국내 연구진이 관절의 활막조직에서 채취한 줄기세포를 배양해 손상된 관절 연골을 치료할 수 있는 새로운 연골이식용 혼합세포체 개발에 성공했다.
 

▲ 건국대 의생명과학과 이정익 교수

건국대 의생명과학과 이정익 교수(건국대 의생명과학연구원 줄기세포연구센터)는 관절의 활막조직에서 채취한 줄기세포를 배양해 광범위한 연골변성을 동반하는 퇴행성관절염을 치료할 수 있는 새로운 연골이식용 혼합세포체 개발에 성공했다.
 
관절 활막조직에서 채취한 줄기세포는 연령에 관계없이 증식능력이 뛰어나며, 연골세포로 분화가 잘 되는 것으로 알려져 있다.

이 교수팀은 관절을 감싸고 있는 활막조직에서 줄기세포를 채취한 후 연골세포와 같이 혼합시켜 체외배양시간을 기존 4주에서 2주간으로 절반 가까이 줄였다.

▲ 줄기세포와 연골세포를 배양해 개발한 혼합세포이식체의 레이저현미경 사진

정상조직의 침습성을 최소한으로한 광범위한 연골변성부위에도 효과적으로 치료할 수 있는 방법을 제시했다.
 
이 교수는 이번 연구 결과 연골세포 혼합 줄기세포는 연골세포만 단독 배양했을 때보다 약 2배 이상의 빠른 증식률을 보였다.

▲ 왼쪽부터 혼합세포이식체의 동물 이식, 이식직후, 이식 4주후 연골재생 모습. 갈색으로 염색된 부분은 연골의 주성분인 타입II 콜라겐이 특이적으로 염색된 부분이다. 화살 부위를 중심으로 왼쪽은 정상 연골부위이며, 오른쪽은 세포이식체를 이식하여 재생된 연골조직이다.

이 교수는 “일반적으로 세포의 종류가 다르면 서로 혼합시키기 어렵다고 알려져 있지만, 이 기술을 이용하면 종류가 다른 세포들의 혼합세포체를 단기간에 대량으로 만들 수 있다”고 말했다.
 
연구팀은 이처럼 만든 혼합한 줄기세포를 주사가 가능한 크기의 `신규세포이식체'로 제작해 토끼의 연골 손상부위에 이식한 결과 이식 4주 후에 손상된 연골부위에 새로운 연골조직이 생겨나고 정상 연골조직으로 분화된 것을 확인했다.
 
이에 따라 연골재생능력이 저하된 고령의 환자에게도 소량의 연골 및 활막조직만으로 15배나 많은 세포배양을 하고 신규이식체로 제작하면 필요로 하는 조직의 양을 현격히 줄일 수 있다.
 
이 교수가 개발한 새로운 연골이식체는 세포치료제로서 현재 기술의 단점을 개선할 수 있으며 줄기세포의 조기 임상응용에 기대가 된다는 점에 있어서 높게 평가된다.

고령화시대에 무릎연골이 변성되고 재생능력을 잃어버리는 퇴행성관절염 환자가 점차 증가하고 현재 자가연골이식술이 무릎연골변성의 치료법으로 이용되고 있으나, 이러한 광범위하게 연골변성을 동반하는 난치성의 퇴행성관절염의 치료법으로는 현행의 기술로는 한계가 있고 적용하는 데 문제가 있었다.
 
이 교수는 “기존 치료법은 연골변성을 동반한 난치성 퇴행성관절염의 치료에 한계가 있었다”면서 “하지만 이번 기술은 현행 세포치료제의 단점을 개선한 것은 물론 임상에도 빨리 응용할 수 있는 장점이 있다”고 말했다
 
연구 결과를 담은 ‘관절연골수복-재생을 위한 연골 활막 혼합세포체의 개발(The development of cellular transplant using synovial cells and chondrocytes for the autologous chondrocyte implantation)’연구 논문을 일본 정형외과학회 학술지(Jounal of the Eastern Japan Association of Orthopaedics and Traumatology) 최근호에 게재됐다.

이 교수는 지난 17일 일본 이와테현에서 열리는 제 59회 동 일본 정형재해외과학회(http://www.ejaot.jp/)에서 이 논문으로 학회학술상을 받았다.

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