세계 최초의 퇴행성관절염 치료제인 ‘조인트스템’ 연구 결과가 권위 있는 국제학술지에 게재됐다. 

네이처셀은 바이오스타 줄기세포기술연구원이 충북대학교 김윤배 교수팀과의 공동연구를 통해 환자의 지방 조직에서 채취한 중간엽 줄기세포(조인트스템)를 배양해 주사 주입하는 연구결과가 ‘World Journal of Stem Cells’ 12월호에 소개됐다고 4일 발표했다.

만성적 연령 관련 질환인 골관절염(OA)은 관절 연골의 점진적 파괴가 특징적인 행동 장애를 일으키는 대표적인 질환이다.

새로운 퇴행성관절염 치료 전략으로서 중간엽 줄기세포는 연골을 재생시킬 수 있다. 중간엽 줄기세포는 직접적으로 연골세포로 분화하거나 연골세포 분화를 촉진하는 다양한 인자를 방출한다. 이처럼 연골 재생에 관여하는 인자 중 트롬보스폰딘-2(TSP2)이 잘 알려져 있다.

바이오스타줄기세포 기술연구원 라정찬 박사팀과 충북대학교 김윤배 교수팀은 조인트스템의 기전연구를 통해 TSP-2가 인간지방유래 중간엽줄기세포(조인트스템)의 연골분화를 유도하는 것을 확인하고 인간지방유래 줄기세포가 토끼에서 퇴행성관절염 치료 효과가 있다는 연구 결과를 ‘World Journal of Stem Cells’(5-year impact factor: 3.53)에 올해 12월호에 발표했다.

연구팀은 지방줄기세포 배양 과정 중에 TSP2처리한 결과, TSP-2 처치는 지방줄기세포의 연골생성 마커 (SOX9 및 콜라겐 II)와 연골분화 신호 전달 유전자 (JAGGED1 및 NOTCH3)의 발현을 증가시켜 TSP-2가 지방줄기세포의 연골생성을 촉진시킨다는 것을 확인했다.

전방십자인대를 수술적으로 절단하고 운동을 병행시켜 퇴행성관절염을 유발한 뉴질랜드 흰토끼의 관절강내에 지방줄기세포(1.7 × 106 또는 1.7 × 107 세포) 단독, TSP-2(100ng/knee, 2일 간격) 단독, 인간줄기세포(1.7 × 106)와 TSP-2(100ng/knee, 2일 간격)를 병행 투여한 후 관절의 변화(전체적인 모양, 방사선적 변화, 조직화학적 변화)를 8주 동안 관찰했다.

그 결과, 퇴행성관절염 유발 토끼의 연골 손상, 골육종 형성 및 세포 외 기질 손실이 인간유래 지방줄기세포 또는 TSP2 단독으로 처리한 동물에서 대조군에 비해 감소함을 확인하였다. 지방줄기세포와 TSP-2를 병용 투여함으로써 이러한 감소 효과가 단독 처리군 보다 더 증가함을 확인했다.

또한 병용 투여로 인해 관절강액 내의 염증성 사이토카인과 또 다른 염증 유발인자인 암세포괴사인자-α(tumor-necrosis factor- α)가 현저히 감소되어 지방줄기세포와 TSP-2 병용투여가 관절강내 염증 반응을 감소시킨다는 것을 밝혔다.

이 연구는 TSP-2가 관련 유전자인 JAGGED1/NOTCH3 신호를 통해 지방줄기세포의 연골분화를 촉진할 뿐 아니라 인간지방유래 줄기세포와 TSP-2가 상승작용을 통해 퇴행성 관절염 모델의 관절강내 연골재생을 촉진한다는 사실을 규명했다는 설명이다.

조인트스템 개발책임자인 라정찬 박사는 “이번 연구를 통해 조인트스템의 품목허가를 위해 준비해야 하는 작용기전과 연계된 역가 설정과 관련한 좋은 결과를 얻어서 기쁘다. 최선을 다해 공동 연구를 수행해 준 김윤배 교수팀에 감사하다.” 고 의견을 피력했다.

세계 최초의 퇴행성관절염 자가줄기세포 치료제인 ‘조인트스템’은 현재 국내 3상 임상시험이 순조롭게 진행되고 있다.