동국대학교일산병원(병원장 이진호) 정형외과 임군일 교수와 의학과 이종민 교수 연구팀은 최근 연골 재생세포의 비후화(Hypertrophy)를 조절할 수 있는 신기술에 대한 미국특허를 등록해 전 세계 줄기세포 시장 진출의 발판을 마련했다.
관절연골은 한번 손상되면 스스로 재생되지 않아 최근 관절연골 재생을 위한 많은 세포이식 치료법들이 개발되어 시술되고 있다. 그 중 대표적인 방법이 일반 연골세포를 이식하는 방법과 최근 유행하고 있는 연골세포로 분화되기 전 상태인 줄기세포를 이식하는 방법이다.  

임군일 교수와 이종민 교수 연구팀은 다년간의 공동연구 끝에 연골재생 세포의 비후화를 유도하는 핵심 원인인자를 밝혀내는 데 성공했으며, 이를 효과적으로 조절하는 방법에 관한 미국 특허를 획득했다.

파손된 연골은 재생을 목적으로 성체줄기세포를 환부에 이식 할 경우, 관절연골에 존재하는 일반 연골세포와는 달리 세포가 자연적으로 비후화 과정을 거치면서 세포사멸 현상이 발생하여 이식된 줄기세포의 재생치료 효과는 낮았다. 

이러한 단점을 극복하기 위해 최근까지 많은 연구자가 성체줄기세포의 연골분화 유도 시 비후화의 발생을 억제할 방법과 억제제에 대한 연구를 해왔으나 근본적인 해결책을 제시하지 못했다.
이번 연구에서 임군일, 이종민 교수 연구팀은 분화된 연골세포에서 비후화 유도의 핵심 인자가 ‘TIEG1 (TGF-beta inducible early gene 1; TGF-beta에 의해 유도되는 전사인자 중 하나)’이라는 유전자임을 밝혀내는데 성공했다.

또한, 연골분화 과정에서만 이 유전자와 특이적으로 반응하여 그 효능을 억제시킬 수 있는 신규 마이크로 알엔에이(micro RNA)를 개발하게 됐다.  

실제, 비후화 억제 기능성 마이크로 알엔에이가 주입되거나 발현되는 유전자 변형 성체줄기세포는 현재까지 소동물 연골결손 모델에서 우수한 연골재생 효능이 검증된 상태이며, 실용화 전 단계의 연구를 계획하고 있다.
향후, 차세대 연골세포치료제의 제조 기술에 대한 안전성 연구와 임상연구를 거쳐 상용화가 될 경우, 기존 연골재생 세포치료제의 한계를 극복할 수 있는 신기술로서 전 세계 줄기세포 시장에서 주목받을 것으로 기대하고 있다.