건국대 조쌍구 교수팀, 고기능성 줄기세포 엑소좀 대량생산 기술 개발

건국대는 KU융합과학기술원 조쌍구 교수(줄기세포재생공학과) 연구팀과 서울아산병원 융합연구지원센터 김경곤 교수(울산의대) 연구팀이 고도화된 줄기세포 응집체 유래 고기능성 엑소좀 대량생산 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

줄기세포 엑소좀은 줄기세포가 분비하는 50~200nm 크기 베지클로, 세포 간 신호전달과 손상조직 재건에 중요한 역할을 한다는 사실이 알려지면서 차세대 줄기세포 대체 치료제로 주목받고 있다. 하지만 양이 매우 적어 산업화에 어려움이 있다. 치료효과를 높일 수 있는 고기능성 물질을 다량 함유한 엑소좀 대량생산은 임상적용과 산업화를 위해 필수적이다.

Advanced 3D Dynamic Culture system 요약도

연구팀은 줄기세포의 유체 전단응력 배양환경을 조절하기 위해 물리적 자극과 더불어 성장인자를 적용해 고도화된 줄기세포 응집체 배양기술을 확립했다. 또 자연엑소좀 보다 치유효능이 뛰어난 고기능성 엑소좀 대량생산을 마우스 창상치유모델 및 단백질체학 분석방법을 통해 확인했다.

조 교수는 “현재 많은 국내외 기업이 엑소좀의 가능성을 확인하고 치료제 개발에 힘쓰고 있지만, 대량생산과 품질관리 문제로 진입장벽이 높다”며 “이번 고기능성 줄기세포 엑소좀 대량생산 기술로 생체적합성이 뛰어나고 부작용이 적은 엑소좀 치료제 연구개발이 산업화에 한 걸음 다가가는 발판이 될 것”이라고 말했다.

김 교수는 “바이오마커 연구에 활용되는 고분해능 질량분석 기반 단백체 기법을 엑소좀 연구에 접목해 엑소좀 효능을 설명하는 기전을 도출했다는 점에서 앞으로 엑소좀 연구에서의 단백체 연구가 활발해질 것으로 예상한다”고 기대했다.

왼쪽부터 임경민 박사과정, 김세희 박사과정, 조쌍구 교수, 염정훈 박사, 김경곤 교수

해당 연구를 담은 논문(Advanced 3D dynamic culture system with transforming growth factor-β3 enhances production of potent extracellular vesicles with modified protein cargoes via upregulation of TGF-β signaling)은 세계적 학술지 ‘Journal of Advanced Research(IF=12.822)’에 게재됐다. 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛내는 사람들'(한빛사)에 소개되기도 했다.

한편, 이번 연구기술은 엑소좀산업협회 회원사인 건국대기술지주회사 자회사 스템엑소원에 기술이전해 사업화 진행 중이다. 스템엑소원은 지난 4월과 7월 범부처 재생의료기술 개발사업 및 중소벤처기업부의 스타트업 지원프로그램인 TIPS(Tech Incubator Program for Startup)에 선정된 바 있다.