[메디칼타임즈=최선 기자] 알츠하이머병 줄기세포 치료의 가장 큰 한계로 지적돼 온 '효과 예측의 불확실성'을 줄일 수 있는 핵심 생물학적 지표가 세계 최초로 규명됐다. 치료에 사용되는 줄기세포의 품질을 사전에 가늠할 수 있는 기준이 제시되면서, 향후 임상 적용과 상용화 가능성에도 의미 있는 진전이 기대된다.

24일 가톨릭대학교 여의도성모병원과 서울성모병원 공동 연구팀은 비염 수술 과정에서 확보한 하비갑개 조직으로부터 분리한 신경능선 유래 줄기세포(NTSCs)를 정밀 분석한 결과, 줄기세포 내 '뮤즈(Muse) 세포'의 비율이 알츠하이머병 치료 효능과 밀접하게 연관돼 있음을 확인했다고 밝혔다.

뮤즈 세포는 SSEA3와 CD105 단백질을 발현하는 다분화 능력의 줄기세포 아형으로, 조직 재생과 손상 회복에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

연구팀에 따르면 공여자가 다른 줄기세포를 비교 분석한 결과, 뮤즈 세포 비율이 높은 세포일수록 증식 능력과 분화 잠재력이 뛰어나고, 신경세포 보호에 관여하는 다양한 사이토카인을 분비하는 등 전반적으로 우수한 생물학적 특성을 보였다. 이는 기존 줄기세포 치료에서 공여자별 편차로 인해 치료 효과가 크게 달라졌던 문제의 원인을 설명하는 단서로 해석된다.

실제 치료 효과 검증에서도 뚜렷한 차이가 확인됐다. 연구팀은 알츠하이머병 모델 생쥐인 5×FAD mouse model와 환자 유래 Brain Organoid에 해당 줄기세포를 투여한 결과, 뮤즈 세포 비율이 높은 경우 ▲인지 기능 개선 ▲아밀로이드 베타 축적 감소 ▲타우 단백질 과인산화 억제 ▲신경염증 감소 ▲신경세포 재생 촉진 등 전반적인 병리 지표에서 유의미한 개선 효과를 보였다. 특히 이러한 효과는 별도의 정제 과정을 거쳐 순수 뮤즈 세포만을 분리해 투여한 경우와 유사한 수준으로 나타났다.

주목할 점은 배양 과정에 따라 뮤즈 세포 비율이 변한다는 사실이다. 연구팀은 특정 배양 단계에서 이 비율을 정밀하게 측정하는 것이 치료 효과가 높은 세포를 선별하는 핵심 품질 관리 지표(QC, Quality Control)가 될 수 있다고 설명했다. 즉, 동일한 공여자에서 유래한 세포라도 배양 타이밍에 따라 치료 효능이 달라질 수 있다는 의미다.

연구를 주도한 임정연 박사는 "공여자 특성에 따른 치료 결과 변동성을 극복하기 위해 진행한 연구에서 뮤즈 세포 비율이 치료 효능을 예측하는 핵심 지표임을 확인했다"며 "배양 과정 중 특정 시점에서 이 비율을 분석하는 것이 고효능 세포를 선별하는 기준이 될 것"이라고 밝혔다.

임현국 교수 역시 "향후 뮤즈 세포 비율과 투여 용량 간의 정량적 상관관계를 규명하는 대규모 연구가 이어진다면, 알츠하이머병을 비롯한 다양한 신경퇴행성 질환에서 줄기세포 치료의 임상 적용 가능성이 한층 높아질 것"이라고 전망했다.

이번 연구는 보건복지부 치매극복연구개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 Translational Neurodegeneration 2026년 3월호에 게재됐다.