특정 인테그린을 표적하는 망간나노 입자를 사용해 MRI 영상 기반의 인간 줄기세포의 모니터링 시스템의 개략도. 망간나노입자는 이식 후 모든 계통에서 분화 된 인간 줄기세포를 표적으로 하고 모니터링 할 수 있다.[한국생명공학연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 줄기세포 치료효과를 비침습적 방식으로 검증할 수 있는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 임은경 박사와 연세대 공동연구팀이 자기공명영상(MRI) 기반 줄기세포 생체 모니터링 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번 연구성과는 바이오 센서 분야 국제학술지 ‘바이오 센서 & 바이오 일렉트로닉스’ 1월 26일자 온라인 판에 게재됐다.

줄기세포는 다양한 세포로 분화 및 자가재생산이 가능하므로 이를 활용해 손상된 조직이나 장기를 재생해 치료하는 줄기세포 치료제에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

줄기세포 중 유도만능줄기세포는 신체 모든 기관으로 분화가 가능한 세포로, 인간 성체의 체세포를 역분화시켜 만들 수 있다. 유도만능줄기세포는 배아줄기세포와 유사한 능력을 가지고 있으면서도, 배아세포를 파괴하면서 제작되는 배아줄기세포의 윤리적 문제와 환자 체세포를 역분화하여 유도 제작해 면역 거부 반응 문제를 해결할 수 있는 세포로 각광 받고 있다.

하지만 유도된 줄기세포의 1~2 %만이 표적 조직에 도달되고 나머지는 손실되기 때문에, 줄기세포 분화 치료 효과에 대한 검증이 필요한 상황이었다.

연구팀은 먼저 특수 망간나노 입자를 개발하고, 줄기세포의 표적 모니터링이 가능한 ‘인테그린 β1 항체(MnOHo-Ab)’를 제조했다. 이후 자기공명영상장치를 이용해 전임상에서 이식된 인간 줄기세포의 최소 침습적 모니터링 방법을 개발했다.

연구팀은 정맥에 주사 된 ‘인테그린 β1-망간나노 입자(MnOHo-Ab)’는 마우스 고환으로 전달돼 다양한 계통으로 분화 된 인간 유도 만능 줄기세포에 대한 모니터링이 가능함을 확인했다.

생체 내 인간 줄기세포 이식을 모니터링하기 위한 망간나노입자의 이미징 시간 최적화..[한국생명공학연구원 제공]

이번에 개발된 생체 모니터링 기술은 주입된 인간 줄기세포가 치료되는 긴 시간 동안 표적 부위로 이동 및 이식이 잘 되었는지 보여준다.

임은경 박사는 “이번 연구는 체내에 주입한 줄기세포가 목적 세포로 잘 전달되었는지, 추후 줄기세포 치료 진행 여부의 확인이 가능한 영상 플랫폼을 개발한 것”이라며 “향후 바이오 의약 분야의 줄기세포 치료 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

nbgkoo@heraldcorp.com