지난해 한국 통계청 자료에 의하면 심장질환은 한국인의 사망원인 2위에 올랐다. 이중 협심증, 심근경색 등 허혈성 심혈관질환이 가장 큰 비중을 차지했다. 특히 요즘과 같이 추운 겨울철, 협심증이나 심근경색증과 같은 심혈관 질환은 더욱 빈발한다. 심혈관 질환에는 어떤 것이 있고, 치료법과 최근 조명되는 최신 연구에 대해 알아보자.
협심증은 동맥경화증, 혈전(피떡), 혈관 수축 등의 이유로 심장 근육에 산소와 영양분을 공급하는 혈관(관상동맥)이 좁아져, 심장 근육에 산소와 영양분이 부족해져 흉통이 발생하는 상황이다. 한편 갑작스럽게 혈전(피떡)이 생겨 관상동맥을 막으면, 심장근육이 괴사하게 되는데 이를 심근경색으로 구분한다.
- 현재 치료법에는 어떠한 것이 있나?
치료를 위해서는 약을 쓰거나 스텐트시술, 관상동맥우회술을 한다. 스텐트시술은 환자의 사타구니나 팔목의 동맥에 도관을 넣어, 관상동맥까지 접근하여 금속망(스텐트)를 거치시킴으로써 좁아진 혈관을 넓히는 시술이다.
관상동맥우회술은 가슴 중앙에 있는 가슴뼈를 열고 가슴뼈 안쪽에 있는 내흉동맥이나 팔, 다리의 혈관 등을 떼어와, 좁아져 있는 관상동맥부위 밑에 이어 붙여 피가 심장 근육으로 잘 갈 수 있게 새로운 우회통로(혈관)를 만들어 주는 수술법이다.
그러나 약물요법을 비롯하여 이상과 같은 현재 치료법들은 막히거나 좁아진 혈관을 건강한 혈관으로 되돌리는 근원적 치료와는 거리가 멀다.
- 최신 연구는?
이에 따라 최근에는 건강한 혈관을 재생시키는 줄기세포 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 학계에서는 혈관 세포를 되살리는 방법으로 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)로부터 혈관내피세포로 분화 유도하는 방법을 연구해왔다. 우리 몸의 시계를 거꾸로 돌려 성인세포 즉 성체세포를 원시 세포로 만든 뒤 이를 혈관세포로 분화시키는 것이다.
지난해 일본의 신야 아마나카 교수가 분화가 끝난 체세포에 특정한 유전자를 주입하여 분화 이전의 원시적인 만능줄기세포인 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)를 만든 성과로 노벨 생리의학상을 수상한 바 있다. 그 후 많은 연구팀들이 유도만능줄기세포를 연구해왔다.
그러나 유도만능줄기세포를 이용한 혈관내피세도 유도에는 종양발생 가능성, 이종동물세포 오염 위험, 고난도 배양조건 등 한계가 많았다.
이를 극복하기 위해 서울대학교병원 내과 김효수, 한정규 교수팀은 피부세포를 역분화줄기세포를 거치지 않고 바로 혈관세포로 만드는데 세계 최초로 성공했다.
연구팀은 역분화줄기세포를 이용하지 않고, 생쥐의 피부에서 섬유모세포를 분리한 후 혈관내피세포 생성에 영향을 미치는 5가지 유전자를 의도적으로 과발현시켜 혈관내피세포와 유사한 세포로 변형시켰다.
연구팀은 이를 ‘유도혈관내피세포’로 명명하고, 혈관을 묶어 피가 잘 돌지 않는 실험용 쥐의 다리에 섬유모세포를 주입한 그룹(대조군)과 유도혈관내피세포를 주입한 그룹(비교군)을 비교한 결과, 비교군의 혈류 회복 정도가 2배 정도 높았다.
이는 주입된 유도혈관내피세포가 새로운 모세혈관을 형성하였기 때문임을 형광염색을 통한 현미경 검사에서 확인하였다.
김효수 교수는 “이번 연구는 쉽게 얻을 수 있는 세포로부터 다량의 혈관세포를 바로 순수하게 만들어냄으로써 혈관재생 치료법에 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대된다” 고 말했다.
올해 11월 세계 최대 규모를 자랑하는 미국심장협회(America Heart Association) 연례 학술대회 석상에서 한정규 교수가 이러한 연구 성과를 발표하여 학계의 지대한 관심을 받은 바 있다. 이러한 연구가 진전되어 가까운 미래에는 환자의 피부에서 피부세포를 떼어내어 혈관내피세포로 분화시킨 후 허혈 상태에 빠진 심장 근육에 주입하여, 건강한 혈관을 다시 만들어 내는 날이 멀지 않을 것이다.
협심증은 동맥경화증, 혈전(피떡), 혈관 수축 등의 이유로 심장 근육에 산소와 영양분을 공급하는 혈관(관상동맥)이 좁아져, 심장 근육에 산소와 영양분이 부족해져 흉통이 발생하는 상황이다. 한편 갑작스럽게 혈전(피떡)이 생겨 관상동맥을 막으면, 심장근육이 괴사하게 되는데 이를 심근경색으로 구분한다.
- 현재 치료법에는 어떠한 것이 있나?
치료를 위해서는 약을 쓰거나 스텐트시술, 관상동맥우회술을 한다. 스텐트시술은 환자의 사타구니나 팔목의 동맥에 도관을 넣어, 관상동맥까지 접근하여 금속망(스텐트)를 거치시킴으로써 좁아진 혈관을 넓히는 시술이다.
관상동맥우회술은 가슴 중앙에 있는 가슴뼈를 열고 가슴뼈 안쪽에 있는 내흉동맥이나 팔, 다리의 혈관 등을 떼어와, 좁아져 있는 관상동맥부위 밑에 이어 붙여 피가 심장 근육으로 잘 갈 수 있게 새로운 우회통로(혈관)를 만들어 주는 수술법이다.
그러나 약물요법을 비롯하여 이상과 같은 현재 치료법들은 막히거나 좁아진 혈관을 건강한 혈관으로 되돌리는 근원적 치료와는 거리가 멀다.
- 최신 연구는?
이에 따라 최근에는 건강한 혈관을 재생시키는 줄기세포 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 학계에서는 혈관 세포를 되살리는 방법으로 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)로부터 혈관내피세포로 분화 유도하는 방법을 연구해왔다. 우리 몸의 시계를 거꾸로 돌려 성인세포 즉 성체세포를 원시 세포로 만든 뒤 이를 혈관세포로 분화시키는 것이다.
지난해 일본의 신야 아마나카 교수가 분화가 끝난 체세포에 특정한 유전자를 주입하여 분화 이전의 원시적인 만능줄기세포인 유도만능줄기세포(역분화줄기세포)를 만든 성과로 노벨 생리의학상을 수상한 바 있다. 그 후 많은 연구팀들이 유도만능줄기세포를 연구해왔다.
그러나 유도만능줄기세포를 이용한 혈관내피세도 유도에는 종양발생 가능성, 이종동물세포 오염 위험, 고난도 배양조건 등 한계가 많았다.
이를 극복하기 위해 서울대학교병원 내과 김효수, 한정규 교수팀은 피부세포를 역분화줄기세포를 거치지 않고 바로 혈관세포로 만드는데 세계 최초로 성공했다.
연구팀은 역분화줄기세포를 이용하지 않고, 생쥐의 피부에서 섬유모세포를 분리한 후 혈관내피세포 생성에 영향을 미치는 5가지 유전자를 의도적으로 과발현시켜 혈관내피세포와 유사한 세포로 변형시켰다.
연구팀은 이를 ‘유도혈관내피세포’로 명명하고, 혈관을 묶어 피가 잘 돌지 않는 실험용 쥐의 다리에 섬유모세포를 주입한 그룹(대조군)과 유도혈관내피세포를 주입한 그룹(비교군)을 비교한 결과, 비교군의 혈류 회복 정도가 2배 정도 높았다.
이는 주입된 유도혈관내피세포가 새로운 모세혈관을 형성하였기 때문임을 형광염색을 통한 현미경 검사에서 확인하였다.
김효수 교수는 “이번 연구는 쉽게 얻을 수 있는 세포로부터 다량의 혈관세포를 바로 순수하게 만들어냄으로써 혈관재생 치료법에 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대된다” 고 말했다.
올해 11월 세계 최대 규모를 자랑하는 미국심장협회(America Heart Association) 연례 학술대회 석상에서 한정규 교수가 이러한 연구 성과를 발표하여 학계의 지대한 관심을 받은 바 있다. 이러한 연구가 진전되어 가까운 미래에는 환자의 피부에서 피부세포를 떼어내어 혈관내피세포로 분화시킨 후 허혈 상태에 빠진 심장 근육에 주입하여, 건강한 혈관을 다시 만들어 내는 날이 멀지 않을 것이다.
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