한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이번에 Experimental & Molecular Medicine에 게재된 논문은 A형 혈우병 환자 특이적 역분화 줄기세포주 (iPSCs)에서 염색체 DNA의 한쪽 가닥만 자르는 유전자 가위 (Cas9 D10A nickase)를 활용하여 기능이 향상된 응고인자 유전자를 삽입하여 교정하는 전략을 담고 있다. 연구자가 의도한 부위에만 특이적으로 치료 유전자가 삽입된 안전한 클론을 선별하고 혈우병 동물 모델에 이식 후 유효성을 평가함으로써 자가 유래 세포 및 유전자 치료제로 활용 가능함을 검증한 연구이다.
A형 혈우병은 8번 혈액응고인자 유전자의 돌연변이로 기능적인 8번 인자의 결핍을 초래하게 되어 혈액응고 과정에 장애가 발생하는 질환으로, 인구 만 명당 한 명꼴로 발생하며, 전세계에 약 40만여 명의 환자가 있는 것으로 추정하고 있다. 근본적인 치료법은 없고, 다만 재조합 단백질 등을 보충해 주는 방법과 AAV5 기반 유전자 치료제가 개발되어 있지만, 고가의 치료비가 부담되는 상황으로 보다 경제적이고 안전하면서도 효과적인 세포 기반의 근본적인 치료 기술이 요구되고 있다.
이를 위해 기존의 야생형 유전자 가위가 아닌 염색체의 한쪽 가닥만 절단하는 변이형 유전자 가위(Cas9 D10A nickase)를 사용함으로써 이전의 기술보다 더 안전하게 교정된 세포를 확보할 수 있는 전략을 사용하였다. 향후 해당 전략과 연관된 보다 안전하고 효율적인 유전자 가위를 활용한 바이오 의약품 개발은 더욱 가속화될 것으로 보이며, 역분화 줄기세포 기반의 세포 및 유전자 치료제도 일본과 미국에서는 활발히 진행중에 있는 차세대 기술로 손꼽히고 있다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
해당 연구는 크게 두개의 기관 (연세대 의대와 에스바이오메딕스 회사)의 연구자들이 협력하여 수행하였다. 동물실험의 경우 연세대 의대 에비슨 실험동물 센터를 적극 활용하여 연구를 완성시킬 수 있었다.
㈜에스바이오메딕스는 세포치료제 관련 기반기술을 통해 재생의료용 바이오 의약품을 연구/개발하는 기업이며, 기존의 의료기술로 치료가 불가능한 난치성 질환을 타겟으로 하여 근본적이며 더욱 안전하고 효과적인 치료기술을 개발하고자 노력하는 회사이다.
2개의 원천 플랫폼 기술 (배아줄기세포 분화 표준화 기술과 3D 세포 스페로이드 구현기술)과, 7개의 파이프라인을 보유하고 있으며 현재 4개의 후보물질이 임상에 들어가 있다. 최근 파킨슨병 치료제와 중증 하지 허혈 치료제의 경우 임상 1/2a에 대한 환자 투여를 마친 상태인데, 특별한 부작용이 없이 증상도 호전되는 등 임상이 순항 중이다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
본 연구는 세포 및 유전자 치료제 개발과 연관되어 있다 보니 시험관 내 시스템에서 확인된 결과/효능을 생체 내에서 확인하는 과정이 참 어려웠던 것 같다. 적절한 동물 모델을 만드는데 시간과 비용이 많이 들어갔고, 동물 모델이 제작된 후에도 질환 특성상 mating에 의해 새로 태어나는 새끼의 개체 수가 적어 실험 진행을 위한 개체수 확보에 큰 애로사항이 있었다. 6개월 이상 준비한 끝에 in vivo 실험을 진행할 수 있었고 효능이 확인되는 순간은 참으로 기뻤고 포기하지 않고 계속 연구한 것에 대한 보람을 느낄 수 있었다.
아울러 연구 활동하면서 국내외 학회나 세미나 등을 통해 관련 연구자와의 교류와 연구 성과에 대해 토의하면서 정보를 수집하고 지적 호기심을 얻어 연구를 지속할 수 있었던 원동력이 된 것 같다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
생물학 및 생명과학 관련 실험/연구는 대부분 모르고 있는 것을 밝히거나 찾아가는 과정으로 유사한 실험을 무수히 반복해야 하고 얻은 결과가 긍정적이지 못할 때가 대부분이다. 이러한 실패의 연속을 실패라고 생각하지 않고 새로운 발견을 위한 과정으로 생각하는 자세가 필요한 것으로 생각된다. 이뿐만 아니라 줄기세포는 배양과 연구에 오랜 시간이 필요하기 때문에 인내와 부지런함이 필요한 분야이다. 그래서 대학원생 과정으로 있을 때 해당 업무/연구가 적성에 맞는지 차분히 생각해 보는 시간도 필요할 것으로 생각된다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
근본적 치료제 개발이 필요한 다른 희귀 난치 질환들을 대상으로 연구를 계속 진행하고자 하며, 전분화능줄기세포 기반 치료제 개발에 계속 도전하고자 한다. 바이오 의약품 개발 과정은 많은 시간이 필요하고, 기초연구를 비롯해 비임상, 임상연구 등의 여러 과정을 거쳐야 하는 험난한 과정이지만 잘 극복하여 반드시 성공시키고자 한다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구가 무사히 마무리될 수 있도록 도와준 모든 저자들에게 고마운 마음을 전하고 싶고, 또한 치료제 개발에 도움이 되고자 기꺼이 세포를 제공해 준 환우들에게 감사한 마음을 전하고 싶다. 앞으로도 지속적인 연구를 통해 희귀 난치 질환을 위한 줄기세포 기반 바이오 의약품 개발에 성공해 고통받는 환자들의 삶의 질 향상에 조금이라도 기여하고 싶다.
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