당뇨병 치료용 `췌장베타세포` 분화 효율 높인다

국내 연구진이 나노크기의 구멍을 갖는 세포배양용기를 활용해 당뇨병 치료에 필수적인 세포를 획기적으로 분화시켜 세포치료제 개발 비용은 줄이면서 효율적 치료를 가능케 하는 기술을 개발했다.

김종훈 고려대 교수 연구팀과 김동성 포항공대 교수 연구팀은 공동으로 생체 내 환경을 모사한 나노 환경에서 췌장베타세포의 분화 효율을 4배 이상 높이는 데 성공했다고 5일 밝혔다.

췌장베타세포는 체내 혈당을 낮추는 인슐린을 분비하는 세포로, 인간 배아줄기세포나 유도만능줄기세포를 분화시켜 만들 수 있다. 줄기세포의 분화를 조절하는 방법은 성장인자, 호르몬, 사이토카인 등을 주입하는 화학적 방법이 있지만, 분화 효율이 7%로 매우 낮은 한계가 있다.

연구팀은 평평한 배양접시 대신 표면에 다양한 크기의 나노구멍이 있는 배양접시에서 인간 배아줄기세포와 유도만능줄기세포를 췌장베타세포로 분화시키는 방법으로 분화효율을 획기적으로 높였다.

특히 표면에 200㎚ 크기의 구멍이 있는 배양접시에서는 췌장베타세포 분화 효율이 평평한 배양접시의 7%보다 4배 가량 높은 31%로 향상됐다. 이는 세포 외부로부터 전해지는 기계적 신호를 화학적 신호로 변환시키는 데 관여하는 주요 인자인 TAZ의 발현을 나노구조가 억제하고, 억제된 TAZ 발현이 췌장세포 분화를 촉진하는 PDX1의 발현을 증가시키는 신호전달 메커니즘에 의한 것이라고 연구팀은 설명했다.

김종훈 교수는 "이 연구는 나노구조를 포함한 세포배양용기를 이용해 당뇨 치료를 위한 췌장베타세포의 분화 수율을 획기적으로 증가시킬 수 있다는 사실을 보여준 결과"라며 "생물화학적 세포분화법에 요구되는 비용을 큰 폭으로 낮춰 향후 당뇨병 치료에 기여할 것"이라고 말했다.

이 연구성과는 세계적 학술지 'ACS 나노(3월 22일자)에 실렸으며, 미래부와 산업부의 지원으로 수행됐다.

대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr