한의약 기반 ‘성장재생 제제’, 줄기세포 보호 입증…“재생의학의 새 가능성”

[한의신문] 한의약 기반 성장재생약침 제제가 산화 및 염증 스트레스 환경에서도 줄기세포를 산화·염증 스트레스로부터 보호하는 것으로 확인됐다.

동서비교한의학회(회장 김용수)와 원광대 한의대 이정한 교수팀이 공동 수행한 이번 연구는 성장재생약침이 인체 유래 줄기세포와 신경세포, 면역세포를 보호하는 기능을 과학적으로 규명했다는 점에서 한의약 기반 재생의학 분야의 새로운 가능성을 제시하고 있다.

해당 연구는 한방재활의학과학회지(Journal of Korean Medicine Rehabilitation) 1월호에 ‘성장 재생 약침 제제의 줄기세포 보호 효과 연구’라는 제하의 원저 논문으로 게재되며 눈길을 끌고 있다.

◎ 첨단 한의 바이오 인프라 기반 ‘성장재생약침’ 개발

중간엽 줄기세포(MSC)와 지방유래 줄기세포(ADSC)는 다양한 질환 치료에 활용 가능성이 제시돼 왔으나 임상 현장에선 허혈·저산소·염증 등 병리적 미세환경으로 인해 생착률이 낮아지는 한계가 있다. 이에 동서비교한의학회 중앙연구소는 치료 효과를 높이기 위한 전처리 및 병용 물질 연구를 활발히 진행하며, 한의약 기반 물질이 줄기세포 생존력 향상에 기여할 가능성을 제시했다.

연구소는 구판, 마골, 연어이리 유래 PDRN, 락토페린을 주요 성분으로 하는 ‘성장재생약침 제제(GRPF)’를 개발했다. 구판과 마골은 신장 기능 강화와 골·근육 보강에, 연어이리 유래 PDRN과 락토페린은 조직 재생과 항염·면역조절 기능을 통해 치료·회복 분야에서 활용 가치가 높은 소재로 평가된다.

또한 연구소는 기존 열수 추출 방식의 한계를 보완하기 위해 효소 가수분해 공정과 초고압 균질화 기술을 적용했다. 이를 통해 고분자 단백질을 저분자 펩타이드 형태로 전환하고, 나노화 공정을 거쳐 생체 이용률을 높였다. 완성된 약침 제제는 pH 7.4, 염도 0.09%로 생체 적합성을 확보했으며, 표준화된 공정을 통해 품질의 재현성도 강화했다.

◎ 줄기세포·신경·면역세포 대상 독성 평가 후 스트레스 모델 구축 

이번 연구에선 인체 유래 중간엽 줄기세포(hMSC), 지방유래 줄기세포(hADSC), 신경세포(SH-SY5Y), 대식세포(RAW264.7)를 대상으로 실험을 실시했다. 먼저 CCK-8 검사를 통해 약침의 세포 독성을 평가한 결과 4 mg/mL 이하 농도에서는 모든 세포주에서 유의한 독성이 나타나지 않았고, 일부 줄기세포에서는 오히려 생존율이 소폭 증가하는 경향도 확인됐다.

연구팀은 이를 바탕으로 4 mg/mL를 후속 실험의 기준 농도로 설정한 데 이어 과산화수소(H₂O₂)를 이용한 산화 스트레스 모델과 LPS를 이용한 염증 스트레스 모델을 구축해 NRU 검사를 실시했다.

- (왼쪽) Evaluation of the cytotoxicity of GRPF in human-derived stem cells (hADSC, hMSC), neuroblastoma cells (SH-SY5Y), and macrophage (RAW264.7).

- (오른쪽) Cytoprotective effects of GRPF against H₂O₂-induced oxidative stress.

◎ 산화 스트레스 환경서 줄기세포 보호 효과 확인…18%까지 회복

성장 재생 약침은 세포 독성을 나타내지 않으면서도 산화 스트레스 조건에서 중간엽 줄기세포 생존율 약 8% 회복, 지방유래 줄기세포에서는 최대 18% 이상 생존율 회복 효과를 보였다.

또한 신경세포에서는 14.6%, 대식세포에서는 11.1%의 생존율 회복 효과가 각각 확인됐으며, 현미경 관찰 결과에서도 약침 전처리군은 세포 밀도가 증가하고 형태 손상이 감소하는 양상을 보였다.

연구팀은 이러한 결과가 약침에 포함된 항산화·세포보호 성분들의 복합 작용에 기인한 것으로 분석했다.

연구팀은 “기존 한약 추출의 한계를 넘어 생체 이용률과 세포 흡수성을 높인 그것이 이번 결과의 핵심”이라며 “한약을 현대 재생의학 관점에서 재해석한 융합 연구”라고 설명했다.

- (왼쪽) Representative microscopic images showing the cytoprotective effects of GRPF under oxidative stress conditions.

- (오른쪽) Cytoprotective effect of GRPF against LPS-induced inflammatory damage in RAW264.7 macrophages.

◎ LPS 모델서 생존율 회복…항염증 기전 주목

염증성 스트레스 모델에서도 성장재생약침의 효과는 뚜렷했다. LPS 처리로 생존율이 54.3%까지 감소한 대식세포는, 약침 전처리 후 70.7%로 회복되며 약 16.4%의 유의한 증가를 보였다.

이는 약침이 단순한 항산화 효과를 넘어, 염증 반응이 동반된 환경에서도 세포 생존을 보호할 수 있음을 시사한다.

연구팀은 해당 결과가 락토페린과 PDRN의 항염증 신호 활성화, 미토콘드리아 기능 보호 효과와 연관돼 있을 가능성이 크다고 해석했다.

김용수 회장은 “서양의학 줄기세포 배양 치료의 가장 큰 한계는 이식 후 생존율 저하”라면서 “이번 연구는 약침이 줄기세포 생존율 증가와 줄기세포 미세환경을 보호하고. 항염증 효과에 대해 과학적으로 보여준 첫 단계이며, 서양의학 줄기세포 배양 치료와 차별성을 확인한 것”이라고 밝혔다.

이정한 교수 역시 “향후 동물실험과 임상 연구를 통해 성장·재생·퇴행성 질환 분야에서의 적용 가능성을 확대할 계획”이라며 “한의약 줄기세포 활성화 치료 영역의 학문적 토대를 강화하는 계기가 될 것”이라고 평가했다.

특히 복합 성분의 다중 표적 작용이 단일 성분보다 안정적인 보호 효과를 나타냈을 것으로 분석된다.

◎ 난치·항노화까지…“한의약으로 줄기세포 치료 패러다임 확장 기대”

이번 연구에서 지방유래 줄기세포에서 가장 큰 보호 효과가 관찰되면서 향후 조직 재생 및 미용·재생 분야에서의 활용 가능성도 주목된다.

김용수 회장은 “성장재생약침이 줄기세포 치료의 병행 전략으로서 미세환경 조절과 세포 보호에 기여할 수 있다”며 “재생의학 분야에서 보조 제형으로 활용될 잠재력이 있다”고 평가했다.

그는 이어 “이번 연구가 단순한 약효 검증을 넘어 한의학 약침 치료가 재생의학에서 줄기세포 배양술과 차별성을 제시했다는 점에서 의미가 크다”면서 “앞으로도 대학·연구기관과의 공동연구를 통해 한의약 기반 재생치료의 과학화·표준화를 지속적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다.

약침 제형을 활용한 줄기세포 보호 전략은 향후 난치성 질환 치료, 조직 재생, 항노화 의료 등 다양한 영역으로 확장될 수 있을 것으로 전망된다. 한의약 기반 융합 연구가 과학적 근거를 축적하며 재생의학 분야에서 새로운 역할 확보를 위한 향후 후속 연구 결과에 관심이 집중되고 있다.

한편 이번 연구에는 김용수 회장, 이정한 교수를 비롯해 배준상 원광대 한의대 병리학교실 조교수, 하창우·이경섭·이재석·정택근 동서비교한의학회 중앙연구소 연구원, 하원배 원광대 한의대 한방재활의학교실 교수, 전수현 고려대 생명자원연구소 교수가 참여했다.