동국대학교(총장 윤재웅)는 화학과 김종필 교수 연구팀이 생체 내 Oct4 전사인자 기능을 효율적으로 모사할 수 있는 인공나노입자를 통해 생체 내 세포의 ‘노화를 되돌리는’ 부분적 역노화 리프로그래밍 기술을 세계 최초로 발표했다고 밝혔다.

연구팀은 동국대 화학과의 김종필 교수(교신저자), 김홍원 교수(제1저자), 김준엽 교수(공동 제1저자, 이하 동국대)와 함께 Rutgers University의 이기범 교수(공동교신), 이의연 연구원(공동 제1저자)로 구성됐다. 이번 연구는 세계적 권위의 학술지 『Advanced Functional Materials』에 2025년 4월 16일 발표(IF: 19)됐으며, 인공아체세포(Artificial Blastema Cell)라는 새로운 세포 재생 유도 기술을 통한 생명 연장을 구현하면서 주목을 받고 있다.

  ▲ 김 종필 교수

노화는 삶의 질과 직결되는 중요한 의료 과제로, 최근 글로벌 바이오메디컬 분야에서 주목받는 선도적 연구 영역이다. 특히, 노화 관련 질환이나 난치 퇴행성 질환들은 특정 치료법이 없고 근본적인 회복이 어려운 만큼, 노화를 지연하거나 노화 세포의 시간을 되돌릴 수 있는 기술에 관심이 높아지고 있다.

기존 세포 리프로그래밍 기술은 세포의 운명을 거꾸로 돌릴수 있다는 개념만 제시하였을 뿐, 실질적인 역노화 유도 기술은 존재하지 않았다. 하지만, 이번에 개발된 ‘Oct4 인공나노 입자기반 부분적 역노화 기술’은 생체 내에서 우리가 원하는 수준으로만 세포의 시간을 거꾸로 되돌리는 부분적 역노화 재생을 효과적으로 구현했다. 

인공아체세포는 손상된 조직에서 자연적으로 재생을 유도하는 아체세포(Blastema Cell)와 유사한 특성을 가지며, 최근 포유류에서도 부분적 리프로그래밍을 통해 이와 유사한 세포 상태를 유도할 수 있음이 일부 연구를 통해 밝혀진 바 있다.

특히, 이번 연구는 Oct4 타깃 유전자만 효율적으로 발현·조절하는 특징을 모사할 수 있도록 Oct4 인공나노입자를 설계했다. 연구 결과에 따르면, Oct4 모사 인공나노입자를 적용한 세포들은 노화 지표가 상당 부분 개선되고 조직 기능이 향상됐으며, 세포의 생존 기간 역시 유의미하게 연장된 것으로 나타났다. 이는 포유류에서도 효과적이고 안전하게 생체 내 인공아체세포를 통한 재생이 가능함을 의미한다.

또한, 이번 역노화 리프로그래밍 기술은 정밀한 인공아체세포의 생체 내 유도를 실현한 사례로, 세포의 완전한 역분화가 아닌 시간을 되돌리는 부분적 역분화 리프로그래밍을 통해 종양원성 없이 재생력을 회복시킨 점에서 의의가 크다.

김종필 교수는 “이번 연구는 Oct4 인공나노입자를 활용해 세포를 완전히 초기화시키지 않으면서도 젊은 수준의 상태로 효과적으로 되돌릴 수 있게 됐다”고 강조했다. 이어 “생체 내 인공아체세포 유도를 통한 생명연장 기술을 실제로 구현했다는 점에 의미가 있다”며, “향후 다양한 난치성 노화질환 치료에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 기대감을 전했다.

한편, 이번 연구는 인공아체세포 기반 재생치료 기술개발사업, 대학중점연구소 사업 및 범부처 재생의료기술 개발사업의 지원을 받아 수행됐다.