동국대학교일산병원(병원장 이진호) 정형외과 임군일 교수와 의학과 이종민 교수팀이 최근 연골 재생세포의 비후화(Hypertrophy)를 조절할 수 있는 신기술에 대한 미국특허를 등록해 전 세계 줄기세포 시장 진출의 발판을 마련했다.

관절연골은 한번 손상되면 스스로 재생되지 않아 최근 관절연골 재생을 위한 많은 세포이식 치료법들이 개발되어 시술되고 있다. 

그 중 대표적인 방법이 일반 연골세포를 이식하는 방법과 최근 유행하고 있는 연골세포로 분화되기 전 상태인 줄기세포를 이식하는 방법이다. 

임군일·이종민 교수팀은 다년간의 공동연구 끝에 분화된 연골세포에서 비후화 유도의 핵심 인자가 ‘TIEG1(TGF-beta inducible early gene 1; TGF-beta에 의해 유도되는 전사인자 중 하나)’유전자임을 밝혀내는데 성공했으며, 이를 효과적으로 조절하는 방법에 관한 미국 특허를 획득했다.  

또 연골분화 과정에서만 이 유전자와 특이적으로 반응해 그 효능을 억제시킬 수 있는 신규 마이크로 알엔에이(micro RNA)를 개발하게 됐다. 

실제 비후화 억제 기능성 마이크로 알엔에이가 주입되거나 발현되는 유전자 변형 성체줄기세포는 현재까지 소동물 연골결손 모델에서 우수한 연골재생 효능이 검증된 상태이며, 실용화 전 단계의 연구를 계획하고 있다.   

향후 차세대 연골세포치료제의 제조 기술에 대한 안전성 연구와 임상연구를 거쳐 상용화가 될 경우, 기존 연골재생 세포치료제의 한계를 극복할 수 있는 신기술로서 전 세계 줄기세포 시장에서 주목받을 것으로 기대하고 있다.

한편 파손된 연골은 재생을 목적으로 성체줄기세포를 환부에 이식할 경우 관절연골에 존재하는 일반 연골세포와는 달리 세포가 자연적으로 비후화 과정을 거치면서 세포사멸 현상이 발생하여 이식된 줄기세포의 재생치료 효과가 낮았다.

이러한 단점을 극복하기 위해 최근까지 많은 연구자가 성체줄기세포의 연골분화 유도 시 비후화의 발생을 억제할 방법과 억제제에 대한 연구를 해왔지만 근본적인 해결책을 제시하지 못했다.