- 줄기세포의 한 종류인 신경전구세포, 기억력과 인지능력 향상시켜
- 혈관성 치매에서 줄기세포 재생치료제 개발의 단초 마련

고려대학교 안암병원 신경외과 박동혁, 김장훈 교수와 고려대학교 생명공학과 김종훈 교수, 의과학과 금동호 교수 연구팀이 혈관성 치매에서 줄기세포를 이용한 재생치료의 효과를 밝혔다. 혈관성 치매는 뇌의 혈액 공급이 부족해져 발생하는 치매의 한 종류로 전체 치매 환자의 약 20%를 차지한다. 뇌졸중 생존자 중 약 30%에서 발병하며, 그 외 만성 대뇌소혈관질환이 주된 원인으로 알려져 있으나, 알츠하이머 치매처럼 효과적인 치료법이 없어 연구의 필요성이 제기돼 왔다.

연구팀은 동물모델을 세 그룹으로 나누어 실험을 진행했다. 세 그룹은 각각 정상 그룹, 혈관성 치매 그룹, 신경전구세포 투여 그룹으로 구성됐다. 신경전구세포 투여 그룹은 혈관성 치매 병변 유발 후 치료를 위해 인간유래 전분화능 줄기세포에서 만들어진 신경전구세포를 15일간 투여받았다. 연구팀은 3개월간 추적관찰 후 면역조직화학 검사와 신경 행동 검사를 통해 각 그룹의 차이를 비교 분석했다.

연구결과, 염증의 정도를 나타내는 IBA-1와 GFAP의 양성 세포 수는 혈관성 치매 그룹에서 각각 130개, 110개였다. 반면, 신경전구세포 그룹은 세포 수가 각각 90개, 70개로 줄어들어 뇌의 염증 반응이 감소했다는 것을 확인했다. 또한, 신경 기능 유지를 돕는 미엘린 단백질 형광강도가 혈관성 치매 그룹에서는 60으로 감소했지만, 신경전구세포 투여 그룹에서는 90 이상으로 증가해 정상 그룹과 유사한 수준을 보였다. 이를 통해 신경전구세포가 미엘린의 재생에도 긍정적 영향을 끼친다는 것을 규명했다.

신경 행동 검사 결과, PAT(Passive Avoidance Test) 평가에서 신경전구세포 투여 그룹은 기억력이 252.0초 지속된 반면, 혈관성 치매 그룹은 92.1초에 그쳤다. 또한 NORT(Novel Object Recognition Test) 평가에서 신경전구세포 투여 그룹은 혈관성 치매 그룹에 비해 기억력과 인지능력이 2.2배 향상된 것을 확인했다.

박동혁 교수는 “이번 연구를 통해 신경전구세포가 혈관성 치매동물의 뇌 내 염증을 감소시키고 뉴런의 축삭돌기의 중요 구성성분인 미엘린을 재생시켜 기억력과 인지능력을 향상시킨다는 것을 확인했다”며 “이는 혈관성 치매 치료에 있어 신경전구세포가 새로운 해법이 될 수 있는 가능성을 제시한 발견이다”고 말했다.

김장훈 교수는 “이번 연구가 향후 혈관성 치매에서 줄기세포를 이용한 재생치료제를 개발할 수 있는 계기가 될 것이다”며 “기존 치료법에서 효과를 보지 못했던 환자들에게 새로운 희망이 되길 바란다”고 전했다.

이번 연구성과인 ‘Efficacy of Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Progenitor Cell Replacement Therapy in a Vascular Dementia Animal Model’는 범부처재생의료기술개발 연구사업의 일환으로 진행됐으며, 2022년 12월 국내 특허등록(제10-2477030)을 마친 상태로 세계적인 재생의학 학술지 Tissue Engineering and Regenerative Medicine 2025년 2월호에 게재됐다.

한편, 박동혁 교수는 뇌동맥류를 비롯한 뇌혈관 질환의 진료를 담당하며 관련 연구에 매진하고 있다. 최근에는 허혈성 뇌졸중에서 인간배아줄기세포유래 세포외소포체와 줄기세포유래 MFG-E8 물질의 혼합투여가 효과적이란 사실을 규명하는 등 혈관성 치매를 비롯해 허혈성 뇌졸중, 알츠하이머 치료제 개발과 관련한 다양한 국책연구를 활발히 진행하고 있다.