이번 결과로 심근경색이나 골절 등의 치료에 폭넓은 응용이 기대되고 있다.
면역억제·혈관형성 촉진
질환이나 외상이 발생하면 조직을 수복·재생시키기 위해 골수에서 다른 형태의 줄기세포가 동원된다.
랭킨 박사팀은 여러 가지 약제를 새롭게 편성하면 골수를 ‘응급사태’의 상황으로 착각시켜 특수 줄기세포를 활성시키는 연구를 실시했다. 그 결과, 신체를 수복하는 능력을 유도하여 수복 속도를 높일 수 있는 것으로 나타났다.
박사팀은 2종류의 성장인자, 혈관내피세포 증식인자(VEGF)와 과립구증식촉진 당단백질(G-CSF)에 주목했다.
이들은 골수에서 자연스럽게 발생하는 단백질로 이 중 하나를 정상 마우스에 투여한 후 plerixafor라는 신약을 투여했다.
그 결과, VEGF와 plerixafor의 투여로 골수에서 혈액 속으로 이동하는 간엽계 줄기세포와 혈관내피 전구세포량이 비투여군에 비해 약 100배가 되는 것으로 판명됐다. 한편 G-CSF와 plerixafor를 투여한 마우스에서는 조혈줄기세포가 동원되는 것으로 나타났다.
이번 연구에서는 정상 마우스의 골수를 착각시켜, 2종류의 성체줄기세포를 방출시켰다.
하나는 뼈나 연골로 성장하는 간엽계 줄기세포로서 면역계를 억제하기도 한다. 또다른 하나는 혈관내피 전구세포로서 혈관을 형성하기 때문에 심장의 손상을 수복시킬 수 있다.
박사팀은 2종류의 다른 방법을 이용함으로써 골수가 방출하는 줄기세포를 선택하는데도 성공했다.
이전의 연구에서는 새로운 혈구를 만드는 조혈성 줄기세포가 동원됐지만 골수에서 간엽계 줄기세포와 혈관내피 전구세포를 선택적으로 동원한 것은 이번 연구가 처음이다.
자가면역질환 치료 가시화
이번 결과를 토대로 랭킨 박사팀은 “앞으로는 심장질환이나 스포츠 외상 등으로 인해 조직의 수복과 재생을 위해 줄기세포를 동원하는 치료법으로 발전될 것”이라며 기대감을 나타냈다.
또한 간엽계 줄기세포를 활성시켜 류마티스관절염(RA) 등의 자가면역질환의 치료에도 응용할 수 있을 것으로 보인다. RA에서는 환자 자신의 면역계가 생체를 공격하는데 간엽계 줄기세포가 이 면역계를 억제시킨다고 한다.
박사는 “생체는 자기수복 능력을 갖고 있다. 피부의 절개창도 자연스럽게 치유되는 것처럼 신체의 내부를 줄기세포가 순찰하면서 필요시 수복을 하고 있다. 하지만 심각한 손상은 생체가 자력으로 수복하기는 무리”라고 말했다.