바이오인

핵심내용

상세내용

연 구 결 과  개 요

1. 연구배경

 ○ 조직공학용 제제(손상된 장기/조직을 대체하기 위한 이식재) 개발은 주로 생체적합성 고분자 및 천연 세포외기질을 주요 구성성분으로 이용하지만, 최근 조직세포로 구성된 이식재의 등장으로 이를 상용화하고자 하는 노력이 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 기존에 개발된 조직세포시트 이식재는 특정온도에서 상변이가 가능한 온도감응성 고분자 기반 시스템에서 제작되었는데, 시트를 회수할 때, 배양온도보다 낮은 온도에서 진행하므로 세포에 안정된 환경에서의 제작이 어렵고, 회수시간도 오래 걸리므로 (1시간 이상 소요) 회수하는 과정에서 문제점이 드러났다. 본 연구를 통해서 기존 문제점들을 타개하면서 인간 자가세포로 구성된 이식재를 개발할 수 있는 중요한 과학적 근거를 제공했다.

 2. 연구내용

○ 본 연구에서는 근적외선에 의한 전도성 고분자의 광열효과를 통한 세포시트배양 및 회수기술을 선보였는데, 근적외선 조사량을 조절하여 체내온도와 유사한 조건 (본 연구 세포배양 소요시간: 2일, 세포시트 회수조건: 37oC부근)하에 세포시트를 회수할 수 있었고, 이는 세포시트 공학의 시초라 불리는 일본 동경여자의과대학의 T. Okano 연구팀의 기존 연구 (T. Okano's 세포배양 소요시간: 5일이상, 세포시트 회수조건: 20oC이하)보다 쉽고 빠르게 개선되었다. 

○ 본 연구에서는 근적외선 조사범위에 따라 회수된 인간조직유래 세포시트의 크기를 결정지을 수 있었다. 또한, 배양시스템으로 사용한 전도성 고분자의 경우, 용액 캐스팅 공정(solution casting process)으로 손쉽게 다양한 형태의 배양기판을 제조할 수 있으므로 얻어지는 세포시트를 원하는 형태로 회수가 가능하였다.

○ 본 기술을 이용한 세포시트 회수원리는 세포가 부착할 때 표면과의 상호작용을 모방하여 본 세포배양시스템에 적용하였는데, 핵심은 세포부착에 도움을 주는 콜라겐이란 단백질의 광열효과에 의한 구조변이다. 세포배양시, 근적외선에 의한 광열효과가 전도성 고분자 표면에서 발생하면서 세포와 연결된 콜라겐이 수초 만에 와해되고 이에 표면과의 상호작용이 사라지면서 세포시트가 회수되는 원리이다. 이러한 간단한 원리를 통해 본 연구진은 인간조직유래 세포시트를 배양 및 회수하였고, 근적외선을 이용하여 전도성 고분자의 광열효과를 통해 세계 최초로 세포시트를 회수하는 기술을 선보였다.

 3. 기대효과

○ 대표적인 조직 대체물로서 사체나 동물로부터 적출한 장기는 이식에서 가장 주요한 자원이지만, 기증되는 장기의 수가 매년 부족하고 또한 타인의 장기를 이식 받더라도 면역 거부반응을 초래할 수 있어서 자가세포 추출 및 이식에 대한 연구가 새로운 과제로 떠오르고 있다. 이에 본 연구결과는 광열기반 인간세포시트 이식재의 개발을 통해 자가세포를 이용하므로 기존 이식재의 공급부족을 원활하게 해결할 수 있을 것으로 기대한다. 더 나아가서는 다양한 장기로 성장 가능한 자가줄기 세포시트를 통해 피부, 근육, 치아, 관절, 골, 안구 등 적재적소에 활용 가능한 만능조직 대체물로 기대한다.

연 구 결 과 문 답

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