골수에서 가장 젊고 분화능력이 뛰어난 ‘최상위 조혈모세포’를 대량 생산할 수 있는 핵심 세포가 규명돼 골수이식의 성공률을 획기적으로 높일 수 있는 길이 열렸다.

서울대병원 김효수·권유욱 교수팀은 ‘αSMA+COX2+ACKR1+ 대식세포’가 최상위 조혈모세포의 분화와 세포 주기를 조절할 수 있는 핵심세포임을 규명한 연구 결과를 발표했다.

골수이식 효율을 높이기 위해서는 최상위 조혈모세포를 증폭하는 기술이 필요하지만 아직 초기 단계로 알려진다. 특히 조혈모세포의 휴면·증식을 조절해 항상성을 유지하는 세포는 체내에 그 수가 매우 적어서 증명하기 어려웠다.

이에 김효수·권유욱 교수팀은 단핵구·대식세포 특이적 DARC 조건부 녹아웃 마우스 및 고해상도 단일세포 분석 기술을 기반으로 조혈모세포 항상성 조절을 담당하는 핵심세포와 그 기전에 대한 연구를 진행했다.

연구 결과 3중 단백질 마커(αSMA, COX2, DARC)를 동시에 발현하는 극소수의 대식세포가 최상위 조혈모세포의 항상성을 유지하는 핵심세포임이 밝혀졌다.

이 대식세포에서 발현된 DARC 단백질이 조혈모세포의 Kai1 단백질과 결합할 경우, 조혈모세포가 휴면에 들어가면서 영원불멸성을 획득하게 된다.

반대로 DARC-Kai1 단백질 결합이 해체되면 조혈모세포가 증식을 시작해 혈구세포들이 대량 생성되는 것으로 나타났다.

연구팀은 단핵구와 조혈모세포 간 DARC-Kai1 결합을 조절한다면 탁월한 조혈기능을 가진 최상위 조혈모세포를 대량 생산하는 배양 방법을 개발할 수 있을 것으로 전망했다.

또한 이 기전을 바탕으로 백혈병, 악성빈혈과 같은 골수기능 부전증의 치료제를 개발하고, 골수이식의 성공률을 높이는 데 활용할 수 있을 것이라고 전했다.

김효수 교수는 “최상위 조혈모세포의 젊음을 유지한 채 대량으로 증폭, 보관하는 방법이 상용화된다면 최상위 조혈모세포 증식이 필요한 환자들에게 신속하게 공급할 수 있는 맞춤형 치료제 개발이 가능할 것”이라며 “또한 최상위 줄기세포를 공여하는 조혈모세포은행을 만들 수 있는 길이 열릴 것으로 기대된다”고 말했다.

보건복지부의 지원을 받아 수행한 이번 연구결과는 줄기세포 분야 국제학술지 ‘Cell Stem Cell’에 게재됐다.