[보건의료R&D우수성과-5] 영장류 모델을 이용한 골수이식 치료기술 개발
[보건의료R&D우수성과-5] 영장류 모델을 이용한 골수이식 치료기술 개발
  • 심선식 기자
  • 승인 2020.02.28 17:26
  • 댓글 0
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세계 최초로 영장류 골수이식에 CRISPR/Cas9 기술도입하여 노화 연구 및 면역치료기술 개발,
가톨릭대학교 의과대학 유경록 교수

[바이오타임즈] 한국보건산업진흥원은 2015년부터 해마다 '보건의료R&D 우수성과 사례집'을 발간해왔다. 올해는 지난달 14일에 발간됐으며, 사례집에는 30개의 성공사례와 함께 국내 보건의료R&D의 현황을 정리 제시했다.

바이오타임즈는 이번 취재를 통해 보건의료R&D의 현황을 조망하고 우수성과 사례를 소개하여, 사례집의 편찬목적인 연구정보의 원활한 공유와 활용을 극대화하여 국내 보건의료 R&D 촉진에 보탬이 되고자 시리즈로 게재한다.

본 회에서는 우수성과 사례 중  「영장류 모델을 이용한 골수이식 치료기술 개발」 소개와 성과창출자인 유경록 교수(가톨릭대학교 의과대학)과의 인터뷰를 싣는다.

 


세계 최초로 고연령 영장류에게 조혈모 줄기세포 골수 이식 성공


본 사례의 과제명은 「영장류 골수부전 모델을 이용한 조혈모 줄기세포 노화 연구 및 조혈모 줄기세포 이식 이후 조혈작용 변화의 유전학적 클로날 추적 연구」이며,  「질환극복기술개발」의 일환으로 지난 2014년 12월에 시작하여 2016년 11월까지 연구가 진행됐다. 총 연구비는 1억원이다.

이 과제는 인간과 계통학적, 혈액학적으로 유사한 영장류(rhesus macaque)를 이용해 조혈모 줄기세포 이식 실험을 진행하고, 노화가 골수이식에 미치는 영향 및 CAR-T (chimeric antigen receptor T cells) 세포를 이용한 면역 치료시 독성을 최소화하는 연구를 수행하여 임상학적으로 유의미한 결과를 도출하는 것이 목표였다. 

주요 성과로는 세계 최초로 고연령(18~25세) 영장류에게 조혈모 줄기세포 골수 이식에 성공한 것이다. 저연령(3~5세) 영장류와 비교, 분석을 진행했고 (2018 BLOOD), CRISPR/Cas9 시스템을 이용해 혈액세포 키메라 영장류 모델을 확립하고 유전자가위 기술과 CAR-T 세포를 융합한 면역치료법 개발에 성공했다. 

 


영장류 모델에서 전임상적 효용성을 파악할 수 있는 중요한 기술적 플랫폼 제공


조혈모 줄기세포의 내재적 특성이 골수 이식 시 미치는 영향에 대해서는 마우스를 이용한 연구 외에 자료가 희박하다. 따라서 인간과 유사한 영장류 모델을 이용해 노화가 골수 이식에 미치는 영향을 클론 단위로 밝힌 이번 연구는 향후 조혈모 줄기세포 노화 연구에 중요한 자료가 될 것으로 보인다.

특히 이번 연구를 통해 고연령 영장류에서 보여진 클론성 조혈현상은 2014년 최초로 보고된 인간 클론성 조혈현상의 원인을 밝히는데 도움을 줄 것으로 보인다.  또한 유전자 편집된 조혈모 줄기세포 골수이식 기술은 향후 다양한 타겟 질병의 발생 기전을 규명하는데 기여할 것으로 기대를 모은다.

궁극적으로는 치료를 위해 영장류 모델에서 전임상적 효용성을 파악할 수 있는 중요한 기술적 플랫폼을 제공할 것으로 기대되고 있다.

CRISPR/Cas9 및 CD33 CAR-T를 이용한 급성 골수성 백혈병 치료 기반 기술 개발 (출처: 한국보건산업진흥원)
CRISPR/Cas9 및 CD33 CAR-T를 이용한 급성 골수성 백혈병 치료 기반 기술 개발 (출처: 한국보건산업진흥원)

(인터뷰) "초기 겪었던 낮은 효율을 다양한 시행착오를 통해 극복"


(유경록 교수, 가톨릭대학교 의과대학)

연구자들과 함께 한 유경록 교수 (제공: 유경록 교수)
연구자들과 함께 한 유경록 교수 (앞줄 좌측, 사진제공: 유경록 교수)

이번 보건의료 R&D 우수성과에 선정된 소감은?

보건의료기술 R&D는 건강 증진 및 부가가치창출을 통한 미래성장동력 확보의 의미에서 중요도가 높은 사업이다. 미약하게나마 이번 연구가 보건의료기술육성에 기여할 수 있게 되어 영광이고 연구자로서 보람을 느끼고 있다. 

성공사례를 만들기 위해 가장 힘들었던 점은?

CRISPR/Cas9 테크닉을 조혈모 줄기세포(hematopoietic stem cells)에 적용할 때 타 세포에 비해 월등히 효율이 낮게 나왔고, in vivo로 적용하면 그마저도 효율이 유지되지 않아 애를 태웠다. 바이러스, 플라스미드를 이용한 CRISPR/Cas9 시스템의 전달, electroporation 조건 확립 등 다양한 시행착오를 거쳐 결국 2년이상의 in vivo 추적연구에서도 만족할만한 효율을 달성하여 임상학적으로 유의미한 데이터 확보가 가능했다. 

주요성과와 향후 계획은?

세계 최초로 CRIPSR/Cas9시스템을 이용한 영장류 질병 모델을 확립했고, 이를 활용해 CAR-T, IL-6 억제제 등의 약물 치료 효능 평가 플랫폼을 구축했다는데 연구의 의의가 있다. 향후, 해당 기술력을 발전시켜 임상으로 적용할 수 있는 세포치료제 개발에 집중하고자 한다.

[바이오타임즈=심선식 기자] macsim181@gmail.com


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