국내 연구진이 조혈모세포의 항상성을 유지하는 특별한 대식세포를 세계 최초로 발견했다. 이 대식세포를 활용하면 골수에서 가장 젊고 분화능력이 뛰어난 '최상위 조혈모세포'를 대량 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
골수이식의 성공률을 획기적으로 높일 수 있는 길이 열릴 전망이다.
서울대병원 김효수·권유욱 교수팀은 'αSMA+COX2+ACKR1+ 대식세포'가 최상위 조혈모세포의 분화와 세포 주기를 조절할 수 있는 핵심세포임을 규명한 연구 결과를 8일 밝혔다.
골수이식(조혈모세포 이식술)은 혈액암 환자들에게 완치의 기회를 제공하는 중요한 치료법이다. 백혈병과 같은 혈액암 뿐 아니라, 재생불량성빈혈, 골수이형성증후군, 림프종, 다발성골수종 등의 혈액질환이나 복합면역부전증, 자가면역질환 등 여러 적응증에 대한 치료법으로도 확장할 수 있다.
골수이식 효율을 높이기 위해서는 최상위 조혈모세포를 증폭하는 기술이 필요하지만 아직 초기 단계다. 특히 조혈모세포의 휴면·증식을 조절해 항상성을 유지하는 세포는 체내에 그 수가 매우 적어서 증명하기 어려웠다.
실제로 독일(Ludwig-Maximilians University), 영국(Queen Mary University), 미국(Harvard University) 공동연구팀은 DARC(ACKR1) 단백질이 다량 발현되는 적혈모구가 조혈모세포의 항상성을 유지하는 핵심세포라고 주장하였으나, 이는 객관적으로 증명되지 못했다.
김효수·권유욱 교수팀은 단핵구·대식세포 특이적 DARC 조건부 녹아웃 마우스 및 고해상도 단일세포 분석 기술을 기반으로 조혈모세포 항상성 조절을 담당하는 핵심세포와 그 기전에 대한 연구를 진행했다.
그 결과, 3중 단백질 마커(αSMA, COX2, DARC)를 동시에 발현하는 극소수의 대식세포가 최상위 조혈모세포의 항상성을 유지하는 핵심세포임이 밝혀졌다.
이 대식세포에서 발현된 DARC 단백질이 조혈모세포의 Kai1 단백질과 결합할 경우, 조혈모세포가 휴면에 들어가면서 영원불멸성을 획득하게 된다.
반대로 DARC-Kai1 단백질 결합이 해체되면 조혈모세포가 증식을 시작해 혈구세포들이 대량 생성되는 것으로 나타났다.
이 같은 단핵구와 조혈모세포 간 DARC-Kai1 결합을 조절한다면 탁월한 조혈기능을 가진 최상위 조혈모세포를 대량 생산하는 배양 방법을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
나아가 이 기전을 바탕으로 백혈병, 악성빈혈과 같은 골수기능 부전증의 치료제를 개발하고, 골수이식의 성공률을 높이는 데 활용할 수 있을 것이라고 연구팀은 강조했다.
김효수 교수(순환기내과)는 "최상위 조혈모세포의 젊음을 유지한 채 대량으로 증폭, 보관하는 방법이 상용화된다면 최상위 조혈모세포 증식이 필요한 환자들에게 신속하게 공급할 수 있는 맞춤형 치료제 개발이 가능할 것"이라며, "뿐만 아니라 최상위 줄기세포를 공여하는 조혈모세포은행을 만들 수 있는 길이 열릴 것으로 기대된다"고 말했다.
한편, 이번 연구는 '최상위 조혈모세포의 선별 방법 개발(Cell Stem Cell, 2016)'에 이어 진행된 후속 연구로서, 보건복지부의 지원을 받아 수행됐으며 줄기세포 분야 세계 최고 잡지인 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell, IF; 25.7)'에 지난 7일 게재됐다.장종호 기자 bellho@sportschosun.com