신현진·조쌍구 건국대 교수팀, 줄기세포 유래 소재 개발
피부 노화 억제·항산화·멜라닌 생성 억제·주름 개선 효과
눈꺼풀(안검하수·쌍꺼풀) 수술 후 버려지는 눈꺼풀 근육(Orbicularis oculi muscle·눈둘레근)에서 줄기세포 유래 엑소좀 바이오 소재가 개발됐다.
신현진 건국의대 교수(건국대병원 안과)와 조쌍구 건국대 교수(줄기세포재생공학) 연구팀은 삼차원 동적줄기세포배양기술을 활용해 고농도의 엑소좀이 포함된 눈둘레근 줄기세포 배양액을 얻을 수 있는 것을 확인했다. 엑소좀을 활용한 치료제 개발에 가장 큰 장벽으로 알려진 대량 생산에 대한 문제도 해결했다. 이번 연구결과 가운데 일부 내용은 의약·화학 분야 저명 저널인 <Antioxidants>에 소개됐다.
엑소좀은 세포에서 분비되는 나노 사이즈의 세포외소포체(Extracellular Vesicle·EV)로 유래된 세포의 특징적인 활성을 포함하는 고활성 바이오 소재로 주목받고 있다.
신현진 교수는 "눈꺼풀 처짐이나 안검내반 등에서 불편함을 해소하기 위해 눈꺼풀 수술을 하는데, 이 과정에서 많은 양의 눈둘레근 조직이 버려진다"며 "이로부터 줄기세포를 분리하고 구축해 눈둘레근 줄기세포 유래 엑소좀의 피부세포에 대한 다양한 활성을 확인했다"고 말했다.
특히 성체줄기세포는 손상된 신체의 기능을 회복하는 재생을 담당하는 줄기세포로 많은 연구가 이뤄지고 있다. 지난 2011년 첫 줄기세포치료제인 하티셀그램 엠아이엠아이가 식품의약품안전처 품목허가를 받은 이후 다수의 줄기세포 치료제가 나오고 있다.
하지만 고령화에 따라 줄기세포 재생 소재의 수요는 증가하는 반면, 기존 성체줄기세포(탯줄·지방·골수)의 공여는 감소하고 있어 조직 확보에 어려움이 있었다.
신현진 교수는 "이번 연구는 버려지는 많은 눈둘레근 조직으로부터, 치료제 개발을 위한 새로운 줄기세포의 공급원을 확인한 것"이라며 의미를 되새겼다.
눈둘레근은 상처나 손상된 조직의 피부이식이나 국소 피부판(flap)에 사용할 수 있다. 특히 눈꺼풀 재건 수술에 있어 조직 이식·복구에 중요한 역할을 하는 것으로 보고됐다.
또 눈둘레근 조직으로부터 확보한 눈둘레근 줄기세포는 근육·지방·연골 조직 등으로 분화하는 중간엽줄기세포의 특성을 나타내는 세포로, 이로부터 분리한 엑소좀을 이용하면 피부세포의 노화 억제, 항산화, 멜라닌 생성 억제, 주름 개선 및 피부 재생 효과가 있는 것으로 알려졌다.
신현진·조쌍구 교수팀은 삼차원 동적줄기세포배양기술을 활용해 고농도의 엑소좀이 포함된 눈둘레근 줄기세포 배양액을 얻을 수 있는 것을 확인하고, 엑소좀을 활용한 치료제 개발에 가장 큰 장벽으로 알려진 대량 생산 문제도 해결했다.
신현진 교수는 "당뇨발·욕창·피부괴사 등 난치성 질환들은 혈관의 미세순환이 되지 않고 모세혈관막의 투과성 변화가 일어나면서 세포대사 장애와 세포괴사로 염증반응이 발생해 피부 근육 결손이 생기는 질환"이라며 "눈둘레근 줄기세포 유래 엑소좀을 활용해 혈관 신생, 항염 등에 도움을 주는 새로운 치료제로 사용할 수 있을 것"이라고 설명했다.
조쌍구 교수(KU융합과학기술원장·스템엑소원 대표)도 "그동안 폐기되던 조직을 재활용한다는 점에서 신규성, 생산성, 응용 가능성이 매우 높은 기술로 이 기술에 대해 국내 특허 및 PCT(특허협력조약)을 출원 중"이라며 "이를 바탕으로 스템엑소원에서 사업화 시스템을 구현할 것"이라고 덧붙였다.
