유전자 가위 기술을 이용한 줄기세포 치료 효능 개선

줄기세포가 다시 주목받고 있다. 지난해 일본 교토대학교 Yamanaka 교수가 세계 최초로 유도만능줄기세포(iPS)를 만들어 노벨의학상을 수상하는 쾌거를 올렸다. 우리나라 학계가 현실적 한계와 각종 규제로 마음껏 뜻을 펼치지 못하는 사이, 세계는 줄기세포 시장 선점 기술을 속속 내놓고 있다. 뒤돌아보면 처음 줄기세포 연구가 등장했을 때 온 국민의 기대를 받았지만 스캔들로 인해 관심은 급속도로 사그라졌다. 낮은 관심속에서도 줄기세포 연구를 다시금 정상의 자리로 올리려는 국내 연구자가 있어 소개한다. ‘줄기세포 대중화’가 인생의 목표라는 가톨릭관동대학교 의학과 김성환 교수를 만났다.

최선영 기자 csy@

줄기세포 치료는 신기루가 아니다. 우리나라의 줄기세포 연구가 부정적 여론으로 주목받지 못할 때 일본은 노벨의학상을 받으며 쭉쭉 앞으로 나가며 연구를 선도하고 있다. 줄기세포 연구가 단시간에 꿈같은 성과를 올릴 수 없다 해도 절대 포기해선 안 된다. 일본처럼 열린 자세로 줄기세포 연구를 적극적으로 지원해야 한다. 가톨릭관동대학교 의학과 김성환 교수가 연구하고 있는 ‘고효율 유전자 가위기술 개발 및 이를 이용한 효력 강화 줄기세포 개발’은 안전한 줄기세포 치료에 효과를 개선하는 결과를 얻을 것으로 전망된다.

▲ 김성환 교수

줄기세포 연구, 안전성과 강력한 치료 효과 두 마리 토끼를 잡다
미미한 치료 효과와 대중화에 실패해 1세대 줄기세포는 뒤안길로 사라졌다. 치료제 개발이 더디면서 실제로 임상에서 안전하게 쓰일 줄기세포 개발은 멀게만 느껴졌다. 노벨의학상을 받은 유도만능줄기세포도 학계에서는 안전성을 담보할 수 없다고 분석한다. 유전 조작이 많아 실제 임상에 쓰이기까지 시간이 더 필요하다는 것. 기존의 줄기세포 연구 방법은 무작위로 유전자를 조작해 안전성을 입증하기 어렵다는 단점이 있다. 가톨릭관동대학교 의학과 김성환 교수는 최근에 나온 유전자 가위 기술로 줄기세포를 조정하면 안전하면서 기능을 강화할 수 있다고 밝혔다. 유전자 가위 기술은 세포의 게놈상에 있는 특정 유전정보를 정확하게 더하거나 제거할 수 있는 혁신적인 기술이다. 김 교수는 유전자 가위기술을 줄기세포 연구 분야에 응용하여 임상에 쓰일 수 있는 안전하고 강력한 치료 효능을 가진 줄기세포를 개발하기 위해 구슬땀을 흘리고 있다. 특정 유전형질을 강화하거나 직접 교차 분화 유도 기술 개발 등 다양한 시도를 하고 있다.
“현대의학으로 치료가 불가능한 많은 질병들을 고치기 위한 유일한 대안으로 줄기세포에 관심을 가지게 되었습니다. 세포핵 내에 다른 유전자를 방해하지 않는 안전한 유전자 사이트가 있습니다. 이 유전자 사이트 안에 유용한 유전자를 삽입해 특정 유전자의 발현을 증폭시키거나 불필요한 유전자의 발현을 제거하는 연구를 수행하고 있습니다. 질병과 관련된 유전자의 발현을 제어하면 확실한 예방 및 치료 효과가 나타날 것입니다.”
줄기세포 임상연구로 혈관·간·뇌세포 재생, 항염, 이식거부반응 제거 등의 개선 반응을 내는 것이 연구의 최종 목표다. 또한 원하는 특정 조직의 세포로 직접 직접 분화시키는 것도 그가 연구하는 분야다.  김 교수는 그간 심혈관 재생에 관련된 줄기세포를 찾아 발굴하는 연구와 이들 줄기세포와 관련된 하지허혈, 버거씨병, 심장병, 간경화 등의 연구도 꾸준히 수행하며 국제 학술지에 논문으로 발표해왔다.

사람의 건강을 향한 줄기세포 연구
김성환 교수가 세운 인생의 목표는 줄기세포를 대중화하는 것이다. 누구나 병을 치료하는 목적으로 줄기세포를 손쉽게 구할 수 있는 세상은 올 것인가. 이미 줄기세포 기술은 곳곳에서 상용화 되고 있다. 유전자 가위 기술로 원하는 유용 유전자의 발현을 제거할 수 있어 농업에 도입돼 놀라운 성과가 도출되고 있다. 품종 개발의 다변화, 새로운 유용형질 발굴 및 기존 불량형질 제거, GMO 대체 등 획기적인 기술로 자리 잡았다. 사람에게 유전자 가위 기술을 적용해 불치병 원인인 유전자를 사전에 제거하는 제품도 탄생했다. 미국 MIT와 하버드대 연구팀은 유전자 가위로 종양 DNA, 바이러스를 감지하는 시스템 ‘셜록’ 진단 도구를 만들었다. 병원에 가서 비싼 장비를 사용하지 않아도 손쉽게 질병을 예방할 날이 머지않았다.
“줄기세포의 안전성은 수없이 입증됐습니다. 머리가 아프면 약국에 가서 진통제를 사 먹는 것처럼 가까운 미래에는 줄기세포 치료가 의료보험 혜택을 받게 될 것입니다. 줄기세포 영양 주사를 맞아 체력을 보충할 수 있겠죠. 인류의 행복에 도움이 되는 혁신적인 줄기세포 치료 영역을 구축하는 것이 저의 꿈입니다.”
그는 지속해서 줄기세포를 연구하기 위해 바이오벤처기업 창업을 추진하고 있다. 한약처럼 대중화된 항노화 줄기세포 연구와 노인성 질환인 퇴행성 관절염·치매·탈모 등 치료 효과를 가진 줄기세포 또는 단백질체를 발굴 또는 제작하기 위해 연구한 결과물이 사업 아이디어로 차용된다. 바이오벤처기업의 목표도 모든 사람들이 줄기세포를 저렴하게 경험하는 것이다. 그는 바이오벤처기업이 성공적으로 안착하면 장기적인 연구 기반을 마련할 수 있을 것이라 기대했다. 김 교수의 벤처 창업은 사람의 건강과 행복에 도움이 되는 연구를 이어가고 싶은 그의 연구철학에서 비롯됐다.
신기술은 과학 발전의 부산물이다. 줄기세포 기술 시장의 문이 활짝 열렸다. 더는 지체할 시간은 없다. 신속하고 과감한 정부와 지방자치단체, 기업의 지원이 줄기세포가 온 국민의 건강을 책임지는 날을 더 가깝게 만들 것이다. 김성환 교수처럼 열심히 미래를 대비하는 학자들의 외침에 귀를 기울여보자. NM