지방 흡인술로 흡입되어 버려지는 지방조직의 줄기세포를 이용하여 골격을 재생하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.

동국대 임군일 교수가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 생체소재분야 최고 권위의 학술지인 ‘바이오머티어리얼즈 (Biomaterials)’ 온라인 속보(10월 13일)에 게재되었다.

임군일 교수 연구팀은 최근 성형외과에서 자주 시술되는 지방흡인술로 흡입되어 그대로 버려지는 지방조직에 성체줄기세포가 존재한다는 사실에 주목하여, 줄기세포에 골격을 형성하는 전사인자(RUNX-2와 Osterix)의 유전자를 전기충격으로 세포 내에 주입함으로써 골격을 잘 형성하는 형질변환세포로 만드는 새로운 기술을 개발하였다.

지금까지 연구자들은 성체줄기세포를 활용한 골격형성 세포치료제 개발을 위해 활발히 연구해왔으나, 골수를 통해 얻을 수 있는 줄기세포의 양은 매우 제한적이어서 수요에 맞는 치료제 생산에 어려움이 있었다.

그러나 지방조직은 골수보다 100배 이상의 많은 줄기세포를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 골격으로 분화되는 능력이 골수줄기세포보다 열등한 단점이 있었다.

임 교수팀은 골격 형성을 촉진하는 유전자를 지방줄기세포에 주입하면, 기존의 지방줄기세포에 비해 골격 형성능력이 뛰어난 세포로 형질을 변환시킬 수 있다는 사실을 규명하고, 이 세포를 이식하여 골격 형성을 촉진하는 신개념 세포치료제 개발에 성공하였다.

임군일 교수팀이 개발한 형질이 변환된 지방줄기세포를 이용한 치료법은 기존 시술법(자가골 이식술, 동종골 이식술)의 단점을 개선할 수 있고, 유전자를 주입할 때 바이러스를 사용하지 않아 환자에게 매우 안전하다는 것이 큰 특징이다.

지금까지 골격이 결손되면 환자의 골반에서 골격조직을 직접 채취하여 이식하거나(자가골 이식술), 사체에서 채취한 같은 골격을 이식하여 치료하였다.

그러나 자가골 이식술은 골격을 채취하는 과정에서 환자가 손상을 입을 수 있고, 동종골 이식술은 2차 감염의 위험이 커서 환자의 안전을 크게 위협하였다.

임 교수팀이 개발한 기술은 지방줄기세포에서 골격세포를 형성하는데 핵심적인 역할을 하는 전사인자(RUNX-2와 Osterix)의 유전자를 전기충격을 통해 세포 안으로 주입하여 골격 형성 세포로 형질을 변환하는 기술이므로, 환자에게 안전하게 사용할 수 있다.

임군일 교수는 “이번 연구는 그대로 폐기되는 지방조직을 골격 결손 치료를 위한 세포치료제로 개발하여, 기존의 시술법과는 달리 환자가 안전하게 골격 결손 치료를 받을 수 있는 새로운 길을 개척한 것으로, 기술이전과 임상시험 등을 통해 환자 치료에 즉시 응용될 수 있을 것으로 기대한다”라고 연구 의의를 밝혔다.