차 의과학대학교(총장 이훈규) 바이오공학과 문지숙 교수팀(박재현 박사과정, 최유리 박사과정, 임철우 통합과정, 박지민 연구교수(사진 왼쪽부터)은 태반 줄기세포 유래 세포외소포(Extracellular Vesicles, EV) 1)에서 추출한 마이크로RNA2)가 코로나바이러스감염증-19(COVID-19, 이하 코로나19)’를 예방, 치료하는 데 효과가 있다는 연구결과를 세계 최초로 발표했다.

문지숙 교수팀은 세계 각국에서 분석된 코로나바이러스 95가지의 유전체 서열 정보를 비교 분석한 결과, 변이된 코로나바이러스 RNA 유전체에서 3’ UTR(Untranslational region)이라고 불리는 메신저 리보핵산(mRNA) 3) 말단의 유전자 서열이 유사하다는 것을 확인했다. 이는 코로나바이러스가 돌연변이를 일으키더라도 3’ UTR 부분은 거의 바뀌지 않으므로, 이 부위를 저해하는 치료제를 개발하면 돌연변이된 어떤 코로나바이러스도 치료할 수 있다는 의미다.

문지숙 교수팀은 태반 줄기세포 및 태반부산물에서 세포외소포를 분리해 분자데이터를 분석한 결과, 세포외소포에 존재하는 84개의 마이크로RNA 가운데 5개의 마이크로RNA가 코로나바이러스의 3’ UTR과 결합해 바이러스 발현을 저해하는 것을 확인했다.

 
또한 마이크로RNA가 코로나 바이러스의 증식을 억제함과 동시에 뛰어난 항염증 효능을 갖고 있어 중증 코로나19 환자들의 대표적인 증상 가운데 하나인 과잉 면역반응으로 인한 사이토카인 폭풍을 막는 효과가 있다는 것을 확인했다.
 
문지숙 교수는 “태반 줄기세포에서 뽑아낸 세포외소포가 지니는 치료 효능을 활용하면 코로나바이러스 뿐만 아니라 이와 유사한 RNA 바이러스에 선제적으로 대응할 수 있는 예방 및 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 ‘코로나바이러스 및 그로부터 변이된 코로나바이러스를 억제하는 세포외소포 내 마이크로RNA의 항바이러스 효과(Antiviral effects of miRNAs in extracellular vesicles against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and mutations in SARS-CoV-2 RNA virus)’라는 제목으로 논문 사전 게재 사이트인 '바이오 아카이브(bioRxiv)’에 게재됐다.

문지숙 교수팀은 태반 줄기세포에서 세포외소포를 뽑아내는 기술을 개발해왔으며, 세포외소포가 염증 환경 및 질환 부위로 자유로이 이동할 수 있다는 특성과 뛰어난 면역 조절 기능을 가지고 있다는 장점을 활용해 다양한 질환치료제로 개발할 수 있다고 판단해 이번 연구를 진행했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 ‘줄기세포 응용 융합 원천기술 개발’사업의 일환으로 수행됐다.