한림대 동탄성심병원 정형외과 김성재 교수(주관연구개발기관)와 세종대학교 바이오융합공학과 김민성 교수․대구경북과학기술원 뉴바이올로지학과 이창훈 교수(공동연구개발기관) 연구팀의 '당뇨병성 말초신경병증의 세포치료제 개발' 주제가 '2024년도 범부처재생의료기술개발사업' 신규지원 과제로 선정됐다.

범부처재생의료기술개발사업은 과학기술정보통신부와 보건복지부가 공동으로 재생의료 분야 핵심․원천기술의 발굴부터 치료제 및 기술의 임상단계까지 전 주기를 지원하는 사업이다.

이번 연구과제는 '인간 유도만능 줄기세포 기반 유전자 편집 고기능성 슈반세포를 이용한 당뇨병성 말초신경병증 세포치료제 시작품 개발'이라는 과제명으로 올해 4월부터 4년 9개월간 총 약 23억원의 연구비를 지원받아 이뤄진다.

당뇨병성 말초신경병증은 유병률이 매우 높고 심각한 증상을 보이지만, 전 세계적으로 근본적인 치료법을 찾지 못하고 있는 질환이다.

이 질환을 앓는 환자들은 감각의 소실로 인해 심한 화상이나 조직 괴사 등의 합병증을 겪거나, 24시간 극심한 통증에 시달리기도 한다.

현재 당뇨병성 말초신경병증의 치료는 주로 항경련제, 항우울제, 혹은 비타민 유사 제제를 조합해 투약하는 방법이 주를 이루는데, 이는 퇴행된 신경을 재생하는 근본적인 치료법이 아닌 임시적인 대증치료에 해당한다.

또한 신경억제제는 어지럼증, 졸음, 구토감 등의 다양한 합병증을 높은 빈도로 동반하지만, 질병의 증상을 조절하는 효능은 부족한 경우가 많다. 세계적으로 많은 연구진이 근본적인 치료법으로 신경재생치료에 대한 연구를 시행하고 있으나 아직까지 실용화된 연구는 없다.

이에 연구팀은 효율적인 분화능을 가진 인간 유도만능 줄기세포에서 분화시킨 슈반세포를 이용해 말초신경섬유의 수초화를 증진시키고 ▲퇴행된 슈반세포를 재생하는 아이디어 ▲인공지능을 이용한 구조기반 수용체 활성화 조절 아이디어 ▲유전자 편집기술을 이용한 합성 생물학적 개념의 세포 치료제의 개발 아이디어 등을 종합해 근본적인 치료법 개발에 도전한다.

김성재 교수는 "당뇨병성 말초신경병증은 현재까지 효율적인 치료법이 없는 대표적인 난치성 질환으로, 이번 연구를 통해 근본적인 치료법을 개발하고 인류 건강에 이바지하겠다"고 말했다.

김성재 교수는 2021년 개소한 한림대학교동탄성심병원 당뇨발센터의 센터장을 맡아 정형외과에 국한되지 않고 성형외과, 혈관외과 등 다양한 영역의 치료개념을 통합해 당뇨발의 원인에 따른 가장 효율적인 치료전략을 적용하고 있다.

또 난치성 당뇨발 치료제의 개발과 조직의 당화 및 저산소 스트레스를 극복하기 위한 연구를 추진하고 있다. 세종대학교의 김민성 교수는 수년간 줄기세포연구에 매진해 왔으며, 세계적으로 우수한 말초신경의 수초화 기능을 가진 슈반세포의 분화에 성공했다.

또한 중추신경계 운동성 질환인 파킨슨병에 대한 치료제 개발을 위한 효과적인 질병 모델을 개발해, 2023년 세계적 과학 저널인 ‘Cell Stem Cell(IF, 23.9점)’에 제1저자로 논문을 출판한 바 있다.

대구경북과학기술원의 이창훈 교수는 수년간 구조생물학 분야의 연구에 매진하고 있으며, 특히 인공지능을 기반으로 단백질의 구조를 설계해 세포의 신호전달기전을 효과적으로 조절하는 치료제 개발 연구를 진행하고 있다.