현재까지 알츠하이머병 (치매), 파킨슨병, 루게릭병, 헌팅턴병과 뇌졸중 등의 퇴행성 신경계 질환은 인구 고령화와 더불어 전 세계적으로 환자수가 증가하는 추세이지만, 근본적인 치료법은 구축되어 있지 않습니다. 이러한 상황에서 최근 뇌졸중에 대한 엑소좀 치료 기술이 국내에서 임상 시험에 진입한다는 소식이 전해지고 있습니다.

엑소좀 (exosome) 또는 세포외소포 (extracellular vesicle)로 불리는 입자는 세포가 방출하는 지질로 둘러싸인 미세 입자로 구성성분으로는 막지질, 단백질, RNA 등이 포함되어 있습니다. 이들은 모든 세포들이 정보 교환을 위해 세포 외로 분비하는, 지질 이중층으로 둘러 쌓인 나노 크기(20-1,000 nm)의 작은 주머니 (소포)입니다. 전통적으로 세포가 정보 교환을 위해 사용하는 물질로 사이토카인(cytokines), 호르몬(hormones), 신경전달물질(neurotranmitters) 등 가용성 인자(soluble factors)가 대표적이었으나, 최근에는 정보 교환에 있어 엑소좀의 역할도 주목받고 있는데, 이들은 세균에서부터 사람세포에 이르기 까지 모든 생물체의 세포들이 분비하는 것이 확인되었기 때문에, 엑소좀의 분비 현상 및 기능은 진화적으로 보존된 현상이라고 할 수 있습니다. 또한, 엑소좀은 세포 배양액, 혈액, 소변, 뇌척수액, 눈물, 타액, 모유, 양수, 복수 등 다양한 체액에서 발견되고 있어 이들을 이용한 질병의 진단과 치료 기술 개발이 개발되고 있습니다.

엑소좀은 작은 크기와 함께 체내 구성물질 이므로 뇌 혈관 장벽 (Braiin-Blood Barrier)을 통과할 수 있고, 세포의 부산물이므로 세포의 이식과는 달리 종양발생과 같은 부작용의 가능성이 없으며, 더불어 장기간 보관과 제품 생산의 표준화 및 상업적 생산도 용이하여 임상 활용 가능성이 높다는 장점을 보유합니다. 특히 뇌질환의 경우 동물 실험에서 치매 동물모델에서 치매의 원인물질로 알려진 베타-아밀로이드의 축적을 완화하고 인지기능을 개선하였으며, 파킨슨 모델에서는 질병 원인 물질인 alpha-synuclein 응집을 억제하고 도파민 신경세포를 보호하여 운동기능의 개선을 유도하였고, 루게릭 모델에서는 산화 스트레스의 감소를, 헌팅턴 병 모델에서는 질환 단백질인 huntingtin 발현억제를 유도하는 등 질환 치료 효능을 확인한 바 있습니다.

그러나 이들의 임상 진입은 아직 초기 단계입니다. 알츠하이머 병은 2건, 루게릭병 2건, 급성 뇌졸중 1건 및 말초 신경계 질환 1건이 임상시험 진행 중이며, 파킨슨병과 헌팅턴 병은 임상시험 진입이 보고된 바 없습니다. 에스엔이바이오(대표 방오영, 삼성의료원 신경과)가 탯줄 유래 줄기세포에서 얻은 엑소좀을 엑소좀 기반 급성뇌경색 치료제 ‘SNE-101’에 대해 식품의약품안전처(MFDS)로부터 임상 1b상 시험계획을 최근 승인받았습니다. 비록 엑소좀을 이용한 임상시험 수는 적지만, 알츠하이머병 환자를 대상으로 한 임상시험에서는 제대혈 유래 MSC 엑소좀을 비강 투여했을 때 일부 인지 기능 개선 효과가 관찰되는 등 유망한 초기 결과가 보고되고 있습니다. 추가적으로 효능 개선을 위한 다양한 시도들이 진행 중입니다. 엑소좀 표면을 변형해 특정 수용체를 표적화하거나, 유전자·단백질·항산화제를 탑재해 뇌 전달 효율을 높이려는 시도가 대표적입니다. 엑소좀은 현재 세포치료제 시장의 상당 부분을 대체할 수 있을 정도로 매력적인 차세대 치료제로 주목받고 있고, 우리나라의 엑소좀 신약개발 기술력은 세계적인 수준으로 평가받고 있습니다. 국내의 많은 연구자들에 의한 우수한 임상결과가 도출되기를 기대 합니다.신경계 질환에 대한 엑소좀 연구 현황