주메뉴 바로가기 푸터 바로가기

학술·연구

동국대 이수홍 교수 연구팀, 연골 분화 및 재생 효율증진을 위한 3차원 하이드로젤 시스템 개발

등록일 2022.06.21. 작성자 관리자 조회 270

동국대 이수홍 교수 연구팀

 

동국대 바이오시스템대학 의생명공학과 이수홍 교수 연구팀(줄기세포융합공학 연구실)이 히알루론산 하이드로젤을 이용한 3차원 시스템을 통해 인간지방유래세포를 연골세포로 효과적으로 분화시킬 수 있는 기술을 개발했다.

지방유래 줄기세포는 분화능을 가진 세포로써 TGF-베타, 외부자극, 기질 강성등에 따라 분화능이 조절될 수 있다. 또한 줄기세포는 다양한 생체재료와 함께 조직재생 연구에서도 이용되고 있다. 현재 많은 임상연구들이 진행되고 있으며, 줄기세포를 이용한 줄기세포치료제가 실제 치료로도 사용되고 있으나 가격적 측면이나 다회투여의 필요성 등으로 인해 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이번 연구에서는 일반적인 세포 배양 조건인 2차원 환경이 아닌 생체 내부 환경을 모사한 3차원 시스템에서 줄기세포의 생산 효율이 증가하는 것을 확인했다. 특히, 분화유도 인자 TGF-베타를 히알루론산 하이드로젤에 공유결합 시켰을 시 연골분화 효율이 증가하는 것을 확인했으며, 히알루론산 하이드로젤 강성이 작을때 세포표면 수용체 CD44, TGF-베타 수용체 등의 발현을 증가시킴으로써 분화효율 증대를 확인했다. 위 두가지 기술에 실제 연골치료로도 사용되고 있는 초음파 자극을 추가적으로 가해줌으로써 위 세가지 인자의 복합적 효능을 확인했다. 또한 시험관내 실험뿐만 아니라 동물실험을 통하여 조직재생 효능을 검증했다.

이수홍 교수는 “이 기술은 물리/화학적 기능성 생체재료 및 외부자극 효과를 도입한 3차원 연골세포분화 기술로써 지방유래 줄기세포의 연골분화능을 높이며, 조직손상 모델 치료를 위한 연구 활성화의 원동력이 될 것”이라며 “연골세포 분화뿐만 아니라 골/피부재생등 다양한 세포분화 기술에도 활용될 수 있을 것”이라고 전했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부, 보건복지부가 지원하는 범부처 재생의료기술개발사업과 과학기술정보통신부가 지원하는 중견, 창의도전 및 바이오・의료기술개발사업, 복지부 바이오메디컬 글로벌 인재양성과제를 통해 이뤄졌다.

한편, 이 교수팀의 연구 결과는 최근 생체재료 분야 권위 학술지 NPG Asia Materials (IF=10.48, JCR 랭킹 상위 5%이내)에 게재(2022년 6월 3일, 안진성 박사과정생 단독 제1저자)됐다.