[연구] 인제대 백병원 연구팀, 조직세포 재생물질 개발 / 세계 3대 저널'사이언스' 게재

[연구]

인제대학교 백병원 연구팀, 조직세포 재생물질 개발
-세계 3대 저널 '사이언스지' 게재
-효소(15-PGDH) 억제를 통한 장기 조직세포 재생 속도 증가 입증
-효소 억제 신재생물질 개발, 골수·간·대장조직 재생능력 2배 이상 증가
-효소 억제 신재생물질로 골수 재생은 6일 이상 빨리, 대장 · 간 재생은 24시간 이상 앞당겨
-장기 조직재생 치료제 개발 현실화, 재생의학 초석 마련

 

인제대학교 백병원 연구팀이 손상된 장기의 조직을 신속하게 재생시켜 빠르게 장기회복을 돕는 신재생물질을 개발하는 쾌거를 이뤘다.

 

이번 연구는 인제대학교 해운대백병원 소화기내과 양성연 교수와 부산백병원 외과 배기범 교수가 미국 오하이오주 클리블랜드의 케이스웨스턴리저브대학교(Case Western Reserve University) 샌포드 마르쿼위츠(Sanford Markowitz) 교수팀과의 공동연구를 통해 밝혀냈다.

 

우리 몸은 독성물질이나 감염, 외상, 수술 등으로 장기가 손상될 경우 생체에서는 신속하게 장기손상에 대한 회복물질인 프로스타글란딘E2(이하 PGE2)란 생체 활성 물질이 분비돼 장기 회복을 돕는다.

 

연구팀은 회복물질(PGE2)을 증가시키기 위해 PGE2를 대사하는 효소인 15-PGDH(15-prostaglandin dehydrogenase)를 찾아내 억제한 결과 골수와 대장, 폐, 간, 조직에서 PGE2의 농도가 2~3배 이상 증가되는 것을 발견, 조직재생이 빨라지고 장기회복이 신속히 이루어진다는 것을 동물실험을 통해 밝혀냈다.

 

실험결과 선천적으로 15-PGDH효소가 없는 생쥐(실험군)가 일반 정상 생쥐(대조군)에 비해 골수이식을 받을 경우 이식된 골수세포들이 골수내부에서 신속한 복원과 새로운 혈구생성이 6일 이상 앞당겨져 빠른 회복과 높은 생존율을 나타냈다.

 

또 대장염을 일으키는 물질인 DSS(dextran sulfate sodium)를 15-PGDH효소가 없는 실험군에 투여한 경우 대장 세포의 염증 발생은 대조군에 비해 50% 이상 적게 나타난 반면, 재생되는 대장 세포가 대조군보다 2~3배 이상 증가됐다.

 

이러한 결과는 15-PGDH효소를 억제하면 재생활성물질(PGE2)이 증가되고 지속되어 대장 손상을 일으키는 물질로부터 대장을 보호해줄 뿐만 아니라, 손상된 대장세포가 신속한 재생이 일어날 수 있도록 도와주는 작용이 있음을 밝혀냈다.

 

또한, 외상이나 수술적 손상에 해당하는 경우로 생쥐의 부분 간 절제술을 시행한 실험에서 15-PGDH효소가 없는 실험군이 대조군에 비해 간 재생 능력이 2-3배 이상 증가 되어 나타났고 재생속도도 24시간 이상 빨라졌다.

 

사진설명: 부분 간 절제술 후에 신재생물질을 투여하기 전(왼쪽)에 비해 투여한 후가 재생 단계에 들어가 있는 간 세포들(갈색점들)이 2-3배 이상 많은 것을 관찰할 수 있다 

 

연구팀은 이런 새로운 발견을 바탕으로 15-PGDH 효소를 강력히 억제할 수 있는 물질을 찾고자 노력한 결과 15-PGDH효소를 제어할 수 있는 물질 개발에도 성공했다.

 

15-PGDH효소를 강력히 억제할 수 있는 물질을 찾기 위해 22만개의 후보 화학물질(chemical compound) 중 효소의 활성을 가장 강력히 억제하는 물질을 실험실 세포실험(cell based assay)을 통해 SW033291이란 신재생물질을 개발했다.

 

15-PGDH효소 억제제인 SW033291을 정상 생쥐에 투여한 실험군과 약물을 투여하지 않은 정상 생쥐를 대조군으로 하여 위와 같은 실험을 시행한 결과 골수 재생, 대장세포재생, 간 재생이 모두 15-PGDH효소가 선천적으로 결핍된 마우스 실험에서와 마찬가지로 동일한 재생 효과를 나타냄을 확인했다.

 

부산백병원 외과 배기범 교수는 “세포가 신속하게 재생이 되면 감염으로 인한 인체 손상, 외상, 수술적 손상으로부터 빠른 회복을 시켜줌으로써 회복기간이 길어짐으로 인해 발생할 수 있는 각종 합병증과 치사율을 줄일 수 있을 것이다”며 “환자의 건강이 빨리 회복되면 의료비 절약은 물론 국민건강증진에도 도움을 줄 것이다”고 밝혔다.

 

특히 해운대백병원 소화기내과 양성연 교수는 “인체에 적용할 수 있도록 신약이 개발될 경우 간 절제를 비롯한 각종 장기절제 및 골수질환, 염증성 장 질환, 피부 및 부속기 등 여러 장기의 조직재생을 촉진시키는 치료제로 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “현재 주목받고 있는 재생의학의 발전에 하나의 큰 초석이 될 수 있을 것이다”고 밝혔다.

 

이번 연구결과는 세계 3대 저널 중 하나인 사이언스지(Science) 348호에 6월12일자에 게재됐다.

 

글: 홍보팀 송낙중 (학교법인 인제학원 경영기획국, 인제대학교 백병원)