줄기세포에 나노입자 결합해 뼈 재생률 1.3배 높였다

하이커뮤니티매니져 0 20 10.27

연구팀이 만든 다공성 나노입자. 한국화학연구원 제공

나노입자와 줄기세포를 결합해 뼈 조직을 균일하고 빠르게 재생시킬 수 있는 기술이 개발됐다. 골절이나 뼈 손상 환자의 치료에 도움이 될 것으로 기대된다.

한국화학연구원은 김기영 의약바이오연구본부 책임연구원, 하미진 선문대 교수 공동연구팀이 인체 지방유래 줄기세포(hADMSC)와 다공성 실리카 나노입자(mSiO)를 결합해 ‘나노 바이오 하이브리드 세포’를 제작하고 뼈 형성 능력을 높이는 데 성공했다고 26일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘ACS 바이오소재 과학 및 엔지니어링’에 지난 8월 게재됐다.

줄기세포를 활용한 3D 세포 집합체는 스페로이드(구 형태 세포 덩어리), 오가노이드(장기유사체) 등 장기나 조직을 모사하는 데 활용됐다. 하지만 영양분과 산소 공급이 부족해 세포가 죽거나 균일하게 뼈로 분화되지 못하는 등의 한계가 있다.

연구팀은 줄기세포 표면에 나노입자를 고르게 부착해 세포들이 서로 얽혀 안정적인 구형 구조를 형성하도록 유도했다. 나노입자는 줄기세포 사이에서 ‘지지대’와 ‘뼈 형성 촉진제’ 역할을 했다. 나노입자가 뼈 형성을 촉진하는 신호물질을 싣고 서서히 방출되며 줄기세포가 원하는 방향으로 균일하게 분화되도록 유도하는 역할을 한 것이다.

실험 결과 나노입자-줄기세포 스페로이드는 기존 방식보다 세포 생존율이 높고 뼈세포로 균일하게 분화되는 능력을 보였다. 쥐 두개골 결손 모델에 이식하자 6주 만에 결손 부위의 36%가 새 뼈로 채워졌다. 세포만으로 구성된 스페로이드에 비해 재생률이 약 1.3배 높다.

김 책임연구원은 “뼈뿐 아니라 연골, 피부 등 다양한 조직재생에도 확장될 수 있는 기술”이라고 말했다.

이영국 화학연 원장은 “줄기세포 기반 조직재생 기술을 통해 고령화 사회에 증가하는 골절 환자 치료에 기여할 수 있길 바란다”고 전했다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74732

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