망막 혈관의 비정상적 성장을 특징으로 하는 당뇨병성 망막증(diabetic retinopathy)은, 미국 성인이 시력을 상실하는 주요 원인 중 하나다.

 오는 2050년이면 이 무서운 질병을 앓는 미국인이 약 1천460만 명에 달할 것이라는 관측도 나왔다.

미국 과학자들이 세포의 '생물학적 시계(biological clock)'를 되돌리는 기술로 원시 줄기세포를 만들어, 당뇨병성 망막증을 치료하는 동물 실험에 성공했다.

 미국 존스홉킨스의대의 엘리아스 잠비디스 종양학 부교수팀은 이런 내용의 논문을 최근 저널 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표하고, 별도의 논문 개요를 9일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 공개했다.

 이번 연구 결과는, 당뇨병성 망막증과 같은 실명 질환을 치료하는 재생 의학의 발전에 크게 기여할 것으로 평가된다.

 잠비디스 교수팀은 1형 당뇨병 환자에서 떼어낸 섬유아(芽)세포를 첨단 약물 칵테일 기술로 조작해 '줄기세포' 기능을 하게 재구성(reprogramming)했다.

 연결조직 세포인 섬유아세포를, 유도 만능 줄기세포보다 훨씬 더 '원시적인 상태(primitive state)'로 되돌려, 수정 6일 후의 배아줄기세포와 비슷하게 만든 것이다.

 이 상태의 세포는, 유도 만능 줄기세포보다 더 효율적으로 어떤 특별한 유형의 세포로 발달할 수 있다고 한다.

 연구팀은 이를 위해, 세포 내 탄화수소 축적을 막는 약물(GSK3β 억제제)과 실험 항암제(MEK 억제제), PARP 억제제 등을 영양분과 함께 섞은 이른바 '3i 칵테일(3i cocktail)'에 섬유아세포를 한동안 담가 놓았다.

 연구팀은 2016년 이런 약물 칵테일을 이용한 세포 리프로그래밍 실험 결과를 처음 학계에 보고했다.

 그 결과, 섬유아세포의 '생물학적 시계'를 목표로 정한 데까지 되돌릴 수 있었다.

 이렇게 재구성된 줄기세포의 분자 프로필(molecular profile)은, 수정 6일 후의 인간 배아세포를 구성하는 원시적 '낭배 외피 세포(epiblast cell)와 비슷했다.

 이 분자 프로필에는 세포와 세포를 붙게 하는 접착 단백질(E-cadherin) 수치 등이 포함된다.

 약물 칵테일로 재구성한 줄기세포는, 실험실에서 만든 다른 원시 줄기세포와 달리, 후성 유전적 DNA 변이를 일으키지 않았다.

 연구팀은 이 원시 줄기세포에서 분화한 혈관 전구세포를 당뇨병성 망막증을 가진 생쥐의 눈에 주입해 봤다.

 그랬더니 혈관 전구 세포가, 안구를 감싸고 있는 망막 가장 안쪽의 조직층까지 이동해 뿌리를 내렸고, 4주의 실험 기간에 대부분 살아남았다.

 잠비디스 교수는 "3i 칵테일을 더 정제하고, 이 칵테일로 만들어낸 줄기세포의 재생능력을 정확히 이해하려면 더 많은 연구와 실험이 필요하다"라고 말했다.