김계성·이만렬 교수 연구팀 개발

백혈병이나 악성 림프종, 다발성 골수종 등 혈액암 환자나 재생 불량성 빈혈, 선천성 면역결핍증 환자 등에게는 건강한 다른 사람의 골수에서 조혈줄기세포를 채취해 이식하는 ‘골수이식’이 유일한 치료 방법이다.

골수는 다른 줄기세포처럼 실험실에서 배양되지 않기 때문에 필요할 때마다 채취해서 사용할 수밖에 없다. 현재 쓰이고 있는 채취방법으로는 골수가 몸 밖으로 나오면서 손상되는 경우가 많기 때문에 한 번에 많이 뽑아야 한다는 단점이 있다.

국내 연구진이 조혈줄기세포의 손상을 최소화하는 채취 방법을 개발, 골수이식 성공률이 높아질 것으로 예상된다. 한양대 의생명과학과 김계성 교수와 순천향대 이만렬 교수는 줄기세포 분야의 세계적 석학인 미국 인디애나의대 할 브록스마이어 석좌교수와 함께 낮은 산소압 상태에서 손상을 최소화하면서 조혈줄기세포를 뽑는 방법을 개발하는 데 성공했다. 이번 연구성과는 생명공학 분야 최고 권위지 ‘셀’ 11일자 온라인에 실렸다.

공기 중 산소농도는 21% 정도인데 반해 우리 몸속 각종 장기의 산소농도는 평균 1% 정도로 낮다. 그래서 기존의 방법으로 골수를 채취할 경우, 골수가 몸 밖으로 나오는 순간 갑자기 높은 산소농도에 노출되면서 활성산소가 발생해 파괴된다. 대기 중 산소농도에서 채취된 조혈줄기세포는 급속하게 손상을 받아 줄기세포로서 성질을 잃게 된다는 것이다. 조혈줄기세포 수가 줄고 기능도 떨어지기 때문에 골수 이식 후에 몸속에서 제대로 정착되지 못하면서 치료효과가 떨어진다.

연구팀은 생쥐를 공기 중 산소농도보다 낮은 저압산소탱크(챔버)에 넣고 조혈줄기세포를 추출한 결과, 기존의 방식보다 줄기세포 회수율이 10배 이상 늘어난 것을 발견했다. 뿐만 아니라 활성 세포물질 발생을 억제하는 ‘사이클로스포린 에이’라는 물질을 이용해도 조혈줄기세포가 파괴되지 않는다는 것을 확인했다.

이번에 개발된 기술을 이용할 경우 줄기세포 회수율이 높아지는 만큼 이전에 한 명에게 사용하는 골수량을 줄이고도 똑같은 효과를 기대할 수 있다.

또 기존에 한 명에게 사용하던 골수량으로 여러 명에게 사용할 수 있기 때문에 이식이 가능한 골수가 부족한 의료 환경 개선에도 도움이 될 것으로 보인다.

김 교수는 “이번에 개발한 기술은 이식 가능한 골수가 부족한 상황을 획기적으로 개선시키는 것은 물론 환자들의 불편함도 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr