세계 최초, 비인간 영장류에서 성체 줄기세포 분리

• 회색쥐여우원숭이, 인간 근육 치료 연구 새 전임상 모델

재생의학의 핵심 기술로 꼽히는 줄기세포 치료는 근육질환과 퇴행성 질환 등 다양한 질병에 대한 새로운 접근으로 주목받고 있다. 그러나 실험실에서 유효했던 전략이 임상 단계에서 반복적으로 실패해 왔다. 가장 큰 원인은 전임상 단계에서 널리 사용되는 실험동물인 생쥐가 인간과 생리학적으로 다르다는 점이다. 분열 속도, 대사 반응, 조직 반응성 등의 차이로 인해 실험 결과가 임상에 정확히 반영되지 않는 경우가 많았다.

이러한 한계를 극복하기 위한 시도로, 덴마크 오르후스대학교 연구진은 마다가스카르 토착 소형 영장류인 회색쥐여우원숭이(Microcebus murinus)에서 세계 최초로 성체 줄기세포를 분리하는 데 성공했다. 이 종은 진화적으로 인간에 가깝고, 확보된 줄기세포는 기능적으로도 인간 세포와 유사한 반응을 보였다. 연구 결과는 국제학술지 《Nature Communications》(2025년 7월)에 게재됐다.

생쥐 모델의 한계, 회색쥐여우원숭이로 보완

회색쥐여우원숭이의 골격근 줄기세포와 중간엽 줄기세포는 생쥐보다 분열 속도가 느리고, 스퍼미딘(spermidine) 생성량이 낮았다. 이 두 특성은 인간 줄기세포의 특성과 일치하는 면이 크다. 스퍼미딘은 세포 증식과 대사 조절에 관여하는 물질로, 실험에서 이를 보충했을 때 줄기세포의 분열 능력이 향상됐다. 이 결과를 바탕으로 한 임상시험은 현재 덴마크 스테노 당뇨병센터에서 준비 중이다.

또한, 중간엽 줄기세포의 지방세포로의 분화 능력도 인간과 유사했다. 이 과정에서 생성되는 보체인자 D(Complement Factor D)는 근육 내 지방 축적과 밀접하게 연관돼 있으며, 인간에게는 흔한 반응이지만 생쥐에서는 거의 관찰되지 않는다. 이로 인해 회색쥐여우원숭이는 노화성 근육 질환이나 대사질환 연구에서 기존 생쥐 모델보다 더 높은 적합성을 가진다.

조직 구조 수준에서 인간과의 유사성 입증

연구팀은 다양한 종의 근육 및 조직 구조를 정량적으로 비교할 수 있는 계산 모델을 개발해 회색쥐여우원숭이와 인간 간의 높은 조직 유사성을 확인했다. 광학 현미경 관찰과 분자 수준 분석에서도 이 같은 유사성은 뚜렷하게 나타났다. 특히, 핵심 단백질인 PAX7과 HNRNPA1 발현 수준, 정량 분석 지표 모두에서 생쥐보다 인간에 더 가까운 반응을 보였다.

이번 발견은 줄기세포 치료의 전임상 단계에서 가장 큰 걸림돌이었던 모델 생물의 생리적 차이를 보완할 수 있는 가능성을 열었다. 회색쥐여우원숭이는 유전자 반응과 조직 구조에서 인간과의 유사성이 높아, 실험실에서 확보한 데이터를 임상으로 연결하는 번역 가능성을 높이는 데 기여할 수 있다.

생쥐에서는 재현되지 않던 단백질 발현과 조직 반응을 충실히 구현할 수 있다는 점도 중요한 차별점이다. 연구진은 현재 조직 내 줄기세포 전달 효율, 투여 조건, 적응증 확대 여부 등을 중심으로 후속 실험을 진행하고 있다.

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr

참고 논문: Jengmin Kang et al, In vivo self-renewal and expansion of quiescent stem cells from a non-human primate, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58897-x

자료: Nature Communications / Aarhus University