국내 연구팀이 줄기세포의 이식 생착률을 높일 단서를 찾아냈다. 이식할 때 산소공급이 원활하지 않아 생길 수 있는 산화에 따른 스트레스 등에 저항하는 데 관여하는 단백질을 규명한 것이다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 15일 한호재 서울대 교수 연구팀이 세포 허혈 적응 반응을 유도하는 한편 혈소판에서 분비되는 세포재생 유도 물질과 유사한 지질 대사체(cP1P)에 의해 조절되는 미세소관 운송 단백질의 역할을 밝혀냈다고 발표했다. ‘허혈 적응’이란 혈액공급이 원활하지 않은 허혈 환경에 노출된 줄기세포가 산화에 따른 스트레스로 세포 기능 저하를 예방하기 위해 세포 대사와 생리 기능을 조절하는 것을 말한다.

심근병증, 뇌졸중, 만성 신장병, 만성 퇴행성 관절염 등과 같은 질환에서 줄기세포 이식이 활용되고 있다. 문제는 이식할 때 세포 내에서 발생할 수 있는 허혈성 손상은 이식 생착률을 저해하는 주된 요인이었다.

허혈유도인자(HIF1α)가 유전정보가 들어있는 핵 안으로 이동해 당 대사 조절이나 활성 산소종 축적 억제에 관여하는 유전자들을 깨우면서 손상에 저항한다. 어떻게 허혈유도인자가 세포핵 안으로 이동하는지는 알려지지 않았다.

연구팀은 세포 내 물질 수송을 담당하는 생체트럭의 주요한 부품인 미세소관 운송 단백질(BICD1)이 산소공급 등이 원활하지 않은 환경에서 허혈유도인자가 핵으로 이동하도록 돕는 것을 알아냈다. 이러한 미세소관 운송 단백질의 활성을 연구팀이 개발한 지질 대사체(cP1P)로 조절할 수 있음을 규명했다.

실제 허혈을 유도한 생쥐모델에서 생체트럭 부품을 결손 시킨 줄기세포를 이식했을 때 치료 효과가 줄어드는 것을 확인했다. 반대로 지질 대사체(cP1P)를 함께 투여했을 때 줄기세포 이식 생착률이 크게 높아졌다.

한호재 교수는 “이번에 규명된 BICD1의 생리학적 역할은 줄기세포의 허혈 적응을 향상하기 위한 치료제 개발에 응용될 수 있을 것”이라며 “세포 대사 조절 효과가 확인된 cP1P는 새로운 줄기세포 치료 효능향상 물질로 활용될 수 있다”고 설명했다.

한편 연구성과는 네이처(Nature) 자매지 ‘셀 데스 & 디지즈‘(Cell Death & Disease)에 8월 5일자(논문명: O-cyclic phytosphingosine-1-phosphate stimulates HIF1α-dependent glycolytic reprogramming to enhance the therapeutic potential of mesenchymal stem cells)에 실렸다.