김용균 가톨릭대 성빈센트병원 신장내과 교수, 연구 성과 발표
국내 연구팀이 난치성 유전 질환인 파브리 신장병 치료제 개발에 성공해 향후 관련 질환 치료에 새로운 전환점을 맞게 될 것으로 보인다.
가톨릭대학교 성빈센트병원 신장내과 김용균 교수 연구팀(가톨릭대학교 의과대학 세포사멸질환 연구센터, (주)알젠오가노 바이오테크놀로지)은 인간 유도 만능 줄기세포 기반 ‘미니 신장’ 오가노이드를 이용, 난치성 유전질환인 파브리 신장병을 모사(模寫, copy)해 발병 원인을 규명하고 치료제 개발에 성공했다고 11월 16일 밝혔다.
이번 연구는 차세대 신약 개발 및 재생 치료의 핵심 요소 중 하나로 꼽히는 ‘신장 오가노이드’를 연구에 이용했다는 점에서 매우 높은 평가를 받고 있다.
‘신장 오가노이드’는 줄기세포에서 분화돼 실제 인간의 신장을 구성하는 세포들로 이뤄져 있어 인간 신장과 구조 및 기능이 매우 유사한 3차원 세포 구조체로 ‘미니 신장’이라고 불린다.
연구팀이 치료제 개발에 성공한 ‘파브리 신장병’은 우리 몸에 갈락토시데이즈-알파(galactosidase alpha)라는 특정 효소가 부족해 생기는 희귀 유전 질환인 ‘파브리병’이 신장에 침범하는 것으로, 말기 신부전으로 진행해 투석치료 또는 신장이식이 필요한 중증 질환이다.
지금까지 파브리병의 치료는 α-Gal A 효소를 주입하는 ‘효소 대체 치료’가 주로 이뤄졌지만 이 치료법은 파브리 신장병의 진행을 막지 못해 효과적인 새로운 치료법 개발이 절실한 상황이었다.
특히, 파브리 신장병은 그동안 이를 모사할 적절한 실험 모델이 없어 치료법 개발에 난항을 겪고 있었다.
이에 연구팀은 인간 유도 만능줄기세포에서 CRSPR-Cas9 유전자 편집기술을 이용해 파브리병의 원인 유전자인 갈락토시데이즈-알파의 돌연변이를 유도하고, 이를 신장 오가노이드로 분화시켜 실제 인간의 파브리병과 같은 병리학적인 병변을 만드는데 성공했다.
또한 연구팀은 전사체 분석을 통해 글루타티온 대사이상이 파브리 신장병의 발병 원인이라는 사실을 규명하고 글루타티온 치료를 통해 파브리 신장병이 호전되는 것을 최초로 확인했다.
김 교수는 “이번 연구는 난치성 유전병인 파브리병의 치료제를 개발하는 과정에서 신장 오가노이드를 이용해 난치성 신장 질환 치료제 개발이 가능하다는 것을 실제로 증명했다”며 “연구팀이 제시한 전략이 각종 난치성 신장 질환 치료에 적용될 수 있다”고 연구 의미를 설명했다.
한편, 이번 연구 성과는 ‘Experimental&Molecular Medicine’ 최신호에 게재됐다.
