엑소좀(Exosome)은 바이오 업계의 최첨단 연구 분야다. 엑소좀은 세포에서 분비되는 30~100nm(나노미터ㆍ10억 분의 1m) 크기의 ‘세포외 소포(Extracellular VesicleㆍEV)’로 세포 간 정보 전달 역할을 수행한다.
엑소좀은 현재 대장암ㆍ췌장암 등 암 치료 분야, 노인성 치매(알츠하이머병)ㆍ뇌졸중ㆍ우울증ㆍ분노조절장애 등 뇌 신경 분야, 코로나19 바이러스ㆍ기관지폐형성장애 등 호흡기 분야, 당뇨병, 심장 질환 등 다양한 분야에서 임상이 진행되고 있고, 기능성 식품ㆍ화장품 등에도 활용되고 있다.
이에 따라 엑소좀 연구 분야에 투자가 크게 늘어 전 세계 엑소좀 시장이 2018년 3,470만 달러에서 2023년에는 1억8,620만 달러로 급증할 것으로 예측된다.
이런 가운데 최근 부산 벡스코에서 열린 ‘2021 한국줄기세포학회 연례 학술대회’에서 엑소좀을 활용해 ‘건강한 노화(healthy aging)’에 도움을 줄 다양한 연구 진행 상황과 연구 성과가 발표됐다.
특히 문지숙 차의과학대 바이오공학과 교수는 ‘줄기세포 유래 세포외 소포(MSC-EV) 속 작은 RNA의 기능적 역할’이라는 주제 발표에서 ‘중배엽 줄기세포 유래 세포외 소포(MSC-EV)’를 활용하면 코로나19 돌연변이도 치료가 가능할 수 있다는 연구 결과를 내놨다.
문 교수는 “MSC-EV를 활용해 각 장기의 바이오마커(질병 진행 정도를 진단하는 생체 지표)를 찾고 있다”며 “여기서 발굴된 바이오마커를 활용하면 노화 질병 진단ㆍ예방과 함께 치료제 개발도 가능할 것”이라고 했다. 문 교수는 특히 MSC-EV를 활용하면 코로나19 돌연변이도 치료할 수 있을 것으로 기대된다"고 강조했다.
문 교수는 “태반 줄기세포 및 태반 부산물에서 MSC-EV를 분리해 분자 데이터를 분석한 결과, MSC-EV에 존재하는 84개의 마이크로 RNA(miRNA) 가운데 5개의 miRNA가 코로나19 바이러스의 3’ UTR(Untranslational region)과 결합해 바이러스 발현을 저해하는 것을 확인했다”고 했다. 그는 “특히 MSC-EV 속 miRNA가 코로나19 바이러스의 3’ UTR과 부작용 없이 결합했다”고 덧붙였다.
연구팀은 실험을 통해 miRNA가 코로나 바이러스 3’ UTR에 75~92%가량 결합하는 것도 밝혀냈다. 연구팀은 이를 활용해 코로나19 바이러스를 활용한 세포 실험에서 1.25~5ug의 MSC-EV를 처리했을 때 바이러스 발현이 억제된다는 사실도 규명했다.
이는 대표적인 면역 조절 인자(인터루킨-1 베타, 인터루킨-6, 종양 괴사 인자-알파) 발현을 조절해 사이토카인(신체 방어 메커니즘을 제어하는 면역 조절 단백질) 생성에 관여하는 인자 발현을 통제할 수 있다는 뜻이다.
이를 통해 최근 세계적인 관심사인 코로나19 바이러스 돌연변이와 ‘사이토카인 폭풍(cytokine stormㆍ인체에 바이러스가 침투했을 때 면역 물질인 사이토카인이 과다 분비돼 정상 세포를 공격하는 현상)’ 문제 해결도 가능할 수 있을 것이라고 전망했다.
문 교수는 “이는 코로나19 바이러스가 돌연변이돼도 3’ UTR 부분은 거의 바뀌지 않으므로 이 부위를 저해하는 치료제를 개발하면 어떠한 코로나19 바이러스 돌연변이도 치료 가능하다는 뜻”이라고 했다.
문 교수는 이어 “MSC-EV 속에 100여 개의 다양한 분자(‘화물(cargo)’로 부른다)가 존재하는데 이들 분자가 손상된 조직을 재생하고 면역을 조절하는 등 다양한 효과를 나타낸다"며 “이처럼 MSC-EV를 활용하면 항노화ㆍ항산화 효과뿐만 아니라 면역 조절 효과, 머리카락 내 멜라닌 색소를 활성화해 흰머리를 검은 머리로 되돌릴 수 있을 것”이라고 했다.