연세대 의대 생리학교실 김동욱 교수팀에 의해 개발된 인간 전분화능 줄기세포(배아줄기세포 및 역분화 줄기세포)의 신경세포로의 분화(생산)방법이 국제줄기세포포럼에서 표준화 프로토콜로 채택되며 세계적으로 그 가치를 인정받게 됐다.

21세기 프론티어연구개발사업 세포응용연구사업단의 지원을 받는 김동욱 교수팀은 ‘효율적이고 보편적인 전분화능 줄기세포의 신경세포 분화 유도방법’이 9월14~17일 영국에서 개최된 국제줄기세포포럼 산하 ‘국제줄기세포 이니셔티브’에서 신경계통(외배엽)분야 줄기세포 분화의 대표 공식 프로토콜로 채택됐다고 밝혔다.

이에 이 프로토콜은 앞으로 전 세계의 전분화능 줄기세포주들을 대상으로 신경세포로 분화시켜 비교 분석하는데 사용하게 될 전망이다.

전분화능 배아줄기세포를 난치병치료에 이용하기 위해서는 성체줄기세포와 달리 특정 체세포로 분화시키는 기술이 필수적이다. 전분화능 줄기세포는 모든 체세포로 분화할 능력이 있기 때문에 적절히 분화시키지 않은 상태로 이식할 경우 기형종(teratoma)이라고 하는 암 조직이 발생할 우려가 있다.

따라서 신경세포, 간세포 등 원하는 체세포로 분화시키는 기술을 개발하는 것은 전분화능 줄기세포를 난치병 치료에 적용하기 위해 가장 중요한 과정으로 여겨지고 있다.

이 분야에서 세계적인 선두그룹을 유지해 온 김동욱 교수팀은 신경세포의 분화에 관련된 세포신호기전을 연구, 저분자 물질을 사용해 모든 전분화능 줄기세포를 효율적으로 신경세포로 유도할 수 있는 분화법을 개발했다.

외배엽성 신경계로의 분화는 억제하고 대신 내배엽(소화·호흡기관계 세포)과 중배엽(근골격계 세포)으로의 분화를 촉진시키는 BMP신호와 Activin/Nodal 신호를 동시에 차단함으로써 모든 세포주에서 내배엽과 중배엽으로의 분화를 현저히 억제하고 신경세포(외배엽)로의 분화를 매우 효과적으로 유도할 수 있도록 한 것.

김 교수팀은 “이 같은 분화방법을 이용해 배아줄기세포로부터 도파민신경세포를 짧은 시간에 대량으로 만들고 이를 이용 파킨슨 질환용 세포치료제를 세계최초로 개발할 것”이라 비전을 밝혔다.

이 분화방법은 그동안 미국과학원회보(PNAS), 네이처 프로토콜, 스템셀 리뷰&리포트, 스템셀 등에 보고됐으며 국내외 특허도 출원했다.