딜사이트(팍스넷뉴스) 민승기 기자

"희소정자증, 정자 내 히스톤 단백질 부족 및 변형이 주원인"


남성불임 주원인은 정자 내 히스톤 단백질(H2BFWT) 결핍이라는 연구결과가 발표돼 관심이 주목되고 있다.

12일 CHA 의과학대학교 차병원 통합줄기세포치료연구센터 이수만 교수팀은 남성불임의 원인 중 하나인 '희소정자증'의 유발 인자와 발병기전을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

이수만 교수 주도하에 CHA 의과학대학교의 이진우 교수(약리학 교실)와 이동률 교수(의생명과학부)로 구성된 이번 연구팀은 정자 내 히스톤 단백질(H2BFWT) 결핍 또는 변형이 남성불임의 원인인 희소정자증 유발하는 기전을 세계 최초로 규명한 것이다.

이 교수에 따르면 이번 연구는 남성 불임환자와 정상인 남성의 유전자를 비교하는 방식으로 시작 됐으며 연구팀은 두 집단에서 정자 및 남성생식기관 형성에 관여하는 유전자들의 DNA 염기서열 변이인 ‘단일 염기 다형성’을 분석했다.

그 결과 남성 불임환자의 다양한 유전자 중 ‘고환 특이 히스톤 단백질(H2BFWT)’ 유전자에서 불임에 특이적인 단일 염기 다형성이 있음을 발견했다.

또 이러한 단일 염기 다형성을 가진 불임 환자에게서 히스톤 단백질 생산 감소로 정자수와 정자 활력도가 감소하는 분자생물학적 원리를 규명했다.

이는 실험실 수준의 기초연구가 실제 병원 임상으로 적용될 수 있다는 점에서 큰 의미를 갖는다.

WHO 통계자료에 의하면 세계 전체 부부의15%가 불임이며 불임 유발 원인은 남성과 여성, 동일한 비중으로 알려져 있다.

희소정자증은 남성 불임의 원인 중에서도 무정자증과 함께 정자생성장애 증상이 나타나는 불임의 대표적 난치 질환으로 희소정자증은 정액 1ml당 정자가 2천만 마리 이하, 정자 기형이나 활력도, 운동성이 떨어지는 불량정자가 많다.

주로 호르몬이상이나 염색체이상이 주원인으로 알려져 있고 현재 호르몬, 정액 및 유전 검사로 진단하고 시험관아기 시술로 치료하고 있다.

이수만 교수는 “이번 연구를 통해 근본적인 불임치료가 가능할 것이며 이는 곧 불임 부부의 임신 가능성과 출산율을 높이는 데에 기여할 것이다”고 전했다.

특히 이수만 교수는 “이번 연구 성과와 기반 기술을 차병원의 강점인 줄기세포치료기술과 접목시켜 정원줄기세포와 유도만능 줄기세포의 후성적 연구에 이를 응용하고 한다”고 강조했다.

이수만 교수팀의 연구는 국제학술지인 세포분자의학회지(JCMM, Journal of Cellular and Molecular Medicine)에 6일 등재 됐고 이 학술지의 IF(Impact Factor : 영향력 지수)는 5.1이다.

이번 저널은 기초의학과 임상을 연결하는 중계 연구의 대표적 학술지로서, 생식의학 부분을 아주 드물게 게재하는 특징을 고려한다면 매우 의미 있는 연구로 예상된다.

한편 히스톤 단백질은 모든 인체의 유전자 정보를 담고 있는 DNA를 보호하는 필수 단백질이며, 정자 1개에는 약 1m 길이의 DNA가 존재한다. 고환 특이 히스톤 단백질은 정자 속 DNA와 직접 결합해 유전정보를 보호한다

공여 탯줄혈액 8만유닛 보유…우회상장 좀더 신중해야

최근 줄기세포전문기업 히스토스템이 코스닥 상장사 텍슨과 합병을 추진하고 있는 것이 알려짐에 따라 관심을 끌고 있다.

텍슨과의 합병은 상장사인 텍슨이 히스토스템을 흡수합병하는 형식이나 경영권과 기업가치는 히스토스템이 주고하게 되며 지난달부터 합병작업을 진행하고 있다.

향후 이사회 결의를 거쳐 10월쯤 합병이 완료될 예정이며 특히 이번 합병에서 두회사의 합병비율과 히스토스템에 대한 평가기준 작업이 남아있어 귀추가 주목된다.

2000년 설립된 히스토스템은 탯줄줄기세포 개발을 통한 불치병과 난치병 정복을 목적으로 한 줄기세포전문기업으로 현재 8만유닛 공여제대혈과 1만 유닛 탯줄줄기세포, 500례 임상 치료 등 화려한 경력을 자랑하고 있다.

히스토스템에 따르면 공여 탯줄혈액 8만 유닛이라는 것은 전 세계에서 가장 많은 공여 탯줄혈액 보유량을 자랑하며 이는 미국에 20개 공여 탯줄혈액은행을 모두 합친 제대혈 5만 유닛보다 더 많다.

이는 국내 및 국외 혈액질환 환자에게 충분한 공급뿐만 아니라 척수마비, 뇌졸중, 버거씨병, 당뇨병 등 난치 질환 환자 1만명에게 당장 공급할 수 있는 탯줄혈액 줄기세포를 보유하고 있는 것을 의미한다.

현재 히스토스템은 환자에게 공급할 수 있는 탯줄혈액 및 줄기세포를 실제로 보유하고 있을 뿐만 아니라 환자의 질환에 적합한 줄기세포를 분리 추출할 수 있는 기술을 보유하고 있다.

이에 따라 BBC 리서치에서 2008년 재생의학 줄기세포 선두 기업분야에 히스토스템이 차지하기도 했다.

제대혈줄기세포 시장이 2009년 46억9900만 달러로 많은 시장성을 보유하고 있으며 연평균 성장률이 약 26%에 이르는 가운데 히스토스템이 선두주자로 자리잡고 있다는 것.

히스토스템의 지난해 줄기세포 수출을 비롯해 46억원의 매출을 올렸고 올해 5월 30억원을 기록하고 있다.

이와 관련해 히스토스템 한훈 박사는 "히스토스템은 전세계에서 가장 많은 공여 탯줄혈액을 통한 전세계의 조혈모세포 공급을 목표로 하고 있으며 2009년만 하더라도 조혈모세포 시장이 18억5800만 달러에서 2012년 35억4500만 달러로 성장하는 큰 시장으로 성장할 것이다"고 말했다.

또 한훈 박사는 "히스토스템은 전세계에서 상용되어지는 Asia Cord의 한국대표로 충분한 자격을 보유하고 있으며 이 분야에도 소홀하지 않고 시장을 확대할 예정"이라며 "이미 보유하고 있는 8만 유닛의 공여탯줄혈액 등을 활용해 시장을 선점 및 확대할 것"이라고 덧붙였다.

한편 히스토스템의 우회상장에 대해 우려의 목소리도 나오고 있다.

A투자증권 B 애널리스트는 "이번 우회상장으로 좀 더 오픈된 상황으로 기업의 투명성이 갖춰지는 것은 자본시장에서는 바람직하지만 바이오기업의 우회상장은 조금 위험할 수도 있다"고 말했다.

이어 B 애널리스트는 "바이오산업의 특성상 실적기반이 아닌 미래성을 보게 되고 더구나 우회상장이기 때문에 투자를 할 때는 좀 더 신중할 필요가 있다"고 주의를 당부했다.

차병원, 기존 역분화줄기세포 생산의 한계 극복


국내에서 세계 최초로 임상적용이 가능한 '역분화줄기세포' 확립기술이 개발됐다.

차병원그룹은 차병원 통합줄기세포치료연구소의 김광수 소장과 바이오 기업 차바이오앤디오스텍의 자회사 Stem Cell & Regenerative Medicine International사 연구팀이 세계 최초로 역분화 조절 단백질만을 이용한 역분화줄기세포 확립기술을 공동으로 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다.

이번 결과는 환자의 체세포로부터 이용해 역분화과정을 통한 줄기세포 확립 기술의 임상적용시 문제가 됐던 안전성 문제를 해결함으로써 임상수준의 줄기세포 확립 기술을 개발한 것으로 획기적인 연구성과로 평가받고 있다.

차병원에 따르면 역분화줄기세포란 환자의 체세포만을 이용해 무한대 증식능과 모든 세포로의 분화능을 지닌 배아줄기세포와 같은 만능세포를 확립하는 기술로서 2006년 일본 교토대학의 야마나카 교수팀에 의해 최초로 보고된 기술이다.

환자 자신의 체세포만을 이용하기 때문에 세포치료시 나타날 수 있는 면역거부반응을 원천적으로 해결해 줄기세포를 이용한 세포치료제의 가장 이상적 줄기세포 중 하나로 알려져 있다는 것.

또한 인간의 난자와 배아를 사용하는데 있어 발생하는 윤리적 문제를 완전히 해결할 수 있는 혁신적인 기술로서 인정돼 전 세계적으로 사상초유의 치열한 연구경쟁이 진행되고 있는 분야다.

그동안 역분화줄기세포 생산에 있어서 역분화를 조절하는 유전자를 발현하는 바이러스를 이용하거나 또는 각종 발암성을 나타내는 화학물질을 이용해 생산하는 방법으로만 가능한 것으로 알려져 있어 연구목적으로만 제한적으로 이용됐다.

이번 연구결과를 통해 역분화 조절 단백질(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc proteins)만으로 체세포를 줄기세포로 전환하는 기술을 개발함으로써 역분화줄기세포의 임상적용에 있어 한계로 작용했던 안전성 문제를 일시에 해결하게 됐다.

차병원 관계자는 "이번 개발된 기술을 바탕으로 의학적으로 안전한 맞춤형 역분화줄기세포은행을 구축하는 것이 가능하게 됐다"며 "차병원그룹이 보유하고 있는 망막상피세포, 인공혈액, 심혈관세포 등의 각종 줄기세포 분화기술에 접목한 세포치료제 개발을 진행할 방침이다"고 말했다.

한편 이번 연구성과는 하바드 대학에서 김광수 교수 주도하에 차병원 통합줄기세포치료연구소, 차바이오앤디오스텍의 미국 자회사인 Stem International사의 연구팀이 공동으로 진행했다.

임상결과에 따라 업체간 명암 구분될 듯...

줄기세포의 '춘추전국시대'가 도래했다. 최근 오마바 정부가 배아줄기세포연구에 대한 연방정부 자금지원이 가능하도록 하는 행정명령을 승인함에 따라 국내 뿐만 아니라 세계적으로 줄기세포 연구에 대한 새로운 바람이 불고 있는 것이다. 특히 지난 부시 정부의 지원속에서 발전한 제대혈줄기세포 및 성체줄기세포 연구와 배아줄기세포의 본격적인 경쟁도 벌어질 것으로 예상되고 있다. 이처럼 부시정권 동안 부정적 입장을 견지해왔던 미국이 줄기세포연구 적극지원으로 방향을 전환함에 따라 각국 정부간 줄기세포주 확립 등의 원천기술 확보를 위한 경쟁이 심화되고 각종 연구규제 완화와 임상시험 승인촉진으로 줄기세포치료제 상업화가 가속화될 전망이다. 우리나라 역시 2005년 황우석 사태이후 금지됐던 체세포 복제 배아줄기세포 연구가 지난달 29일 차병원 정형민 교수팀에게 승인돼 본격적인 연구가 시작됐으며 아직 재판중에 있는 황우석 박사 역시 꾸준한 연구활동을 하고 있다. 따라서 현재 맞이하고 있는 줄기세포연구의 춘추전국시대는 진행중인 임상시험 결과에 따라 업체간 명암도 구분될 것으로 예상되며 특히 황우석 박사와 정형민 교수의 경쟁구도에 귀추가 주목된다. ◇ 배아줄기세포연구, 정형민 VS 황우석 줄기세포치료제는 주로 손상된 장기나 조직복원을 통해 알츠하이머, 척수손상질환, 심장질환 등 불치병으로 여겨졌던 질병치료를 목적으로 하고 있다. 굿모닝신한증권 투자분석부 이주영 애널리스트에 따르면 증상의 치료가 아닌 발병 원인 제거 또는 손상된 장기를 복구하는 혁신적인 치료제로 의약산업의 패러다임을 바꾸고 나아가 사회적 문화적 파급효과도 매우 커 원천기술 확보와 관련분야 주도권 확보를 위한 국가간 경쟁이 치열해지고 있다. 국내의 경우 체세포복제 배아줄기세포 연구 승인을 받은 차병원 정형민 교수가 2001년 부여 받은 81만8000여 주의 주식매수선택권을 행사해 주식을 체세포복제 배아줄기세포 연구 발전을 위해 CHA 의과학대학교 재단에 기부하는 등 본격적인 연구 돌입에 나섰다. 차바이오디오스텍이 개발중인 줄기세포치료제 중 가장 연구단계가 진전된 품목은 배아줄기세포를 이용한 망막색소상피세포 치료제이다. 즉 망막색소상피세포 손상으로 인한 실명을 치료하는 것으로 개발에 성공할 경우 세계최초로 망막손상에 따른 실명환자가 시력을 회복할 수 있게 된다. 배아줄기세포로부터 망막색소상피세포 분화유도기술을 개발, 원천기술을 보유하고 있는 미국 ACT사와 공동 개발중이며 현재 전임상을 완료하고 임상적용 직전단계에 있는 것으로 알려졌다. 황우석 박사 역시 기존에 가지고 있던 배반포를 만드는 기술을 이용해 최근 돼지복제 줄기세포주를 수립하는 등 꾸준히 연구결과를 발표하고 있어 차병원의 정형민 사단과 황우석 박사의 경쟁구도가 그려지고 있다. 이와 관련해 수암연구원 현상환 자문교수단장(충북대 수의과대)은 “세계적으로 아직 줄기세포 연구에 1인자는 아직 없지만 환자맞춤배아줄기세포 치료연구인 체세포 복제배아줄기세포의 경우 황우석 박사팀의 기술력이 앞서 있다”며 “향후 체세포 이식 기술이 뛰어난 연구팀이 유리한 고지를 점령할 것으로 예상된다”고 말했다. 또 그는 “현재 많은 연구팀들이 활발히 연구를 진행하면서 경쟁구도가 생기고 있는데 줄기세포연구에 있어 가장 기초적인 목적은 난치병 치료에 있다는 것을 잊으면 안된다”며 “만약 황 박사의 연구가 국내에서 승인된다면 정형민 교수와 경쟁이 아니라 서로 협조해 취약점을 보완하면 더 좋은 결과가 있을 것”이라고 덧붙였다. ◇ 성체줄기세포는 알앤엘바이오가 ‘독주’ 세계적으로 줄기세포치료제 연구는 성체줄기세포치료제의 개발 진전속도가 가장 빠른데 국내의 경우 알앤엘바이오가 세계 최초로 천수손상치료에 대한 상업임상 승인을 식약청으로부터 받는 등 성체줄기세포 연구에 있어 선두로 치고 나가고 있다. 국내 대학에서도 성체줄기세포를 이용한 치료제 개발에 열을 올리고 있지만 현재는 알앤엘바이오의 ‘독주’가 계속되고 있는 것. 세계에서는 배아줄기세포에 많이 신경씀에 따라 국내 성체줄기세포 연구도 상당히 경쟁력이 있다라는 것이 업계의 설명이다. 성체줄기세포 중 지방줄기세포의 배양기술은 국내가 세계 1위이며 이에 따라 외국에서는 서로 국내연구진과 제휴하려고 하고 있다. 이처럼 배양기술이 앞서있다는 것은 향후 반복투여를 하는데 있어 경제적인 가격으로 투여 가능하다는 것을 의미하는데 특허기술도 중요하지만 향후 치료제개발시 가격적인 경쟁력도 무시할 수 없다고 전문가들은 입을 모았다. 알앤엘바이오 라정찬 대표는 “성체줄기세포 연구에 있어 알앤엘이 두드러진 이유는 선행투자를 충분히 했던 것이 주효했다”며 “하지만 지금 사업은 아주 초보단계이며 세계시장으로 진출하기 전 국내에 줄기세포치료의 허브를 구축하는 것이 목표다”고 말했다. 국내에 성체줄기세포 치료병원을 세워 진정한 의미의 메디컬투어를 진행해 2012년 정도에는 1년에 10만명 정도가 알앤엘바이오의 기술력으로 치료받게 하겠다는 것. 또 라 대표는 “나아가 10년내로 각국가마다 줄기세포치료병원을 100개 이상 구축해 네트워크를 구성하려고 생각하고 있다”고 덧붙였다.