤리문제를 피해갈 수 없는 형편이다. 때문에 이전부터 배아 줄기세포가 아닌 성체 줄기세포를 이용하는 혈관 형성에 대한 연구도 다수 진행되고 있다(개인의견, 참조 URL1).

골수나 혈관에서 성체 줄기세포를 취하여 윤리문제가 없이 혈관형성에 성공한 사례들이 있다. 2002년 5월 호 ‘Nature Medicine’에 플로리다 대학의 Edward Scott 박사의 연구팀은 성인의 혈액에서 분리한 줄기 세포가 혈관 형성에도 사용될 수 있으며, 더 나아가 이 세포를 이용하면 손상이 일어난 부위에서 직접 혈관을 수선하지 않아도 원격으로 혈관 형성을 유도할 수 있다고 발표했다. 국내에서도 개를 대상으로 한 실험에서 생분해성 교원질 튜브형 담체에 골수 줄기세포를 배양하여 소구경 인공혈관의 제조를 시도한 바 있다(GTB2002060046, 참조 URL2).

이번에 피츠버그대학 데이비드 보릅박사는 성체 줄기세포를 활용하여 새로운 혈관을 만드는 실용적인 방법을 국제조직공학-재생의학학회 북미지부 회의에서 발표했다. 그는 근육조직에서 채취한 줄기세포를 이용하여 이식을 위한 새로운 혈관을 만드는데 성공했으며, 부분적인 혈관이식이 필요한 심장병이나 신장병 환자들을 위한 맞춤형 인공혈관을 만들어 낼 수 있는 길이 열렸다고 밝혔다.

연구팀은 1.2mm 직경의 튜브에 이들 줄기세포 1000만개를 이식했다. 다음으로 1주간 배양한 후에 래트의 복대 동맥에 이식했다. 이식 8주 후에 튜브는 완전히 성숙한 동맥과 비슷한 형태로 재형성되었으며, 혈관의 내벽을 형성되는 내피세포를 포함한 세포층이 뚜렷이 형성되었다. 연구를 주도한 이론적으로 이들 줄기세포들은 전체 혈관으로 재생할 수 있지만 과학자들은 얼마나 많은 세포가 필요한지 밝히려고 하고 있다고 지적했다. 연구팀의 알렌잔드로 니에포니세는 “줄기세포가 들어있는 튜브가 수개월에 걸쳐서 분해되었으며 그 공간에서 새로운 혈관세포들이 자라고 재생했다.”라고 밝혔다. 이 연구 결과는 혈관에 관련된 여러 가지 질병의 치료법 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이번 기술이 다른 이식조직에서 나타나는 위중한 혈액응고를 예방하는 것도 확인했다. 이식된 혈관은 손상되거나 막힌 혈관을 대체하는 역할을 한다. 이를 위하여 환자들의 다리에서 동맥이나 정맥을 취하여 관상동맥 우회이식(coronary artery bypass grafts)이라는 치료가 실시되지만 수술을 받아야 하고 이식 후에 혈전(blood clot)이 발생하는 경우가 많다고 한다. 혈전 생성은 다른 이식에서도 큰 문제로 혈관을 경직되게 만든다고 한다.

연구팀은 이 기술이 연구팀은 이 기술을 사람에게도 이용해 환자의 대퇴부에서 근육 줄기세포를 채취하여 폴리머 튜브에 비교적 몇일 정도의 짧은 기간 배양한 다음 바로 이식할 수 있게 되기를 희망하고 있다. 또한 연구팀은 다음 단계로 사람과 유사한 혈액을 갖고 있는 돼지를 대상으로 시험한다고 한다. 현재 미국에서는 매년 100만 명이 혈관 우회이식술을 받고 있다.

정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
(본 내용은 KISTI의 정보이용 승인을 통해 제공되며 저작권은 KISTI에 있습니다.)

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