연세대 의대 생리학교실 김동욱 교수팀의 연구가 ‘2019년 국가 연구개발 우수성과 100선’에 선정되었다. 이번 선정은 국가지원 연구과제 총 6만3000여개 중 부처별 추천 과제들을 대상으로 심사를 진행하여 최종 결정되었다. 우수성과 100선 중 생명 및 해양 분야에는 총 23개 과제가 선정되었다. 이번 선정 제목은 「배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포(iPS cells)로부터 고효율 신경세포분화 방법을 이용한 난치성 세포치료제 개발」이다.

배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포(iPSC)와 같은 전분화능 줄기세포는 줄기세포 종류에 따라 세포 분화 수율이 서로 크게 다르다. 따라서 내재적 경향성에 관계없이 모든 세포주를 신경세포로 잘 분화시키는 보편적이고 효율적인 분화법의 개발이 필요하게 되었다.

 김 교수팀은 저분자화합물을 사용하여 두 가지 특정 신호 전달체계(BMP와 Activin/Nodal signaling pathways)를 제어함으로써 모든 전분화능 줄기세포로부터 내배엽과 중배엽성 세포 분화를 강력히 차단하고, 신경세포를 효율적으로 분화 유도할 수 있는 기술을 개발하였다. 이 분화법을 사용하면 세포주들의 서로 다른 분화 경향성을 극복하고 모든 줄기세포주를 전부 고수율 신경세포로 분화시킬 수 있다. 이 기술은 표준화가 매우 쉬우며, 신경세포로의 제작 기간을 단축할 수 있다. 이 기술은 유럽 11개국에 특허로 등록되었으며 미국, 일본, 한국에도 특허 등록되었다. 이후 후속 연구를 통하여 발암성이 근본적으로 제거된 안전한 신경세포인 PSA-NCAM 양성 세포로 분화시키고 분리하는 기술 및 활용기술도 개발되어 일본과 한국 등에 특허로 등록되었으며, 도파민 세포 분화 기술도 특허 출원되었다. 이러한 기술들은 기업체에 기술 이전 되어 척수손상, 파킨슨병 등 난치성 질환 세포치료제 개발에 활용되고 있다.