바이오인

핵심내용

-엠씨티티 박현숙 박사팀, Biomaterial지에 발표 -

□ 배아줄기세포 배양을 위한 물리적 환경을 조절함으로써 줄기세포의 증식 속도와 안정성을 월등히 향상시킬 수 있는 플랫폼 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

□ 이번 연구는 교육과학기술부 21세기프론티어 연구개발사업의 세포응용연구사업단(단장:김동욱 연세대 교수) 지원을 받아 (주)엠씨티티부설연구소 박현숙 박사팀 주도로 수행되었다.

□ 체내에서 줄기세포는 독특한 배양조건에서 자신의 고유한 특성을 유지하면서 살아가고 있다. 줄기세포를 체외 배양을 통해 증식시키기 위해서는 이러한 체내 배양조건을 얼마나 완벽하게 재현해 줄 수 있는가가 관건이다.

 ○ 기존에는 배양조건을 맞춰주기 위해 줄기세포에 부착하여 성장을 도와주는 바탕세포와 배아줄기세포를 직접 접촉시켜 증식시키는 방법을 이용해 왔다.

○ 이러한 방법으로는 배양 과정이 번거롭고 바탕세포에 의한 오염과 세포사멸(배아줄기세포의 25-30%) 및 자연분화가 발생함으로 줄기세포 본연의 미분화 상태를 유지하면서 줄기세포를 대량배양하기 어려웠다.

□ 박현숙 박사팀은 바탕세포와의 접촉 없이 인공적인 막 위에서 배아줄기세포를 직접 배양하는 방법을 개발하였다.

  ○ 다공성 폴리머 막의 딱딱하고 부드러운 정도를 조절하여 줄기세포 배양의 최적 물성조건을 찾아내어 배양하는 방법으로서,

  ○ 이 방법은 세포 성장 속도가 바탕세포 위에서 직접 키우는 기존 방법에 비해 월등히 빠르고, 유전자 및 비유전적(epigenomic) 변화가 없으며 줄기세포 본연의 특성이 잘 유지됨이 장기간에 걸쳐 확인되었다.  

 ○ 이는 화학적 신호 전달 외에 물리적 환경의 조절이 성체줄기세포나 배아줄기세포의 운명을 바꿀 수 있음을 시사한다.

□ 박현숙 박사는 “이번 연구를 통해 물성 조절을 통한 줄기세포의 대량 배양기술은 인간배아줄기세포는 물론 역분화 줄기세포에도 적용되어 이들 세포를 치료용 세포 혹은 약물 검증용 세포로 대량 배양할 수 있는 기반기술을 마련하였다”고 연구의 의의를 밝혔다.

 ○ 연구결과는 최근 생체재료분야에서 권위있는 "바이오머티리얼즈(Biomaterials, IF=7.882; 5년간 IF=9.075)" 온라인판에 게재되었다.

상세내용

붙임 1 : 그림 설명

<그림 설명>  일반적인 기존의 배아줄기세포 배양법과 새로운 방법의 차이를 보여 주는 모식도. 기존 방법은 배아줄기세포를 바탕세포와 직접 접촉시켜 배양한다. 새로운 배양법은 막의 물성을 조절하여 줄기세포를 그 위에서 키우는데 바탕세포는 막 아래 두거나 아예 사용하지 않아도 된다. 새로운 방법은 바탕세포와의 오염을 방지하고 줄기세포의 대량 배양이 가능하다. 

    <그림 설명>  기존 방법과 새로운 방법으로 배양하는 경우의 세포 증식 속도를 보여주는 그래프와 기존방법의 단점이 새로운 방법에서 어떻게 극복되는지를 보여주는 표

□ PET 막의 다양한 막공 밀도 위에서 배양된 인체 배아줄기세포주

<그림 설명>  PET 막의 밀도가 배아줄기세포의 자가증식, 생존에 미치는 영향과 ROCK 관련 신호전달물질의 발현 양상(A) TRA1-60의 면역 형광 이미지 (B) RT-PCR 분석. Scale bar = 10 µm. 배율은 ×100. (C) TUNEL의 FACS 분석 (D) 생존 세포수 (E) ROCK1과 ROCK2의 RT-PCR 분석 (F) ROCK신호전달물질의 면역블롯팅.