줄기세포 연구의 세계적인 명성을 자랑하는 국내 대표 줄기세포 연구소인 CHA 의과학대학교 차병원 여성의학연구소 이동률 교수팀은 세계 최초로 ‘인간 정원줄기세포의 장기간 증식/배양하는 기법’을 개발, 미국 조지아주 아틀란타에서 10월 17일부터 21일까지 개최된 ‘제65회 미국생식의학회 2009’에서 최우수 논문상을 수상했다.
지난 2003년 생쥐에서 정원줄기세포의 분리 및 증식 배양 방법을 개발해 미국 생식의학회로부터 최우수논문상을 수상한데 이어 세계 최초로 인간의 정원줄기세포를 분리, 6개월 이상 증식,배양하는데 성공한 쾌거를 이룩함에 따라 향후 줄기세포로 불임치료에 새로운 장이 열릴 것으로 기대된다.
-2003년 생쥐 정원줄기세포의 증식?배양법 개발 성공(59차 미국생식의학회 최우수논문상 수상)에 이어 2009년 세계 최초 인간 정원줄기세포에서 성공
정원줄기세포는 고환 내에 존재하며 줄기세포로서 일생 동안 증식하면서 그 수를 유지하고, 그 중 일부가 남성생식세포로 분화하여 정자를 만든다. 이러한 정원 줄기세포는 굉장히 복잡한 유전자 발현 조절과 호르몬의 조절에 의해 정자를 형성하는데, 만약 조절에 이상이 있는 경우 남성불임과 무정자증이 유발된다. 따라서 남성불임의 원인 발굴과 치료를 위해서는 정원줄기세포의 특징과 증식 및 분화기전에 대한 연구가 필수적이다.
그러나 정원줄기세포 연구모델인 체외배양법이 인간에서는 아직 확립되지 않아 어려움이 있었고 정원줄기세포의 체외배양은 아주 단기간만 가능한 것으로 보고되고 있었다. 정원줄기세포를 장기간 배양하는 것은 정원줄기세포의 수를 많이 확보할 수 있기 때문에 임상적용에 있어서는 매우 중요하다. 2003년 일본 교토대학교의 연구진들은 성장인자와 공배양을 통해 세계최초로 생쥐 정원줄기세포의 장기간 배양에 성공한 바 있었으나 인간 정원줄기세포 장기간 배양에 대한 보고는 없었다.
차병원 이동률 교수팀의 정원줄기세포 연구는 이미 2003년에 실험동물인 생쥐에서 정원줄기세포의 분리 및 증식 배양방법을 개발, 미국생식의학회 (American Society of Reproductive Medicine, ASRM)에서 최우수 논문상을 수상한 바 있다. 또한 2006년에 인간의 정원줄기세포-유사체의 분리 및 단기간 배양에 성공하여 논문을 최초로 보고한 바가 있으나, 생식세포가 생성가능한 변형되지 않은 정원줄기세포의 장기간 증식/배양에 대한 보고는 없었기 때문에 더욱 큰 의의를 가진다.
-차병원 세계최초로 고환조직 내에서 정원줄기세포 분리, 장기간 증식배양 성공 , 불임치료에 희망
차병원 이동률 교수팀은 이번에 정상적인 정자형성과정을 가지고 있는 18명의 폐쇄성(obstructive) 무정자증환자와 19명의 정자형성과정에 문제가 있는 비폐쇄성(non-obstructive) 무정자증환자로부터 정원줄기세포를 분리하고, 이를 다양한 배양기법과 성장인자를 이용하여 6개월 이상 장기간 증식/배양하는 기법을 개발하는데 성공했다. 이로서 세계 최초로 인간의 정원줄기세포를 장기간 체외배양하는데 성공했으며, 장기간 배양법 개발로 인해 정원줄기세포의 수를 많이 확보할 수 있어 임상에 적용할 수 있게 됨에 따라 불임환자에게 희망이 될 것으로 기대된다.
-정부의 저출산 지원 정책에 부합, 심각한 저출산문제 해결에 탄력 줄 것으로 기대
특히 정부는 지난 15일 저출산 대책의 일환으로 기존 시험관 시술비에 이어 인공수정 시술비도 신규 지원 대상에 포함하기로 하고 전국 가구 평균 소득 150% 이하의 난임가구에 혜택을 주기로 결정한 바 있다. 심각한 저출산 문제 해소를 위한 적극적인 대책을 마련한 것으로 이번 차병원 이동률 교수팀의 연구로 불임환자에 희망을 줄 뿐 아니라 정부의 저출산 지원정책이 더욱 탄력을 받을 것으로 기대된다.
-인위적인 유전자 조작없이 장기증식/배양, 임상적용 가능해 불임치료 뿐 아니라 만능줄기세포로 난치병 세포치료제 개발도 가능해
차병원 이동률 교수팀이 세계 최초로 개발한 인간 정원줄기세포의 장기간 증식?배양하는 기법은 다수의 인간정원줄기세포의 확보가 가능해 연구와 임상적용이 용이해졌다는 점에서 큰 의의를 가진다. 정자형성과정에 장애가 있는 42.1%(8명/19명)의 비폐쇄성 무정자증환자의 고환조직 내에서 정원줄기세포의 분리?증식?배양이 가능하다는 점과 이 정원줄기세포가 반수체 생식세포인 정세포로 체외분화가 가능하다는 점을 밝혀냈다. 따라서 특정인자 주입과 같은 인위적인 유전자 조작 없이 성장인자와 배양법에 의해 장기간 증식배양이 가능하므로 임상적용에 용이해 진 것이다.
뿐만 아니라 정원줄기세포 중에는 유전 조작 없이도 다능성(pluripotent)을 가지고 있는 전분화능 정원줄기세포를 일부 (약20%) 가지고 있다. 이들은 배아줄기세포와 같은 만능줄기세포의 특성을 가져 윤리문제 없는 만능세포의 대안으로 부각되고 있으며, 특정세포로 분화가 가능해 향후 새로운 세포치료제로의 개발이 가능하다.
- 국제 유수의 생식학회로부터 총 7회 최우수논문상 수상, 명실상부 세계적인 줄기세포 연구기관으로 자리매김
한편 차병원은 1989년 제45차 미국불임학회 연차총회에서 ‘미성숙난자를 이용한 시험관아기 시술법 개발’로 최우수논문상 수상을 시작으로, 1998년 제54차 미국불임학회 및 제16차 세계 불임학회에서 “유리화 동결법을 통해 동결보존 되었던 난자의 수정과 체외배양을 통한 배반포 형성에 관한 연구”로 최우수 영상논문상 수상, 2000년 10월 제56차 미국불임학회에서 “난자동결법에 금속 그리드를 이용한 유리화 동결법의도입과 세계최초의 임신 및 분만성공” 최우수 영상논문상 수상, 2003년 10월 제59차 미국불임학회에서 ‘생쥐 고환 내 생식 줄기세포의 분리 및 증식, 체외 배양을 통한 정자세포 분화유도 성공’으로 최우수 논문상 수상, 2004년 10월 제 60차 미국불임학회에서 ‘DNA 칩을 이용한 여성의 원시난포 발달에 관여하는 유전자 발현에 관한 연구’로 최우수 논문상 수상, 2005년 10월 제61차 미국/캐나다 연합 불임학회에서 ‘슬러시 질소를 이용한 신개념의 난자동결보존법 개발’로 최우수 논문상을 수상한 바 있다.