전남대학교 치의학전문대학원 생리학교실 및 줄기세포분비체연구단(단장 김원재 교수)은 인간 치아줄기세포분비체를 활용한 허혈성 뇌졸중 치료 가능성을 제시한 연구 결과를 세계적 권위의 국제학술지 Advanced Science(IF 14.1, JCR Q1)에 게재했다.

허혈성 뇌졸중은 혈전에 의해 뇌혈관 폐쇄로 발생하는 난치성 신경계 질환으로, 산화스트레스와 신경염증, 신경세포 사멸, 시냅스 손상 등을 유발해 사망이나 장기적인 운동·인지기능 장애로 이어질 수 있다.
 
연구팀은 광혈전성 뇌졸중 생쥐 모델에 인간 치아줄기세포 분비체를 복강 투여한 뒤 대뇌피질과 해마 치아이랑에서 나타나는 조직병리학적 변화와 행동 기능을 분석했다. 그 결과, 분비체를 투여한 처리군에서 대뇌피질 손상 병변이 감소했으며, 뇌졸중으로 저하된 운동 능력과 기억 기능도 유의미하게 개선된 것으로 확인됐다.
 
분자기전 분석에서는 인간 치아줄기세포 분비체에 포함된 다양한 항산화 물질과 M2면역세포유도물질들이 뇌졸중 후 증가된 활성산소 생성과 NF-κB 관련 염증 신호를 완화하는 것으로 나타났다. 세부작용기전으로 미세아교세포에서 TLR4–NOX–ROS–NF-κB 축을 억제하고 Nrf2–HO-1 항산화 방어반응을 조절함으로써, 손상된 뇌 조직의 산화·염증 환경이 개선하는 분자기전을 규명했다.
 
또한, 기억과 학습에 중요한 해마 치아이랑에서는 분비체 투여 후 신경발생, 혈관신생, 시냅스 형성과 관련된 단백질 발현이 증가한 것으로 확인됐다. 이는 인간 치아줄기세포 분비체가 뇌졸중으로 손상된 인지기능 회복 과정에도 긍정적인 역할을 할 수 있음을 보여주는 결과다.
이번 연구는 줄기세포 자체를 이식하는 대신 줄기세포가 분비하는 세포외소포(extracellular vesicle), soluble factor를 포함한 분비체(secretome)를 활용했다는 점에서 의미가 있다. 이러한 무세포 치료 전략은 기존 줄기세포 치료에서 제기돼 온 낮은 생존율, 면역거부반응, 종양형성가능성 등의 문제점을 보완할 수 있는 차세대 치료법으로 주목받고 있다.
 
김원재 교수(주교신저자)는 “2025년 치아줄기세포 분비체가 저산소·허혈 환경에서 해마 신경세포의 미토파지 의존 신경손상을 억제한다는 연구 결과를 Free radical biology and medicine (IF 8.2, JCR Q1)에 발표한 데 이어, 이번 연구를 통해 인간치아줄기세포 분비체의 허혈성 뇌손상 치료 가능성을 다시 한 번 확인했다”며 “향후 분비체 내 핵심 유효성분을 규명하고 표준화 연구를 통해 알츠하이머같은 퇴행성 뇌질환 치료 전략으로 확장해 나갈 계획”이라고 밝혔다.