안전성평가연구소(소장 송창우, KIT)는 줄기세포 분화 기술을 통해 세포를 파괴하지 않고 실시간으로 화학물질의 독성 및 발암 가능성을 탐색하는 플랫폼을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 Cytochrome P450(CYP1A1)에 유전자 편집 기술을 사용해 형광단백질을 표지한 인간 유도만능 줄기세포를 개발해 살아 있는 세포의 AHR 활성도를 실시간으로 측정할 수 있게 됐다. AHR은 세포에 들어온 다이옥신과 벤조피렌과 같은 발암물질들을 감지하는 센서로 활용되는 수용체다.

한편, Cytochrome P450 1A1(CYP1A1)은 AHR을 확인하는 지표로 사용되며 AHR이 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 보인다.

기존에는 CYP1A1의 발현 정도를 측정하기 위해 세포를 파괴해 내부의 단백질이나 RNA를 확인했으나 형광단백질을 부착한 CYP1A1을 통해 세포파괴 없이 적은 비용으로 빠르게 약물 반응을 분석할 수 있게 됐다. 또한 유도만능 줄기세포를 이용했기 때문에 연구자가 원하는 다양한 세포 형태로 분화를 유도해 AHR의 활성 및 CYP1A1의 증감 양상을 분석할 수도 있다.

안전성평가연구소 박한진 박사는 “AHR은 외부물질의 암 발생 기전 위주로 연구됐으나 최근에는 면역계 조절과 이와 관련된 세포분화에서의 중요성이 새롭게 밝혀지면서 약물표적으로서의 관심이 높아지고 있다”며 “이번 연구를 통해 AHR 관련 약물들을 선별해내는 데 유용하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 생물학 분야 저널 The FASEB(The Federation of American Societies for Experimental Biology) Journal에 논문명 ‘Live-cell screening platform using human-induced pluripotent stem cells expressing fluorescence-tagged cytochrome P450 1A1’, (주1저자) 안전성평가연구소 세포모델연구그룹 김지우 전임연구원, 임일균 박사, (교신저자) 안전성평가연구소 세포모델연구그룹 박한진 박사 등으로 게재 승인됐으며, 국내 및 국제 특허 역시 올해 6월 중 출원될 예정이다.