줄기세포는 배양 시 사용되는 혈청 성분 유래 및 혈청을 포함하는 배양액의 조건과 배양 환경에 따라 품질에 큰 차이가 나타나고, 이로 인해 줄기세포를 이용한 규격화된 치료제 개발 및 임상적용에 걸림돌이 되고 있다. 이러한 문제점들을 개선하고 해결하기 위하여 줄기세포 연구의 선진국이라 불리는 미국, 영국, 일본 등에서는 엄격한 관리 하에 배아‧역분화줄기세포은행을 운영하고 있으며 최적화된 황금표준(golden standard)에 의한 GMP(Good Manufacturing Practice) 등급의 고품질 줄기세포주를 확보하고 있다[1].
  또한 최근 새롭게 대두되는 트렌드는 치열한 줄기세포주의 수립·수집 경쟁이다. 미국은 국립보건원-재생의학센터(NIH Center for Regenerative Medicine, NIH-CRM) 줄기세포은행을 중심으로 역분화줄기세포주 5,000개 수립 및 치료제 개발을 목표로 하고 있다. 일본의 경우 노벨상 수상자인 교토대 야마나카 교수를 주축으로 재생의학 코어 유닛(Core Unit) 컨소시엄을 구성하고 임상적용이 가능한 주요 조직적합성 항원계(human leukocyte antigen, HLA) 타입별 정상인 유래 역분화줄기세포주 140개를 수립할 계획을 세우고 있다. 유럽연합(EU)에서는 STEMBANCC 이니셔티브를 결성하여 1,500개주의 역분화줄기세포 확보 계획을, 영국에서는 다기관 역분화줄기세포주 자원화 컨소시엄을 구성하여 500명의 정상인, 500명의 유전질환자 유래 역분화줄기세포주 수립계획을 발표하였다.
  이러한 세계적 흐름에 발맞추어 국립보건연구원에서도 줄기세포‧재생의료 인프라 구축의 일환으로 국가줄기세포은행을 개소(2012.10)하였다. 국가줄기세포은행은 2015년도 건립 예정인 줄기세포‧재생센터의 핵심기구로서 국내에서 수립되는 배아 및 역분화줄기세포주를 확보‧보관‧관리하고, 미국, 영국 등 국외 줄기세포은행과 협력을 통해 해외 줄기세포주 및 관련 연구정보를 확보할 계획이다. 이러한 맥락에서 본 글에서는 국외 줄기세포은행의 현황을 살펴보고자 한다.


II. 몸 말


  미국은 2001년 8월 연방정부의 지원 하에 국립보건원에서 6개국 15개 기관의 총 78종의 인간 배아줄기세포주의 등록을 시작으로 국립보건원 줄기세포등록제(NIH Stem Cell Registry) 체계를 구축하였고, 2013년 1월 현재 200개의 인간 배아줄기세포주가 등록되어 있다. 국립줄기세포유닛(National Stem Cell Unit)을 통하여 줄기세포주 배양 및 특성분석 프로토콜과 특성 분석 결과를 제공함으로써 연구자들에게 목적에 적합한 세포주를 선택할 수 있도록 지원하고 있다.
  국립보건원-재생의학센터(NIH-CRM)는 재생의학 연구 및 줄기세포은행 등 관련 인프라 운영‧관리의 일원화를 위해 공동자금으로 2011년 9월 설립되어 줄기세포‧재생의료 실용화를 위해 임상 적용 가능한 배아 및 역분화줄기세포 공급을 목표로 운영되고 있다. 주요 4대 기능을 살펴보면 다음과 같다. NIH-CRM 줄기세포은행에서는 5,000개의 역분화줄기세포주를 수립하고 세포치료제를 개발하며, STEM CELL COREdinates는 연구자 교육 및 중개연구 가속화를 위한 핵심 시설(Core facility)의 허브로서의 역할을 수행하고 분화법 별 전문가 컨소시엄 구성을 통해 분화 기법 표준화를 구축하고 있다. 더불어 세포치료제 생산지원(Production Assistance for Cellular Therapeutics, PACT)을 통해 임상등급의 역분화줄기세포주를 수립하고, 위탁생산시설(Contracted Manufacturing Organization, CMO) 지원을 통해 줄기세포치료제 생산 스케일을 대형화하고 있다[2]. 

  한편 미국의 여러 줄기세포은행 중 중추적인 역할을 담당하고 있던 국립줄기세포은행(National Stem Cell Bank, NSCB)에 대한 미국 정부의 계약(2005-2010)이 2010년 2월 만료됨에 따라 위스콘신 대학 내 WiCell Research Institute에 의해 Wisconsin international Stem Cell Bank(WISC bank)가 운영되고 있다. WISC bank는 현재 연구용 인간 배아줄기세포은행 뿐만 아니라 임상등급 인간 배아줄기세포은행, 유전자가 변형된 인간 줄기세포 변형주은행과 역분화줄기세포은행을 운영하고 있으며, 분양 가능한 세포주로는 feeder-dependent 인간 배아줄기세포주 21개, feeder-independent 인간 배아줄기세포주 16개, feeder-free 인간배아줄기세포주 3개, cGMP 및 cGMP matched research bank 임상등급 인간 배아줄기세포주 1개씩, 변형 인간 배아줄기세포주 7개, 역분화 줄기세포주 14개가 있다. WISC bank에서는 줄기세포은행 운영 및 활용연구 활성화를 위해 줄기세포주 배양특성, 유전자적 안정성 평가, 분자생물학적 및 기초 특성 분석 등 줄기세포주 품질관리, 잠재적인 줄기세포 치료제 개발을 위한 기초 및 중개연구 핵심인프라 제공, 줄기세포 연구지원 및 연구자, 일반 학생 등을 대상으로 줄기세포 교육 등의 역할을 수행하고 있다[3]. WISC bank 이외에 메사추세츠 인간배아줄기세포 은행(Massachusetts Human Stem Cell Bank, MHSCB)가 운영되고 있으며 등록된 50개의 줄기세포주 중 12개의 인간 배아줄기세포주와 6개의 역분화줄기세포주가 분양 가능하다[4]. 미국은 연방정부 지원과 별개로 주 정부, 대학과 기업을 포함한 민간단체를 통해 줄기세포 연구전반에 대한 지원이 활성화되어 있으며, 대표적으로 캘리포니아 주 정부 차원의 캘리포니아재생의학연구소(California Institute for Regenerative Medicine, CIRM)[5]와 하버드대 내의 하버드줄기세포연구소 (Harvard Stem Cell Institute)[6] 등이 있다.

  영국은 줄기세포 기초연구 분야에서 높은 경쟁력을 보유한 국가로서 2004년 줄기세포 연구 핵심인프라의 일환으로 정부기관 중심으로 운영하는 영국줄기세포은행(UK Stem Cell Bank)을 설립하였다. 영국줄기세포은행은 의학연구협의회(Medical Research Council, MRC)와 생물공학 및 생물과학 연구위원회(Biotechnology and Biological Science Research Council, BBSRC)를 주축으로 하여 줄기세포의 품질 관리 및 윤리성 확보 관련 연구를 촉진하고 궁극적으로 임상치료제 개발을 대비하기 위한 인프라 구축을 위해 설립되었다. 영국은 세계 최초로 인간 배아연구를 법적으로 허용한 국가로서 제한적이지만 체세포복제배아 연구를 포함하는 모든 인간 배아연구를 법률적으로 허용하고 있다.
  영국줄기세포은행은 세포치료제로서의 가능성이 높은 인간 배아줄기세포에 대한 관리시스템을 구축함으로써 줄기세포 연구의 세계주도권을 확보하고 임상치료제 개발에 조기진입하기 위한 목적으로 운영되고 있다. 주요 업무는 연구, 임상 등급(줄기세포 확립 및 배양 시 동물유래 성분의 사용을 철저히 배제하여 치료제의 목적으로 임상적용이 가능한 등급)의 인간 배아줄기세포주의 분류 및 확립지원, 확립된 세포주의 보관, 증식, 연구자 분양이며 GMP 수준의 품질관리(Quality control) 및 품질보장(Quality assurance)을 목적으로 한다. 이를 위해 연구자들에게 특성분석이 완료된 신뢰할 수 있는 줄기세포주를 공급하는 것을 우선 목표로 하며 향후 연구 등급 뿐 만 아니라 임상 등급 수준의 줄기세포주 공급을 최종 목표로 한다. 또한 줄기세포주 기탁자와의 협력연구 수행을 통해 민간분야의 연구 자율권을 보장하고 연구자의 요구에 부합하는 줄기세포의 배양, 유지 및 분화유도 기법 등에 대한 교육‧훈련의 제공과 줄기세포주의 분양시스템을 운영하고 있으며 현재 등록되어 있는 185개의 줄기세포주 중 22개의 줄기세포주가 분양 가능하다. 영국줄기세포은행의 운영은 국가에서 직접 통제하며 관리감독과 과학적 자문 등을 위한 다양한 운영위원회를 운영하고 있다[7]. 

  일본은 정책적으로 인간의 배아를 사용하는 연구를 금지하고 있으나 인간 배아줄기세포주 확립과 이를 이용한 연구에 대해서는 허용을 하고 있으며, 줄기세포 연구가 향후 의학의 새로운 패러다임으로 발전할 것을 예상하여 줄기세포를 이용한 세포치료제 연구개발 분야를 범정부차원의 밀레니엄 프로젝트로 선정하여 지원하고 있다. 이화학연구소(RIKEN)내에 2001년 설립된 생물자원센터 세포주 은행 (RIKEN Bioresource Center Cell Bank)는 일본 정부의 기금으로 운영되는 비영리 기관으로 인간 배아줄기세포와 역분화줄기세포를 관리하고 있으며, 2010년부터 ‘인간 배아줄기세포 프로젝트’의 지원으로 교토대 재생의과학 연구소를 통해서 분양하고 있다. 현재 분양 가능한 줄기세포주는 총 117개이며, 이 중 인간 배아줄기세포주는 9개이다[9].
  교토대 역분화줄기세포응용연구소(Center for iPSC Research and Application, CiRA)는 세계 최초의 역분화줄기세포 특화 연구기관으로 2010년 일본 교토대학에 설립되었다. 2012년 노벨상 수상자인 야마나카 교수의 주도 하에 역분화줄기세포를 이용한 기초 연구에 머물지 않고 응용연구까지 추진하여 실용화를 통한 재생의료 실현을 목표로 한다. 또한 재생의학 및 물질‧세포 통합 시스템의 거점 역할로 연구자 간 공동연구의 장려와 신진연구자 교류 육성 기능을 담당하고, 효과적인 연구 활동의 진행을 위한 시스템을 확립하여 인간 역분화줄기세포 확립 방법과 세포주의 안정성 및 효능을 검증하여 임상 적용을 위한 전임상 단계 실험으로 동물실험을 수행하고 있으며 임상 적용이 가능한 역분화줄기세포은행 구축 계획도 발표(2012.01)하였다[10].

  싱가포르 줄기세포은행(Singapore Stem Cell Bank)은 싱가포르 줄기세포콘소시움(Singapore Stem Cell Consortium)을 통해 운영되며, 정부와 외부연구기관 간의 연구를 연계하고 있다. 줄기세포 기반기술 개발과 임상적용에 주력하고 있으며 GMP시설을 기반으로 2007년 임상등급의 배아줄기세포주를 수립하였고, 현재 4개의 임상등급의 연구용 인간 배아줄기세포주의 분양이 가능하다[11].
  스페인 바르셀로나 재생의학센터(CMRB)[12]에서는 만성질환극복을 위한 재생의료 연구 및 인간 발생학 연구를 하고 있다. 은행에서는 배아줄기세포 수립 및 보관, 배양, 품질관리, 표준화, 분양 업무를 수행하며 현재 29개의 배아줄기세포주를 보유하고 있다. 안달루시아 재생의학센터(CABIMER)는 줄기세포연구를 위해 설립된 최초의 공공기관으로서 줄기세포 기초 및 세포치료제 연구 개발이 이루어지고 있다[13].


III. 맺는 말


  줄기세포 연구를 수행하는 국가들은 줄기세포주 및 줄기세포주를 이용한 연구에 대한 다양한 관리 기준 및 제도를 운영하고 있는데 대표적으로 미국의 국립보건연구원 줄기세포 등록제(NHI registry, 2001), 국제줄기세포등록제(International stem cell registry, 2008), 유럽의 유러피안 인간줄기세포등록제(European hESC registry, 2008)를 예로 들 수 있다.
  국내에서는 2005년 「생명윤리와 안전에 관한 법률」(생명윤리법)의 시행과 개정 등 최근 국가적 차원에서 배아줄기세포연구 체계 재정립을 위하여 노력중이며, 생명윤리법에 따른 줄기세포주주 등록제 시행(2010.01)으로 2013년 현재 국내 수립 인간 배아줄기세포주 73개와 수입 세포주 12개가 등록되어 있다. 국내 줄기세포 연구는 인간 배아줄기세포 수립 부문에서 세계 최고 수준으로 평가되고 있고, 국내 최초로 배아줄기세포 임상시험 승인(2011.04 / 차바이오앤디오스텍) 및 성체줄기세포치료제(2011.07 / 에프씨비투웰브, 2012.01 / 메디포스트, 안트로젠) 출시 등 줄기세포 연구역량 제고에 따라 상용화 가능성이 고조되고 있으며, 줄기세포의 안전성과 공신력을 뒷받침 할 수 있는 체계적인 줄기세포 품질관리체계의 구축 필요성이 제기되고 있다.
  국가줄기세포은행은 줄기세포주등록제와 연계하여 공적인 차원에서 신뢰성 있는 관리시스템을 확립하고, 우리 국민에게 적용할 수 있는 국내 줄기세포주의 관리 기반을 마련하고자 2012년 10월 구축되었으며, 인간 배아줄기세포주 및 역분화줄기세포주의 배양, 품질관리, 동결저장 및 분양 체계에 대한 표준화된 기준을 확립하고, 이를 국가줄기세포은행에 정착시켜 고품질의 전분화능 줄기세포 관리체계로서 국가줄기세포은행의 운영 기반을 마련하고자 한다.
국가줄기세포은행의 표준화된 품질 관리체계를 통해 연구자들에게 신뢰할 수 있는 고품질의 줄기세포를 지속적으로 공급하여 연구의 질적 향상을 유도하고, 나아가 임상진입의 활성화와 안전성 확보에 중요한 기능을 담당할 것으로 기대된다.


IV. 참고문헌

1. 2012년 용역과제 [국가줄기세포은행 표준운영지침 및 배아줄기세포 분양 체계 구축] 결과보고서
2. 미국 NIH-CRM http://crm.nih.gov/default.asp
3. 미국 WISC bank http://www.wicell.org/
4. 미국 MHSCB http://www.umassmed.edu/MHSCB/index.aspx
5. 미국 CIRM http://cirmresearch.blogspot.kr/
6. 미국 Harvard http://www.hsci.harvard.edu/
7. 영국줄기세포은행 http://www.ukstemcellbank.org.uk/
8. 일본 NIBIO JCRB Cell Bank http://cellbank.nibio.go.jp/english/
9. 일본 RIKEN http://www.brc.riken.jp/lab/cell/english/
10. 일본 CiRA http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/e/
11. 싱가포르 http://www.sscc.a-star.edu.sg/stemCellBank.php
12. 스페인 CMRB http://www.ub.edu/web/ub/en/recerca_innovacio/recerca_a_la_UB/instituts/institutsparticipats/cmrb.html
13. 스페인 CABIMER http://cabimer.es/web
14. 호주 http://www.neuroscience.unimelb.edu.au/content/stem-cells-australia

* 부시대통령의 행정명령(2001년 당시에 수립된 줄기세포주를 이용하는 연구에 한해서만 연방정부 연구비를 지원할 수 있도록 함)으로 최초 배아줄기세포주가 등록되었고, 이후에 2009년 3월 오바마 대통령의 형정명령(2001년 이후에 수립된 줄기세포주를 이용하는 연구도 연방정부 연구비를 지원할 수 있도록 함)으로 추가적인 등록이 가능해지면서 실질적인 등록제의 체계가 갖추어짐.