스크랩 조혈모세포 이식수술의 성공률을 높이는 도우미

[땅꼬마(B/맨틀셀)동종/1.5y]

골관절염, 류마티스관절염, 강직성 척추염 등에 흔히 처방되는 아스피린 유사 진통제가 혈액 또는 골수질환을 앓는 환자의 줄기세포 이식수술 성공률을 향상시킬 수 있다는 연구결과가 나왔다. 이 약물은 골수에 존재하는 줄기세포의 족쇄를 풀어 말초혈류로 내보내기 때문에, 의사들은 혈류 중의 줄기세포를 손쉽게 채취하여 이식에 사용할 수 있다고 한다. 더욱이 이 약물은 현재 사용되고 있는 약물보다 부작용이 적어 많은 이들의 관심을 끌고 있다.

백혈병, 다발성경화, 비호지킨림프종과 같은 혈액질환의 효과적인 치료법은 조혈모세포(HSCs: haematopoietic stem cells)를 이식하는 것이다.註 1) HSCs란 골수에 존재하는 혈액 전구세포로, 모든 종류의 혈액세포를 생성할 수 있는 능력을 갖고 있다. 이와 관련하여, 선행연구들은 통증, 열, 염증에 관여하는 프로스타글란딘 E2(PGE2: prostaglandin E2)라는 지질(脂質)이 골수의 HSCs를 제자리에 묶어 두는 역할을 한다고 밝힌 바 있다.

연구진은 뼈를 형성하는 조골세포(osteoblasts)의 역할을 교란하는 것이 멜록시캄의 핵심 메커니즘이라고 생각하고 있다. 즉, 줄기세포를 골수에 묶어 두는 작용을 하는 것은 조골세포에서 생성되는 오스테오폰틴(osteopontin)이라는 단백질인데(첨부그림 참조), 멜록시캄을 이용하여 PGE2를 저해하면 조골세포의 오스테오폰틴 생성이 억제되어, HSCs를 옭아매고 있는 족쇄를 풀어 골수에서 떠나보낼 수 있다는 것이다.

"HSCs를 이식하려면, 먼저 공여자(자가이식의 경우에는 환자 자신)에게 약물을 투여하여, 골수에 존재하는 HSCs를 말초혈류로 이끌어내야(동원해야) 한다. 현재 의사들은 G-CSF(granulocyte colony-stimulating factor)의 유사체인 필그라스팀(filgrastim)이라는 약물을 이용하여 이러한 작업을 수행하고 있다. 그러나 다발성경화나 비호지킨림프종 환자, 그리고 일부 공여자의 경우, 필그라스팀類의 약물이 제대로 작동하지 않는다는 문제점이 있다. 하지만 멜록시캄과 같은 NSAIDs를 병용하면, 필그라스팀의 효능을 증강시킬 수 있을 것으로 기대된다"고 이번 연구를 지휘한 루이스 펠러스 박사는 말했다.

멜록시캄의 장점은 부작용이 적다는 것이다. 연구진은 이번 연구에서, 아스피린이나 이부프로펜과 같은 다른 NSAIDs도 HSCs를 동원할 수 있다는 사실을 발견했다. 그러나 이 약물들은 위장관 장애의 부작용을 일으키는 것으로 유명하다. "PGE2는 위장에서 염산의 분비를 제어하는 역할을 하므로, NSAIDs를 이용하여 PGE2를 저해하면 위장의 염산 분비를 통제할 수가 없으며, 이는 위장관 장애의 부작용으로 이어질 수 있다. 그러나 멜록시캄은 다른 NSAIDs보다 이러한 부작용을 덜 유발한다는 장점이 있다"고 연구진은 말했다.

영국 브리검 소재 퀸엘리자베스 병원에서 혈액 및 골수이식팀을 이끌고 있는 찰스 크래독 박사는 이번 연구결과가 「이식된 줄기세포를 골수로 들여보내는 방법」을 이해하는 단서를 제공했다고 평가하고 있다. "줄기세포를 골수로부터 이끌어내는 방법을 이해하면, 줄기세포를 골수로 들여보내는 방법을 개발하는 데도 도움이 된다. 즉, 골수를 보다 `끈끈하게` 만들 수 있다면, 이식된 줄기세포가 골수로 유입되는 것을 촉진할 수 있다"고 크래독 박사는 논평했다. 연구진은 필그라스팀과 멜록시캄을 병용하는 방법의 효과를 테스트하기 위해 임상시험을 기획하고 있다. 두 약물은 모두 FDA의 승인을 받은 상태이므로, 연구진은 이 임상시험이 순조롭게 진행될 것으로 낙관하고 있다.

【첨부그림 설명】골수의 미세환경 틈새(microenvironmental niche)에서 이루어지는 HSCs의 방출 통제 메커니즘
골수의 틈새에 보관되어 있는 HSCs는 일생 동안 혈액세포를 생성하는 중차대한 임무를 수행해야 하기 때문에, 내인성 프로그램(inherent programs)과 골수의 미세환경으로부터 전달되는 외인성 신호(extrinsic regulatory signals)에 의해 이중으로 엄격하게 통제된다. ① 세포외기질(ECM)은 인테그린과 HSP를 이용하여 HSCs의 부착과 침묵(quiescence)을 조절한다. ② 오스테오폰틴은 인테그린 및 CD44와 상호작용하여 HSCs의 침묵을 조절하는데 참여한다. ③ Notch-jagged와 KitL-Kit의 신호전달 과정도 HSCs의 침묵을 유지하는데 관여한다. ④ MMP는 KitL을 절단하여 sKitL로 만드는데, sKitL은 Kit 이량체와 상호작용하여 HSCs를 활성화시킨다. ⑤ 인테그린은 전구세포의 동원(mobilization)에 참여한다.

【註 1】조혈모세포(hematopoietic stem cell)를 문자 그대로 풀이하면 피를 만드는 줄기세포란 뜻으로, 이 세포가 자라고 증식하여 혈액 내의 적혈구, 백혈구, 혈소판과 각종 면역세포를 만들게 된다. 조혈모세포이식이란 환자 체내의 비정상적인 조혈기능을 없애고 건강한 조혈모세포를 주입하여 혈액세포를 만드는 공장(工場)을 새롭게 건설하는 과정이다. 과거에는 척수 등에서 조혈모세포를 채취하였기 때문에 골수이식이라는 표현을 사용하였지만, 오늘날에는 말초혈액과 제대혈 등에서도 조혈모세포를 채취하여 이식하기 때문에 조혈모세포이식이란 용어로 바꾸어 사용하고 있다. 말초혈액에서 조혈모세포를 채취할 경우에는 조혈성장인자(G-CSF)를 4~ 5일 동안 주사하면 뼛속의 조혈모세포가 말초혈로 튀어나오게 된다. 이때 혈액성분분리장치를 사용해 한쪽에서는 혈액을 채취하며, 다른 한쪽에서는 조혈모세포를 분리 보관하고 남은 혈액성분은 다시 몸속으로 돌려보내게 된다.

[ 출처 : 2013년 3월 한국과학기술정보연구원 ]