심근경색 치료를 위해 심장에 이식한 줄기세포를 실시간으로 추적하는 기술이 개발돼, 심근경색 환자들에게 희소식을 안겨줄 전망이다.

한국원자력의학원(원장 조철구)은 방사성동위원소인 요오드-124와 PET(양전자방출단층촬영)을 이용해 생체 내 투여된 심근경색 치료용 줄기세포를 실시간으로 추적ㆍ관찰하는 기술을 세계최초로 개발했다고 밝혔다.

한국원자력의학원 이용진 박사팀과 경북대학교 유정수 교수팀이 미래부 방사선기술개발사업의 일환으로 수행한 이번 연구 결과는 해외 과학 학술지 ‘Biochemical and Biophysical Research Communications’에 게재됐다.

급성심근경색증은 우리나라 돌연사의 가장 큰 원인이 되는 질환으로서, 그동안 심근경색질환에 성체 줄기세포를 이용한 치료 및 연구가 활발히 진행되어 왔다.

그러나 이식한 줄기세포의 생존과 분화과정 등에 관한 추적연구는 상대적으로 미흡해 현재 임상에서는 이루어지지 않고 있으며, 비임상연구에서 해부학적 분석에 의존하고 있다. 이에 따라 심근경색질환 치료용 줄기세포를 이식한 후 별도의 수술 없이 줄기세포를 추적 할 수 있는 기술개발이 요구되어 왔다.

줄기세포의 생체 영상 추적 기술은 줄기세포 체내 주입 경로 및 안정적인 심근세포로의 분화에 결정적 영향을 미치는 초기 생존을 실시간으로 평가할 수 있어 치료 성공여부의 조기예측을 가능하게 한다.

연구팀은 방사성동위원소인 요오드-124를 HIB라는 물질을 이용해 줄기세포에 표지한 후 심근에 주입 시, 줄기세포 생존 등에 영향을 주지 않는 것을 확인했으며, 줄기세포의 분화과정 추적 영상을 획득할 수 있었다.

이는 세포 표지물질인 요오드-124-HIB를 줄기세포에 표지한 후 심근경색 부위에 이식하면, 이식한 줄기세포의 요오드-124에서 배출되는 방사선을 통해 PET 영상으로 줄기세포의 운명을 추적할 수 있는 원리이다.

요오드-124는 4.2일이라는 긴 물리적 반감기를 가지고 있어 영상을 통한 지속적인 추적이 용이하고, 면역반응, 이상증식에 대한 부작용이 적어 효과적으로 추적 관찰할 수 있다는 것이 특징이다.

이 연구는 한국원자력의학원이 보유하고 있는 사이클로트론을 활용해 요오드-124를 비롯한 다양한 방사성동위원소를 생산, 정제하는 기술력을 바탕으로 수행됐다.

이용진 박사는 “방사성동위원소를 치료용 줄기세포에 직접 표지하는 생체추적기술은 리포터유전자 이용 세포추적기술 보다 면역반응 등의 부작용 우려가 적어 임상적용이 용이하므로 실용화를 위한 연구를 본격 추진할 예정”이라며 “현재 개발되고 있는 치료용 줄기세포의 생체 내 성능평가를 임상 및 비임상에 적용하여 치료용 줄기세포의 개발에 가속화가 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.