김동욱 교수가 주목을 받고 있다. 연세대학교 의과대학 생리학교실 교수로 재직 중인 김동욱 교수는 일본 문부성 국비장학생으로 선발되어 1996년 일본 동경대에서 박사학위를 받았다.

예일대와 하버드 의대에서 오랜 연구생활을 한 후 연세대 의대 교수로 부임한 김동욱 교수는 2006년 황우석 줄기세포 사태 이후 범부처 국가 줄기세포 종합계획수립 위원장으로 국가 줄기세포 10개년 종합계획을 세우는 데 큰 공헌을 하였다.

한국 줄기세포 분야의 도약을 주도하다

▲ 김동욱 교수는 국제줄기세포학회에서 업적을 인정받아 우수토론자로 선정된 바 있다.

지난 2006년부터 교과부 21세기 프론티어사업 중 하나인 세포응용연구사업단 단장을 맡았던 김동욱 교수는 최하위 세포사업단을 2012년 종료할 당시 최우수 사업단으로 변모시켰다. 또 사업단 단장으로 직접 선두에 나서서 침체되었던 우리나라 줄기세포 연구 분야를 세계수준으로 끌어 올리고, 실추되었던 한국 줄기세포 분야의 국내외 신뢰 회복을 위해 큰 역할을 하였다. 이러한 노력 속에서 국제줄기세포포럼 한국대표, 아시아 태평양 줄기세포 네트워크 한국대표, 국제줄기세포학회 국제 분과 한국대표를 역임하며 활동하였고, 국내적으로는 한국줄기세포학회 이사 등을 역임하고 있으며 현재는 세포응용연구사업단 단장으로 임무를 마친 후, 2012년부터 줄기세포기반 신약개발사업단을 이끌고 있다. 김 교수는 “약 10여 개 팀으로 구성된 신약개발사업단은 약 100여 명의 연구원이 참여하고 있다”면서 “사업단은 줄기세포를 기반으로 한 신약 스크리닝 시스템을 개발하는 것이 목적인데, 줄기세포에서 분화된 간세포, 심근세포, 신경세포 등을 이용해 기존의 동물대신 신약의 독성을 테스트하는 시스템을 개발하고, 환자유래 역분화줄기세포 등을 이용해 유효성 있는 신약을 개발하는 것 등을 주요 내용으로 하고 있다”고 설명했다. 김 교수가 이끄는 줄기세포 선도 연구센터와 신경계 줄기세포 연구센터는 총 9개 팀이 참여하고 있는데, 배아 및 역분화줄기세포로부터 분화기술을 이용하여 인체세포와 유사한 세포를 만들고, 이 분화 세포를 각종 질병에 적용하는 연구가 주된 내용이다. 현재 김동욱 교수가 수행하고 있는 줄기세포 연구의 최종 목표는 환자 유래 iPS세포를 이용해 질병의 원인 규명과 신약 개발 그리고 세포치료제를 개발하는 데 있다. 세포치료제 개발에는 iPS세포 이외에 배아줄기세포 등 다른 줄기세포 연구도 같이 병행하고 있다. 파킨슨병, 척수손상, 뇌졸중, 부신백질이영양증 등 신경계질환이 주된 연구 내용이다. 파킨슨병 세포치료제로 사용가능한 도파민 신경세포의 경우, 앞으로 좀 더 파킨슨병과 가까운 도파민 신경세포를 만들어 이를 활용하고자 노력하고 있다. 보통 뇌의 여러 부위에 존재하는 일반적인 도파민 신경세포들보다는 파킨슨병이 생기는 중뇌 부위의 도파민 신경세포가 세포치료제로서 더욱 효과가 큰 것으로 나타나고 있다. 현재 iPS세포 및 배아줄기세포로부터 이런 중뇌 특이적 도파민 신경세포를 만드는데 상당히 진전된 결과를 가지고 있다. 생쥐 파킨슨 모델에서는 좋은 행동 회복 결과를 보이고 있어 원숭이를 대상으로 실험을 계획 중이다. 김 교수는 “척수 손상의 경우 iPS세포 및 배아줄기세포로부터 분화시킨 올리고덴드로사이트가 동물 모델에서 상당히 우수한 행동회복 결과를 보이고 있다”면서  “앞으로 좀 더 해결해야 할 문제는 세포의 대량 배양, 이식 후 안전성 문제 등이다”고 말했다. 최근에는 안전성, 유효성이 뛰어난 신경세포의 생성 및 분리에도 성공한 상태이다.

줄기세포치료제 및 신약개발을 선도하다
김동욱 교수는 2008년도에 배아줄기세포로부터 세계 최고 수율의 도파민신경세포 분화 및 생성에 성공해 PNAS, Nature Protocols 등에 발표하였고, 그해 국제줄기세포학회에서 업적을 인정받아 우수토론자로 선정된 바 있다. 2010년 9월에는 김 교수의 신경세포분화기술이 선진국 18개 국가가 참여하는 국제 줄기세포 포럼에서 국제 표준화기술로 선정되어 각국 줄기세포주들을 모아 신경세포로 분화시키는데 이 방법을 사용하도록 권고한 바 있다. 2011년 5월에는 파킨슨병 환자, 알츠하이머 환자 등 많은 환자군에서 환자유래 역분화줄기세포주 약 50개를 만들어 역분화줄기세포 은행을 만들고 국내 연구자들에게 무상으로 분양하며 연구에 이용할 수 있도록 해주고 있다. 김 교수의 연구실에서도 부신백질이영양증 환자유래 역분화줄기세포를 이용하여 이 난치병의 원인과 신약개발 가능성을 최초로 Annals of Neurology에 발표하여 세계적으로 큰 관심을 불러 일으켰다. 또한 김동욱 교수는 배아줄기세포로부터 척수손상에 쓰이는 희소돌기아교세포로의 고효율 분화를 미국 Geron사에 이어 세계 2번째로 성공하였고, 배아줄기세포에서 가바(GABA) 신경세포를 만들어 만성통증에 적용하는 연구를 성공하여 각각 줄기세포 전문학술지에 발표하였다. 김동욱 교수의 여러 가지 신경세포로의 분화기술들은 그 임상적 가치 때문에 많은 특허로 출원되었으며, 이들 중 국제표준화분화기술과 기형종 억제방법 등 관련 특허 5개는 2011년 11월 (주)바이넥스에 약 50억원의 고정기술료와 일정비율의 경상기술료를 받고 기술이전 되었다. 현재 김동욱 교수와 (주)바이넥스는 이 기술들을 실용화하여 파킨슨, 척수손상 등 난치성 신경계질환 치료제를 개발하고자 긴밀한 협조 속에 상용화에 박차를 가하고 있다. 이러한 세포치료제가 개발된다면 미래 난치성 환자들에게 큰 희망을 줄 수 있을 것으로 보인다. 줄기세포는 허상도 아니고 만병통치약도 아니다. 현재 줄기세포를 이용한 질병치료에서 조금씩 치료효과들이 나타나고 있다. 따라서 이것을 보편적 치료법으로 만들기 위해서는 상당히 많은 기초 및 응용연구가 필요하다. 김 교수는 “이를 기존 치료법들과 병용하면 좋은 시너지 효과를 낼 수 있을 것”이라며 “줄기세포 연구는 아직도 많은 연구가 필요하기 때문에 줄기세포 치료법은 미래의학으로 생각해야 한다. 질병 하나를 치료하기 위해 수십 년 이상의 연구가 필요한 것처럼 제대로 된 세포치료제 개발을 위해서도 많은 시간과 노력이 필요하다”고 피력했다. NM