심장질환 중에서도 심근경색은 건강보험심사평가원 자료에 따르면 초기 사망률이 30~50%로 높을 뿐 아니라 발병 후 손상된 심장은 복구가 되지 않아 심각한 합병증을 가져올 수 있다.  

이를 치료하기 위해 줄기세포를 비롯한 여러 연구들이 활발히 진행 중인 가운데, 최근 타치료제 사이에서도 개발 시 자주 사용되는 세포를 활용한 연구들이 떠오르고 있다.

기초과학연구소 임상의학지(Journal of Clinical Investigation, IF 13.251)에 게재된 ‘앤지오포이에틴2 단백질(Angiopoietin-2, Angpt2)의 허혈성 심질환 내 역할’ 논문에 따르면 심근경색 이후 과발현되는 Angpt2가 심근경색 진행과 이로 인한 심부전 발생을 촉진시킨다는 사실이 확인됐다.

Angpt2는 혈관내피세포에서 분비되는 혈관 성장 조절인자로, 허혈성 심질환인 심근경색 혹은 심부전 환자의 혈액에서 이 인자의 농도가 매우 높게 측정된다. 이를 이용한 실험결과, Angpt2 발현이 없는 생쥐에서는 염증 접합 물질이 적게 발현되고 이로 인해 호중구의 유입이 감소함을 확인됐다. 

이는 내피 세포-중간엽 이행 과정(Endothelial to Mesenchymal Transition)에 Angpt2가 주요하게 관여해 혈관의 변형을 유도하고 장기의 조직을 섬유화시키고 기능까지 감소시킬 수 있다고 나타냈다.

다른 연구로 ‘엑소좀’을 이용한 연구도 진행 중이다. 엑소좀은 세포가 분비하는 50~150nm(1nm는 10억분의 1m)의 작은 소포체로 현재 면역항암제 개발에 많이 사용되고 있다. Liu et al. Cell Death Discovery (2019 5:79)에 따르면 섬유아세포에 엑소좀을 적용하면 줄기세포로 만들지 않아도 심근세포로 분화된다는 사실을 알아냈다.

연구팀에 따르면 엑소좀과 지방유래줄기세포(ADSC)를 함께 배양한 심근세포의 세포자살 비율은 약 80% 증가하고 엑소좀을 처리한 심근세포에서는 세포자살의 비율이 30%정도 증가에 그치는 것이 확인됐다. 

엑소좀은 4시간 이내에 심장근세포에 흡수되기 시작해 24시간까지 거의 모두 흡수되는 것으로 나타났다. 이는 엑소좀이 ADSC보다도 심근세포 보호작용에 더 강하게 작용한다는 사실을 보여준다. 

한창 신약개발 트렌드로 떠오르는 ‘miRNA(마이크로 RNA)’도 심장에 투여 시 손상된 조직과 기능을 되살릴 수 있다는 연구가 있다.

서큘레이션 리서치(Circulation Research) 최근호에 게재된 연구보고서에 따르면 모신 칸 생리학 교수팀은 심장마비를 일으킨 생쥐에 2주 동안 miR-294를 투여한 후 두 달 뒤 심장 기능이 현저히 개선되고 손상 조직도 눈에 띄게 줄었다고 밝혔다.

즉, miR-294를 투여한 심장 세포에서는 멈췄던 세포 분열 주기가 다시 작동하기 시작하면서 손상된 세포들이 재활성화돼 세포 분열 능력을 회복했음을 나타내는 것이라고 연구팀은 설명했다.

‘수지상세포(dendritic cells; DC)’를 이용한 연구도 있다. 수지상세포란 항원제시세포로 항원물질을 처리해 세포표면에 발현, T세포에게 공격할 상대를 제시하고 면역반응을 일으키는 역할을 한다.

4일 면역질환 R&D 심포지엄에서 발표된 장기욱 교수연구팀에 의하면 수지상세포는 T- cell을 활성화해 심근경색 후 발생되는 대식세포 표현형 과정에서 염증반응을 회복과정으로 바꿔 심실 재형성(adverse remodeling)을 방지한다. 

실제 동물시험에서도 심근경색을 가진 쥐에서 28일 간 관찰한 결과, 내성 수지상세포(tolerogenic DC, tDC)투여군의 생존률은 80%를 웃도는 데 비해 플라시보군은 약 60%로 나타났다. 또한 섬유화 부분과 경색된 부분도 현저하게 줄어드는 것으로 밝혀졌다. 위 연구는 현재 7월 IND 승인 예정에 있다.