진보된 줄기세포 연구를 통해 국위 선양에 이바지

신경계 줄기세포치료제 연구

창조·혁신 브레인 ‘연세대 의과대학 김동욱 교수’

현재 연세대학교 의과대학에 몸담고 있는 김동욱 교수는 1986년 고려대학교를 졸업하고 일본 문부성 국비 장학생으로 선발되어 1996년 일본 동경대학에서 박사 학위를 취득하였다. 그 후 예일대학교 연구원 및 하버드 의과대학 전임강사를 거쳐 현재의 자리에 서게 된 김 교수는 2006년 황우석 줄기세포 사태 이후 범부처 국가 줄기세포 종합계획수립 위원장으로 국가 줄기세포 10개년 종합 계획 수립에 큰 공헌을 하였다. 또한 2006년부터는 교육과학기술부의 21세기 프론 티어 사업 중 하나인 세포응용연구사업단의 단장으로서 침체되었던 대한민국 줄기세포 연구 분야의 국내외 신뢰 회복을 위해 직접 선두에 나서 국내의 줄기세포 연구 기술력을 세계 수준으로 끌어 올렸다. 그리고 세포응용연구사업단을 최우수 사업단으로 변모시켰다. 이러한 과정 속에서 김 교수는 국제줄기세포포럼 한국대표, 아시아 태평양 줄기세포 네트워크 한국대표, 국제줄기세포학회 국제 분과 한국대표를 역임하였고, 국내에서는 한국줄기세포학회 이사 등을 역임하였다. 지난 2012년부터는 세포응용연구사업단에 이어 ‘줄기세포기반 신약개발사업단’을 이끌어 가고 있다. 약 10여 개의 팀으로 구성된 신약개발사업단은 현재 100여 명의 연구원이 참여하여 ‘줄기세포를 기반으로 한 신약 스크리닝 시스템 개발’을 목표로 삼고, 기존의 동물을 통한 독성 테스트 대신 줄기세포에서 분화된 간세포, 심근세포, 신경세포 등을 이용하는 독성 테스트 시스템을 개발하고, 한편으로는 환자 유래 역분화줄기세포 등을 이용하여 유효성 있는 신약후보 개발 연구를 수행하고 있다. 김 교수가 이끄는 또 하나의 줄기세포 선도 연구센터와 신경계 줄기세포 중개연구센터는 배아 및 역분화줄기세포로부터 분화 기술을 이용하여 인체 세포와 유사한 세포를 만들고 이 분화 세포를 각종 질병에 적용하는 연구에 중점을 두고 진행하고 있다.

‘분화’란 초기 단계의 세포가 각 조직으로서의 특성을 갖게 되는 과정을 말하는데, 그 대표적인 예는 정자와 난자가 결합하여 만들어진 ‘수정란’이라는 하나의 세포가 발생과정을 통해 뼈, 심장, 피부 등의 다양한 조직 세포로 만들어지는 과정이다. ‘배아 또는 역분화줄기세포’는 이러한 분화능력은 가지고 있으나, 아직 분화는 일어나지 않은 ‘미분화세포’로 적절한 조건을 맞춰주면 다양한 조직 세포로 분화가 가능하다. 따라서 줄기세포의 이러한 분화능력을 이용하여 손상된 조직을 재생하는 등의 치료에 응용하기 위한 연구는 일찍부터 진행되어 왔다.

의학의 발달을 위한 연구자로서의 사명

김동욱 교수가 현재 수행 중인 줄기세포 연구는 환자 유래 iPS 세포를 이용하여 질병의 원인 규명과 신약 개발 그리고 세포치료제 개발이라는 최종 목표를 지니고 있다. 세포치료제 개발에는 iPS 세포 이외에 배아줄기세포 등 다른 줄기세포 연구도 병행하고 있다. 주된 연구 분야는 역분화 줄기세포(iPS cells) 생성 기작 및 질병 모델에 대한 연구, 배아줄기세포 및 iPS 세포로부터 각종 신경세포로의 분화에 관한 연구, 파킨슨 병, 척수 손상, 뇌졸중 등 뇌척수 질환에 줄기세포의 적용 연구, 줄기세포의 세포 생물학적 특성 및 발생에 대한 연구, 부신백질이영양증 등 난치병에 대하여 환자유래 iPS 세포를 이용한 신약 개발’ 등 5개의 연구 분야로 나뉜다.

김 교수는 “파킨슨 병 세포치료제로 사용 가능한 도파민 신경세포의 경우, 향후 파킨슨 병과 가까운 도파민 신경세포를 생성하여 이를 활용하고자 노력 할 것”이라며 “보통 뇌의 여러 부위에 존재하는 일반적인 도파민 신경세포들 보다 파킨슨 병이 생기는 중뇌 부위의 도파민 신경세포가 세포치료제로써 더욱 큰 효과를 보인다”며 연구의 밝은 전망을 예측했다.

그리고 현재 iPS 세포 및 배아줄기세포로부터 중뇌 특이적 도파민 신경세포 생성에 대한 연구 결과를 얻고 있고 이러한 세포가 생쥐 파킨슨 모델에서 긍정적인 행동 회복 결과를 보이고 있어 추후 원숭이를 대상으로 한 실험 진행의 계획을 밝혔다. 또한 척수 손상의 경우 iPS 세포 및 배아줄기세포로부터 분화시킨 올리고덴드로사이트가 동물 모델에서 상당히 우수한 행동 회복 결과가 나타났음을 알리며 김 교수는 앞으로 ‘세포의 대량 배양과 이식 후 안전성의 문제를 과제로 삼아 해결해 나갈 것’을 피력하며 성공적인 연구를 위한 강한 의지를 내비쳤다.

자부심과 동기부여 위한 효과적인 과학 정책 필요

인터뷰 시작과 동시에 “과학 기술이 곧 국가 발전의 원동력이다”라는 메시지를 전하는 김동욱 교수는 과학기술 발전을 위해선 예산의 증액도 중요하지만 이보다 더 중요한 것이 ‘과학 기술인으로서의 자부심, 긍지, 동기 부여’임을 강조했다. “국내의 우수한 청소년들을 과학 기술 분야로 끌어 들이기 위해서는 과학 기술인으로 성공한 롤 모델이 많아야 한다”며 “따라서 질적으로 우수한 스타 과학자 배출을 지금보다 더 많이 하기 위한 프로그램의 활성화 및 다양한 지원 대책 마련이 필요하다. 이러한 체계적인 정책이 당대에는 물론 후대에도 존경받는 롤 모델 과학자를 많이 만들 수 있다”고 역설했다. “또 현재의 많은 비정규직 연구자들의 정규직 전환 시스템을 통하여 과학자로서의 자부심과 긍지를 고취하여 그들의 연구 활동에 활력을 불어넣어야 한다. 그리고 연구원에게 다양한 보험 지원 및 혜택을 주기 위해 연구비의 활용 폭을 넓혀야 한다”고 말했다. 또한 정부 연구비는 기업과의 분명한 역할 분담을 통해 기초 연구에 대한 적극적인 투자가 이루어져야하고, 마지막으로 과학기술부는 고유의 독립 부서로서 그 형태를 유지해야 함을 강조했다. 김동욱 교수는 지난 정부에서 교육부와의 통합으로 단순한 교육 현안에 과학 기술과 관련된 주요 내용이 묻히는 좋지 않은 결과를 초래했다. 현 정부에서도 이러한 점을 감안하여 순수 과학 기술의 지원 정책에 소홀함이 없어야 한다”고 피력했다.

줄기세포(STEM CELL)란 여러 종류의 신체 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포를 일컬으며 ‘원시 세포’ 라고도 한다. 손상된 조직을 재생하는 등의 치료에 응용하기 위한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있는 가운데 연세대학교 의과대학 김동욱 교수팀(의과대학 생리학교실)은 우수한 줄기세포 분화기술 개발에 성공하며 ‘국제 표준 기술 선정’이라는 업적을 남겼다. 이에 시사매거진에서는 4월21일 과학의 날을 맞이하여 김동욱 교수를 대한민국을 빛내는 '대한민국 POWER BRAIN'으로 선정하고 그를 통해 대한민국 의료과학 기술의 지속발전가능성과 기술 진보를 위한 과학기술 정책에 대해 알아보았다.

이애리 기자 다른기사 보기