예시바 대학교(Yeshiva University)의 알버트 아인슈타인 의과대학 (Albert Einstein College of Medicine) 연구팀은 상처를 두 배 빠르게 아물게 할 수 있는 치료법을 개발하였다. 실험용 쥐를 이용하여 검증한 본 치료법에 대한 연구 결과는 피부과학저널 (Journal of Investigative Dermatology) 온라인 버전에 게재되었다.

“일상에서 베인 상처, 화상, 수술 후 외상, 특히 당뇨병을 가진 노인들에게 문제가 되는 만성 피부 궤양 등 모든 종류의 상처를 빠르게 치료하는 데에, 머지않아 사람들은 우리가 개발한 나노입자를 이용한 치료법을 사용할 것으로 기대한다”고 본 연구의 공동 리더이자 아인슈타인 의과대학교 생리학 및 생물물리학과 (physiology & biophysics) 교수인 데이비드 J. 사프 (David J. Sharp) 교수는 말했다. 샤프 박사와 동료 연구원들은 일찍이 피드게틴-라이크2(fidgetin-like 2, FL2)라는 효소를 발견하였는데, 이 효소는 피부 세포가 상처를 치료하기 위해 찾아가는 것을 방해하는 기능을 가진다. 연구진은 FL2 수치가 낮을 경우, 본 치료 세포들이 자신의 최종 목적지에 더 빠르게 도달할 수 있을 것이라고 추론하였다. 따라서 연구진은 FL2를 만드는 유전자를 억제하는 약물을 개발하고, 이 약물을 나노입자라는 겔(gel) 형태의 작은 캡슐에 넣은 뒤, 이를 이용하여 쥐의 상처를 치료하는 실험을 수행하였다. 결과적으로 나노입자를 이용한 치료를 받은 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 상처가 빠르게 아물었다.

피드게틴 족에 속하는 FL2 효소는 세포의 발달 및 기능에 대해 다양한 역할을 수행한다. FL2 효소가 인간에게 미치는 영향을 연구하기 위해, 샤프 박사는 조직 배양 중인 인간 세포에 FL2 활동성을 억제하였다. FL2 효소를 억제한 세포를 일반적인 상처에 위치하면, 세포가 평소와 달리 빠르게 이동한다. “본 연구 결과는, FL2를 인간에게 적용할 수만 있다면, 보다 빠른 방법으로 상처를 치료할 수 있다는 것을 제시한다”고 샤프 박사는 말했다.

본 연구의 공동 리더이자 아인슈타인 대학교 부설 몬티피오리 메디컬 센터(Montefiore Medical Center)의 내과 및 전염병 주치의인 조슈아 노산척(Joshua Nosanchuk) 아인슈타인 의과대학 교수와 샤프 박사는 FL2에 대해서만 작동하는 침묵 RNA (siRNA) 분자를 이용한 상처 치료법을 개발하였다. siRNA는 유전자를 침묵시키는 역할을 한다. 즉, 해당 유전자의 특성이 발현하지 못하도록 억제하는 역할을 한다. 침묵 RNA는 메신저 RNA(mRNA) 유전자와 결합하여, 메신저 RNA가 FL2 효소 등의 단백질 안으로 이동하는 것을 막는다. “그러나 특히, 살아있는 유기체 내에서 세포에 의해 스스로를 효과적으로 침묵 RNA를 분리할 수는 없다. 적절한 이동 수단이 공급되지 않는다면 침묵 RNA의 기능은 빠르게 저하될 것”이라고 샤프 박사는 말했다.

FL2 효소를 억제시키기 위한 siRNA 전달 방법을 찾기 위해서, 샤프 박사는 아인슈타인 의과대학교 생리학 및 생물물리학과 조엘 프리에드만(Joel Friedman) 교수 및 본 연구의 공동 리더이자 아인슈타인 의과대학 몬티피오리 메디컬 센터의 피부과학 연구책임자인 아담 피리에드만(Adam Friedman)과 공동 연구를 수행하였다. 연구진은 특정 분자의 기능을 저하시키기 위한 siRNA, 의도한 대상에 특정 분자를 이동시키는 등의 행동을 바탕으로 특정 분자를 보호할 수 있는 나노입자를 공동으로 개발하였다.

연구진은 siRNA를 가지고 있는 나노입자의 성능을 검증하기 위해, 원칙적인 절차인 실험용 쥐를 사용하였으며, 본 실험에는 피부가 벗겨지거나 화상을 입은 쥐를 사용하었다. “피부가 벗겨진 경우 및 화상을 입은 경우 모두에서, 나노입자 치료를 받은 쥐들이 그렇지 않은 쥐들에 비해 상처가 두 배 빠르게 아물었다. 재생을 돕는 세포가 상처로 빠르게 들어간 것뿐만 아니라, 주입된 세포들은 현재의 위치에서 자신이 무엇을 해야 할지를 분명히 알고 있었다.”라고 샤프 박사는 말했다. “우리는 모공, 피부를 지원하는 콜라겐 네트워크를 포함하여 피부 조직이 정상적으로 잘 조직되어 재생되는 것을 관찰하였다”고 샤프 박사는 덧붙였다. 샤프 박사는 개발한 나노입자를 인간과 피부 조직 특성이 가장 유사한 돼지에게 적용하는 실험을 계획 중이다.

1. 원문정보: Story Source: The above story is based on materials provided by Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University. Note: Materials may be edited for content and length.

2. 참고문헌: Journal Reference: Rabab A Charafeddine, Joy Makdisi, David Schairer, Brian P O`Rourke, Juan D Diaz-Valencia, Jason Chouake, Allison Kutner, Aimee Krausz, Brandon Adler, Parimala Nacharaju, Hongying Liang, Suranjana Mukherjee, Joel M Friedman, Adam Friedman, Joshua D Nosanchuk, David J Sharp. Fidgetin-Like 2: A Microtubule-Based Regulator of Wound Healing. Journal of Investigative Dermatology, 2015; DOI: 10.1038/jid.2015.94