가톨릭세포치료사업단 뉴스레터 24호

Catholic Institute of Cell Therapy 가톨릭생명윤리를 기반으로 성체세포치료연구에 앞장서겠습니다.

CMC 세포치료 연구성과 – 서울성모병원 박경호 교수 연구팀, 약물 독성으로 생기는 급성 난청, 줄기세포 치료 효과 확인

가톨릭대학교 서울성모병원 이비인후과 박경호 교수 연구팀이 골수유래 중간엽줄기세포를 이용하여 이독성 난청 동물모델을 대상으로 청력 회복 여부 실험을 수행하였다. 그 결과 줄기세포 주입군에서 3주 후부터 청력이 점차 회복됨을 보였으며, 5주 후에는 8000Hz, 16000Hz, 32000Hz 주파수의 청력이 정상 수준으로 회복된 것을 확인하였다. 연구팀은 가톨릭세포치료사업단이 개발한 골수유래 중간엽줄기세포인 가톨릭마스터세포(Catholic MASTER Cell)를 활용하여 줄기세포 주입군 및 대조군을 비교한 실험을 진행하였다. 줄기세포를 주입한 뒤 1주, 3주, 5주 시점에 전극을 부착해 소리에 대한 뇌 반응을 평가하는 전기생리학검사( Auditory Brainstem Response, ABR)(그림1.)와 내이의 달팽이관에 있는 코르티 기관에 대한 면역조직화학(Immunohistochemistry) 분석법(그림2.)을 실시하여 청력 및 세포재생이 유의하게 호전됨을 확인하였다. 이독성 난청은 이독성 약물에 의해 내이(달팽이관이나 청신경)가 제 기능을 하지 못해 생기는 병이다. 주요 증상으로는 어지럼증, 이명, 청력 손실 등이며, 대부분 영구적인 청력 손실을 겪게 된다. 이톡성 난청과 연관있는 약물은 시스플라틴과 같은 백금 화합물 항암제나 아미노클라이코사이드 항생제 등이 알려져있다. 고령이고 여러가지 약제를 복용하거나 만성 질환이 있는 경우는 위험군에 해당하므로 이독성 난청과 연관된 약물 복용시 전문의와 면밀히 상담하는 것이 중요하다. 가톨릭세포치료사업단 단장을 맡고 있는 박경호 교수는 “가톨릭세포치료사업단이 개발한 골수유래 중간엽줄기세포인 가톨릭마스터세포가 급성 난청의 청력 회복에 효과적일 수 있다는 것을 증명 했다” 며, “대표적인 난치성 질환인 난청 환자들에게 새로운 치료 기회가 열릴 것” 이라고 말했다. 이번 연구 결과는 대한이비인후과학회지인 ‘두경부외과학’ 2020년 12월 호에 게재되었다.

CMC 세포치료 연구성과 – 가톨릭대학교 조미라 교수 연구팀, 난치성 자가면역질환에 차세대 제어전략으로 줄기세포 유래 미토콘드리아를 이용한 기능강화형 면역조절 치료제 개발

고령화 사회에 따른 대사 이상을 동반한 만성 염증성 질환 및 자가면역 질환의 발병률이 증가하고 있다. 오늘날 자가면역질환의 치료는 주로 면역억제 약물, 예컨대 글루코코르티코이드(glucocorticoids), 칼시뉴린 억제(calcineurin inhibitors) 및 증식억제제-대사물 작용 억제제(antiproliferative-anrimetabolites)의 사용을 기반으로 한다. 그러나 이와 같은 약물은 다양한 표적들에 대하여 작용하므로 전체적으로는 면역기능을 저하시킬 수 있다. 또한, 이러한 약리 요법을 장기간 사용할 경우 여러 세포 독성 작용이 나타날 수 있으며, 면역 체계를 비특이적인 방식으로 억제함으로써 환자를 감염증 또는 암에 걸리게 할 수 있다. 칼시뉴린과 클루코코르티코이드는 그틀의 신독성과 당뇨병 유발특성에 기인하여 또 다른 문제점을 나타내기 때문에 몇 가지 임상학적증상의 경우(예: 신기능 부전, 당뇨병 등)에는 그 사용이 제한된다. 따라서 자가면역질환, 염증질환 등과 같은 면역질환을 치료할 수 있는 물질로서 부작용이 없으면서도 치료 효과가 우수한 새로운 면역질환 치료제의 개발이 필요한 실정이다. 미토콘드리아는 세포 내 에너지 공급원인 아데노신 트라이포스페이트(ATP)의 합성 및 조절에 관여하는 진핵세포의 세포 소기관이다. 미토콘드리아는 생체 내 다양한 대사 경로, 예를 들어, 세포 신호처리, 세포 분화, 세포사멸뿐만 아니라, 세포 주기 및 세포 성장의 제어와 연관이 있다. 미토콘드리아는 자신의 유전체를 보유하고 있으며, 세포의 에너지 대사에 중추적 역할을 하는 소기관이다. 미토콘드리아는 전자 전달 및 산화적 인산화 과정을 통해 에너지를 생산하며, 세포사멸 신호전달 경로에 관여하는 등 중요한 역할을 한다. 본 연구팀은 면역염증질환에서도 기능 손상된 미토콘드리아로 인하여 면역항상성이 이뤄지지 않는다는 점을 착안하여 면역세포를 조절할 수 있는 미토콘드리아 이식을 시도하고자 하였고 줄기세포가 가지고 있는 미토콘드리아가 일반 미토콘드리아에 비하여 면역조절 효과가 우수함을 확인할 수 있었다. 실제로 난치성 다발성경화증 모델에 미토콘드리아를 이식하여 질환 활성을 제어하고 뇌척수 내에 면역세포 침윤이 감소되고 IL-17 사이토카인을 발현하는 TH17 병인 세포만을 선택적으로 타킷팅 하는 것을 확인하였다. (그림1) 따라서 본 연구진은 줄기세포 유래 미토콘드리아를 이용하여 신경계 자가면역질환과 같은 염증질환 또는 면역질환에서 “질환 제어 미토콘드리아 기능성 세포치료제”를 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 연구를 발전시키기 위해 서강대학교 강태욱 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 골드 나노 파티클을 이용하여 미토콘드리아의 기능강화 및 세포 내 유입효율을 증가시키기 위한 연구(그림2)를 진행중이고, 궁극적으로는 실용 가능한 최적의 질환제어 미토콘드리아 치료제 개발을 위하여 노력하고 있다.

서울시 서초구 반포대로 222 가톨릭중앙의료원 의생명산업연구원 기톨릭세포치료사업단