혈우병 유전자 교정 기술 개발

국내 연구진이 유전자 가위기술을 이용해 인간 유래 역분화 줄기 세포(iPS cell)에서 뒤집어진 혈우병 유전자를 다시 뒤집어 원상 복구하는 기술을 개발해 주목된다.



사람들의 유전체 염기서열을 서로 비교해 보면, 어떤 사람은 다른 사람에 비해 특정 유전자의 일부가 뒤집어져 있기도 하고 삭제 또는 중복되어 있기도 하는데 이러한 변이를 ‘구조 변이’라고 하고 이 구조 변이는 여러 질병의 원인이 되기도 한다.



중증 혈우병 환자의 경우 대다수는 8번 혈액응고인자 유전자의 일부가 뒤집어져 단백질이 제대로 만들어지지 않아 발생한다.



이에 연세대학교 의과대학 김동욱 교수팀과 IBS(기초과학연구원, 원장 직무대행 신희섭)의 유전체교정연구단(단장 김진수 서울대 화학부 교수)으로 이루어진 공동 연구팀은 특정 염기서열을 인식할 수 있는 유전자가위 효소의 일종인 탈렌(구자가 원하는 유전자 염기 서열을 절단하도록 고안된 인공 제한효소로 인간 및 동식물 유전자 교정에 사용되는 유전자 가위)을 제작해 인간 유래 역분화 줄기 세포에 도입, 혈우병 질환 모델 세포를 만들었다.



또 만들어진 질환 모델 세포에 동일 탈렌을 도입해 뒤집어진 염색체를 원상 복구시켜 8번 혈액응고인자의 발현을 정상상태로 복구시키는 데 성공했다.



유전자가위 기술을 이용해 인간 유래 역분화 줄기세포에서 염색체의 일부를 뒤집을 수도 있고 뒤집어진 부분을 원상 복구할 수도 있다는 사실은 이번 연구를 통해 처음으로 밝혀진 것이다.



또한 공동연구팀은 원상복구한 역분화 줄기세포를 분화시켜 만든 세포에서 8번 혈액응고인자가 정상적으로 발현됨을 확인했다.



환자 맞춤형 역분화줄기세포는 면역거부 반응을 피할 수 있다는 점에서 세포치료제로 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있으나 유전병 환자의 경우 그 유전병의 원인이 되는 돌연변이를 그대로 가지고 있다는 문제가 있다.



이번 연구는 유전자의 일부가 뒤집어진 돌연변이를 유전자가위를 이용해 원천 복구하는 방법을 제시해 줄기세포를 이용한 유전질환 치료 및 세포치료제 개발에 한 걸음 더 나아간 획기적인 성과로 평가 받고 있다.



연세대 김동욱 교수와 IBS 김진수 단장은 “중장기적으로 혈우병 환자의 역분화 줄기세포에서 유전자 교정을 한 후 정상으로 된 세포치료제를 개발해 임상에 사용하려는 것이 궁극적인 목적”이라고 밝혔다.



한편 ‘Targeted inversion and reversion of the blood coagulation factor 8 gene in human iPS cells using TALENs’란 제목의 이번 연구결과는 국제 저명 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 6월10일 온라인에 게재됐다.