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바이오스펙테이터 이은아 기자

우 샤오양 시카고대 연구팀, 크리스퍼 기술로 GLP-1 분비 조절 가능한 피부이식으로 효과 확인

유전자 조작 피부이식으로 당뇨병·비만을 치료하는 새로운 유전자치료제 개념이 등장했다.

우 샤오양(Wu Xiaoyang) 미 시카고대 박사 연구팀은 최근 크리스퍼 유전자가위 기술로 유전자 조작한 피부이식으로 당뇨병·비만 마우스 모델에서 혈당 조절과 체중 감소 현상을 확인했다.

이 연구는 비임상 시험 개념증명(Proof of Concept)에 성공하며 대사 질환에서의 피부이식의 잠재력을 제시했다. 관련 논문은 지난 2일 셀스템셀(Cell Stem Cell) 저널에 소개됐다.

▲크리스퍼 기술을 이용한 유전자 조작 피부이식 당뇨·비만 치료제 모식도출처: Yue et al., 2017, Cell Stem Cell

당뇨병·비만 치료를 위해 연구진은 크리스퍼 기술을 이용해 마우스 및 인간 유래 상피세포 전구세포에서 혈당을 조절하는 GLP-1 유전자 분비가 조절될 수 있도록 조작했다. 혈액 내에서 GLP-1을 오래 지속시키기 위해 IgG Fc 단편도 추가 삽입했다. 또한 항생제인 독시사이클린 약물에 의해 원하는 시간에 유전자가 발현하도록 했다.

연구진은 유전자 조작된 상피 전구세포를 배양하고 성장시킨 후 이를 면역 기능이 보존된 마우스 모델에 이식했다. 고지방식 먹이를 섭취한 마우스에 독시사이클린 약물을 먹이자 GLP-1이 분비되면서 인슐린은 증가하고 글루코스는 감소했다. 혈당 조절과 함께 체중도 감소했다. 특히 피부이식된 마우스에서 면역 거부 반응은 관찰되지 않았다.

이 연구는 면역체계가 작동하는 마우스에서도 특정 단백질을 발현하는 피부이식 시스템을 통해 효과적이고 안전하게 치료될 수 있다는 사실을 입증했다. 유전자 조작 피부이식으로 당뇨병과 비만 치료의 가능성을 확인한 셈이다.

현재 당뇨병 환자들에게 많이 사용되고 있는 치료제는 GLP-1 유사체이다. 하지만 GLP-1은 반감기가 짧아 이를 개선하기 위한 주 1회 제형이 출시 또는 개발 중인 상황이다. 이에 연구진은 피부이식 기반 유전자 치료제를 통해 장기적이고 안전한 새로운 치료법을 제시한 것이다.

향후 연구진은 유전자 조작 피부 이식 후 면역반응성, 안전성, 치료 효과를 장기간 지속 관찰할 예정이다. 궁극적으로 혈우병과 같은 다양한 유전 질환에 대해 유전자 조작 피부이식의 잠재력을 기대하고 있다.