[헬스코리아뉴스 / 박원진] 가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 첨단세포치료사업단의 주지현 교수(서울성모병원 류마티스내과) 연구팀이 면역 거부 반응을 최소화한 ‘저면역원성 유니버설 유도만능줄기세포(iPS 세포)’ 개발에 성공했다.

줄기세포는 신체의 여러 조직으로 변할 수 있는 능력을 가진 세포다. 특히, 유도만능줄기세포(iPS 세포)는 피부나 혈액 등의 체세포에 특정 유전자를 도입하여 만든 줄기세포로, 인체 내 다양한 조직으로 분화할 수 있다. 그러나 환자의 몸에 이식될 경우, 면역 시스템이 이를 외부 물질로 인식하여 공격하는 ‘면역 거부 반응’이 발생할 수 있다. 이는 세포 치료가 실질적으로 활용되는 데 있어 가장 큰 걸림돌 중 하나였다.

주지현 교수 연구팀은 최신 유전자 편집 기술인 CRISPR-Cas9 유전자 가위 기술을 이용해 면역 반응을 유발하는 주요 유전자들을 조작했다. 특히, 우리 몸에서 면역 반응을 조절하는 ‘인간 백혈구 항원(HLA)’ 유전자인 HLA-A, HLA-B 및 HLA-DR 알파(DRA)를 선택적으로 제거하여 면역 반응을 최소화하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 유도만능줄기세포 클론 ‘Clone A7’은 여러 특징을 보였다.

첫째, 다능성(여러 세포로 변할 수 있는 능력) 유지다. 세포가 정상적으로 발달할 수 있는지 확인하기 위한 세포의 핵심 마커(Oct4, Sox2, Klf4, Lin28, SSEA4, Nanog, Tra-1-60)가 정상적으로 발현됨을 확인했다.

둘째, 유전자 이상 없음이다. 세포의 유전자 구성이 정상적인지 확인하는 핵형 검사(karyotyping)에서 이상이 발견되지 않았다.

셋째, 삼배엽 분화 가능성을 확인했다. 인체의 모든 조직을 구성하는 세 가지 기본 층(외배엽, 중배엽, 내배엽)으로 분화할 수 있는 능력을 확인했다.

넷째, 면역 회피 특성을 입증했다. 면역 시스템이 세포를 이물질로 인식하는지를 확인하는 실험에서, 인터페론 감마(IFN-γ, 면역 반응을 유도하는 단백질) 자극에도 불구하고 HLA-A, HLA-B, HLA-DR 단백질이 발현되지 않았다.

다섯째, 면역 거부 반응의 최소화 (hypoimmunogenicity)를 확인했다. 면역 세포가 새로 생성된 iPS 세포를 공격하지 않음을 실험을 통해 검증했다.

장기 이식, 난치성 질환 치료 등 다양한 의료 분야에 활용

이번 연구 결과는 세포 치료의 한계를 극복하고, 맞춤형 치료(cell therapy) 시대를 앞당기는 중요한 성과로 평가된다. 면역 거부 반응을 줄인 유도만능줄기세포는 장기 이식, 난치성 질환 치료 등 다양한 의료 분야에서 활용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

주지현 교수는 “이번 연구를 통해 동종 세포 치료에서도 면역 거부 반응을 최소화할 수 있는 가능성을 확인했다”며, “후속 연구를 통해 임상 적용 가능성을 높이는 것이 목표”라고 밝혔다.

가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단의 지원으로 진행된 이번 연구는 2025년 3월 국제학술지 ‘실험 및 분자의학(Experimental & Molecular Medicine)’에 ‘Generation of hypoimmunogenic universal iPS cells through HLA-type gene knockout’라는 제목으로 발표되었다.

이번 연구는 ㈜YiPSCELL의 김주련 이사, 남유준 부사장이 공동 제1저자로, ㈜YiPSCELL의 전도영 연구원, 최유진 연구원, 최선주 연구원, 홍창표 이사, 김시영 연구원, 정혜린 이사, 박나래 이사, 성균관대학교 바이오헬스규제과학과의 손여원 교수가 공동 저자, 주지현 교수 및 가톨릭대학교 유도만능줄기세포 응용 연구소의 임예리 연구교수가 공동 교신저자로 참여했다.