2020년 12월 과학기술인상, 동국대 김종필 교수 선정 -세계 최초 생체내 세포 운명전환을 통한 파킨슨병 치료 기술 개발- |
□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 노정혜, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 12월 수상자로 동국대학교 화학과 김종필 교수를 선정했다고 밝혔다.
ㅇ ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만원을 수여한다.
□ 의과학의 발달로 ‘100세 시대’가 열렸지만, 고령화와 함께 파킨슨병·치매 등 퇴행성 뇌질환도 증가함에 따라 건강한 장수가 사회적 화두이다. 과기정통부와 연구재단은 김종필 교수가 몸속 일반세포를 신경세포로 바꾸는 세포 운명전환(Reprogramming)* 기술을 완성해 치매와 같은 난치병 치료와 재생의학 도약의 발판을 마련한 점을 높게 평가했다고 밝혔다.
* 리프로그래밍(re-programming): 태어날 당시 정해진 세포의 운명을 바꾸는 기술로 1세대 배아줄기세포 기술에서 출발해 성체, 역분화를 거쳐 현재 체내에서 직접 세포를 교차하는 4세대 기술이 개발되고 있다.
ㅇ 퇴행성 뇌질환은 환자의 존엄성과 가족의 삶을 동시에 무너뜨리는 질병으로 지역사회와 국가의 도움이 절실하다. 정부는 2017년 12월 전국에 256개 치매안심센터를 설치하는 등 치매국가책임제를 통한 정책적 뒷받침을 강구해왔다. 고장 난 신경세포를 되살릴 수는 없지만 여분의 체세포를 신경세포로 교체하는 길을 연 김종필 교수의 수상이 더욱 뜻깊은 이유이다.
ㅇ 비교적 쉽게 재생되는 피부세포와 달리 한 번 손상된 신경세포는 재생이 어렵다. 이에 모든 기관으로 분화가 가능한 줄기세포를 주입하는 치료법이 제시됐지만 줄기세포의 제한적 분화 능력 때문에 효과는 기대에 미치지 못했다. 또한, 대안으로 떠올랐던 역분화 줄기세포*는 암과 같은 종양을 유발하는 위험성이 높아 실제 치료에 적용하는 데 어려움이 따른다.
* 역분화 줄기세포 : 완전히 자란 체세포에 세포분화 관련 유전자를 지닌 조작된 유전자를 주입해 배아줄기세포처럼 세포 생성 초기의 만능세포 단계로 되돌린 세포
□ 이러한 상황에서 김종필 교수 연구팀은 최신 줄기세포 기술에 나노기술을 결합해 생체 내에서 세포의 운명전환 조절이 가능한 시스템을 확립하고, 이를 기반으로 차세대 세포 운명전환 원천기술을 완성하였다.
ㅇ 연구팀은 신경세포가 손상된 쥐에 금 나노입자를 투입하고 전자기파를 전달하는 실험을 통해 손상된 신경세포 주변의 세포가 신경세포로 바뀌고 파킨슨병 증상도 개선됨을 검증하였다.
ㅇ 관련 성과는 네이처 나노테크롤로지(Nature Nanotechnology, 2017년)에 게재됐으며, 연구팀은 후속연구를 통해 알츠하이머 뇌신경 세포에 적용하는 최신 유전자 편집치료 기술을 개발하는 등 실제 의료현장에 응용 가능한 기술개발에 매진하고 있다.
□ 김종필 교수는 “이번 연구는 기존 재생의학의 한계를 극복할 수 있는 생체 내 세포 운명전환 기술을 완성한 데 의의가 있다”라며, “후속연구를 통해 세포 재생기술을 선도하는 혁신적 세포치료기술 발전에 기여하고 싶다”고 수상소감을 밝혔다.
