[한국강사신문 김순복 기자] 아주대학교(총장 박형주)는 본교 연구진이 인체 각 조직에 존재하는 내인성 줄기세포를 효과적으로 유도해낼 수 있는 신규 펩타이드를 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

손상된 인체 조직의 재생을 외부 줄기세포 투입 없이 유도해낼 수 있다는 점에서 심근경색과 퇴행성 관절염, 류마티스 관절염 등의 질환 치료에 널리 활용될 수 있을 것으로 보인다.

최상돈 교수(생명과학과·대학원 분자과학기술학과)와 김문석 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과)·㈜메디폴리머 공동 연구팀은 분자 역학 시뮬레이션을 통해 기존 물질보다 2~3배 뛰어난 내인성 줄기세포 이동을 가능케 하는 신규 펩타이드 물질을 개발했다고 밝혔다. ㈜메디폴리머는 김문석 교수가 설립한 난치성 질환 및 자가 힐링 줄기세포 치료제 개발사다.

해당 내용은 ‘정전기적으로 상호작용하는 하이드로겔을 활용하고 섭스텐스 P 유사체 및 혈관 내피 성장인자 모방 펩타이드를 이용한 내인성 줄기세포 기반 인시츄 조직 재생(Endogenous Stem Cell-Based In Situ Tissue Regeneration Using Electrostatically Interactive Hydrogel with a Newly Discovered Substance P Analog and VEGF-Mimicking Peptide)’이라는 논문으로 국제 저널 <스몰(Small)> 9월4일 온라인판 표지논문으로 선정됐다.

줄기세포(stem cell)는 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 미분화 세포를 말한다. 줄기세포는 한 개의 세포가 여러 종류의 다른 세포를 생산할 수 있어, 퇴행성 질환 치료의 새로운 대안으로 부상해왔다. 특히 내인성 줄기세포를 기반으로 조직 재생을 촉진하기 위한 화학 유인 물질의 사용이 최근 많은 주목을 받고 있다. 내인성 줄기세포(endogenous stem cell)는 인체의 각 조직에 존재하는 성체 줄기세포로, 최근 외부적 줄기세포 주입 없이도 내인성 줄기세포 자체의 재생 및 증식 능력을 조절하는 미세환경 조절을 통한 새로운 치료법이 개발되고 있다.

연구팀은 섭스텐스 P(substance P; SP) 유사체를 화학 유인 물질로 사용해 새로운 신규 펩타이드 물질 펩타이드(peptide) 물질을 개발했다. 이는 분자 역학 시뮬레이션을 통해 새로 발굴한 섭스텐스 P 유사체(SP1)를 효율적인 화학 유인 물질로 사용, 내인성 줄기세포 이동을 평가한 최초의 연구다.

연구팀은 SP1의 손실이 없는 로딩 주사용 제형을 제조하기 위해 양이온성 키토산 및 음이온성 히알루론산을 사용, 정전기 상호작용에 기초한 새로운 전략을 개발했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 새로 발견한 SP1이 기존 SP보다 인간 중간엽 줄기세포의 이동 유도 능력을 2~3배 향상시킨다는 점을 확인했다.

동물 실험에서 아주대 연구팀은 SP1이 많은 수의 인간 중간엽 줄기세포를 하이드로겔 쪽으로 끌어당기고, 이후 혈관 내피 성장인자 모방 펩타이드가 혈관성 분화를 유도해냄을 확인한 것. 이러한 발견은 SP1-로딩된 하이드로겔이 내인성 줄기세포 기반 조직 재생을 촉진하는 유망한 전략임을 나타낸다.

연구팀은 “새로운 발견을 통해 손상된 인체의 조직 재생을 외부 물질의 투입 없이 더욱 효과적으로 내인적으로 유도할 수 있게 됐다”며 “심근경색, 퇴행성 관절염과 류마티스 관절염 등의 질환 치료에 획기적으로 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 미래소재디스커버리 사업 및 대학중점연구소 지원사업(분자과학기술연구센터)의 지원을 받아 수행되었다.

내인성 줄기세포 기반 인시츄 조직 재생 전략. 인시츄(in situ)는 라틴어로 "본래의 장소에, 원위치에"라는 의미다. 줄기세포 연구에서는, 조직 재생이 필요한 병변 부위에서 직접 작용한다는 뜻으로 쓰이고 있다.