국내 연구진이 손상된 신장을 재생시키는 줄기세포 표지자를 발굴하는 데 성공했다. 이는 신장질환 치료의 새로운 가능성을 열어줄 중요한 연구로 평가된다.

연세대학교 의과대학 의생명과학부 남기택 교수와 이유라 박사 연구팀은 14일, Lrig1이라는 신장 내재성 줄기세포를 손상된 신장에 주입했을 때 재생 효과가 있음을 확인했다고 발표했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국신장내과학회지(Journal of the American Society of Nephrology, IF 13.6)’에 게재됐다.

대한신장학회의 통계에 따르면, 2022년 기준 우리나라의 말기콩팥병 발병률은 인구 백만 명당 360.2명으로, 2010년 대비 두 배 이상 증가했다. 말기콩팥병 치료에는 주로 혈액투석, 복막투석, 신장이식 등이 사용되며, 등록된 환자 중 84%는 혈액투석, 6%는 복막투석, 11%는 신장이식을 받고 있다. 그러나 투석은 환자의 삶의 질을 크게 저하시킬 수 있으며, 신장이식은 대기 기간이 길고 면역억제제의 부작용 위험이 있다.

이러한 한계를 극복하기 위해 줄기세포를 활용한 세포치료제 개발이 활발히 진행되고 있다. 기존에는 역분화 줄기세포를 이용한 치료 전략이 주를 이루었으나, 종양 발생 위험 등으로 말기콩팥병 치료제로서의 한계가 있었다. 이에 따라, 신장 내 존재하는 내재성 줄기세포를 활용한 새로운 치료법이 주목받고 있다.

←Lrig1 세포는 발달 및 성체 신장에서 근위세뇨관과 집합관 생성과 재생에 기여하며, 신장 손상 시 근위세뇨관의 재생을 촉진하는 역할을 한다. 또한, Lrig1 유래 세포를 손상된 신장에 주입한 결과, 신장이 재생되는 효과를 확인했다. Lrig1 세포가 신장 손상 치료를 위한 새로운 세포치료제로서의 가능성을 입증했다.

연구팀은 신장 손상의 시작 부위인 근위세뇨관을 대상으로 연구한 결과, Lrig1 유전자를 신장 줄기세포 표지자로 제시했다. Lrig1 세포는 위, 피부, 소장 등 다양한 조직에서 장기간 생존하며 조직 재생에 기여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 형질전환 마우스 모델을 이용해 Lrig1 세포가 근위세뇨관과 집합관 생성 및 재생에 기여하며, 손상된 신장에 주입 시 재생 효과가 있음을 확인했다.

또한, 연구팀은 Lrig1 발현 세포를 오가노이드로 배양한 결과, 단일 Lrig1+ 세포가 장기간 증식 가능하며, 근위세뇨관과 집합관 계통의 세포로 분화하는 것을 확인했다. 단일 세포 RNA 시퀀싱 분석에서는 Lrig1+ 세포가 내재성 줄기세포로서의 가능성을 분자생물학적 수준에서 입증했다.

연구팀은 Lrig1 기반 세포치료제의 가능성을 검증하기 위해 Lrig1 유래 오가노이드를 마우스 급성 신장 손상 모델에 이식한 결과, 혈중 BUN(Blood urea nitrogen) 및 크레아티닌 농도가 정상 수준으로 회복되고, 신장 손상 지표인 KIM1 단백질 발현이 관찰되지 않았음을 밝혔다.

남기택 교수는 “마우스 신장에서의 Lrig1 세포 특성이 사람 유래 Lrig1 세포에서도 유사하게 나타났다”라며, “향후 사람 유래 Lrig1 세포의 분리 배양을 통해 기존 줄기세포 기반 치료제보다 안정적인 손상 신장 치료제로 발전시킬 수 있을 것”이라고 전망했다.