탯줄 줄기세포 배양액으로 인슐린 저항성 개선 효과 확인

[이데일리 이순용 기자]차의과학대 분당차병원(원장 김재화) 내분비내과 김경수ㆍ조용욱 교수와 차의과학대학교 바이오공학과 최용수 교수팀은 마우스 골격근 C2C12세포에 탯줄 줄기세포 배양액(조건배지)을 투여해 인슐린 저항성 개선 효과를 확인하고, 제2형 당뇨병 치료에 새로운 길을 열었다. 이번 연구는 국제학술지 Diabetes and Metabolism Journal 최신호에 게재됐다.

당뇨병 환자의 95% 이상을 차지하는 제2형 당뇨병은 인슐린이 부족하거나 기능 이상으로 발생하며, 현재 약 25%만이 약물로 적절하게 조절이 가능해 새로운 치료제 개발이 절실한 실정이다.

기존 동물 모델을 통한 연구에서 줄기세포를 정맥주사로 투여한 경우 인슐린 저항성이 개선된다는 보고가 있었다. 하지만 줄기세포를 직접 혈관 내로 투여 할 경우 필요한 장기 이외에 간, 폐 등 다른 장기에 줄기세포가 잡혀 줄기세포의 양이 감소하거나, 줄기세포로 인한 종양 발생 위험이 증가되는 등의 제한이 있었다. 이런 단점을 보완하기 위해 김경수 교수팀은 줄기세포의 효능을 가지면서도 부작용은 최소화할 수 있는 무세포 치료법을 고안해 탯줄 줄기세포는 제거한 후 줄기세포 배양액만을 근육세포 내로 투여해 인슐린 저항성을 개선하는 효과를 확인 할 수 있었다.

김경수 교수팀은 마우스 모델의 골격근 C2C12 세포에 제2형 당뇨병의 원인인 인슐린 저항성을 유도하여 세포 내로 포도당 흡수가 저하되도록 만들었다. 이후 탯줄 줄기세포 배양액을 C2C12 세포 내로 투여해 포도당 흡수능이 다시 개선되는 효과를 확인했다. 또한 탯줄 줄기세포 배양액 성분분석을 통해 인슐린 저항성을 개선시키는 다수의 사이토카인 및 활성 인자를 확인했으며, 이것이 포도당 흡수능 개선을 돕는 기능을 하는 것도 확인했다. 이와 함께 세포 내로 포도당을 흡수하는 통로인 GULT4의 세포막 발현증가와 인슐린 신호 전달체계 개선, 인슐린 저항성 개선에 중요 역할을 담당하는 미토콘드리아의 양과 기능도 개선된 것을 밝혀냈다.

김경수 교수는 “현재 제2형 당뇨병 환자의 적절한 치료제 개발이 시급한 상황에서 당뇨병 치료에 새로운 토대를 마련했다는 점에 큰 의의가 있다”며 “향후 임상연구를 통해 탯줄 줄기세포 배양액의 인슐린 저항성 개선효과를 입증해 당뇨병 치료에 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

인슐린 저항성이 유도되어 포도당 흡수능이 저하(b)됐으나, 탯줄 줄기세포 배양액(UC-MSC-CM) 처리 후 포도당 흡수능이 다시 증가(c)해 인슐린 저항성이 개선됐다.