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나노 막으로 줄기세포 보호한다

최종수정 2017.03.20 04:00 기사입력 2017.03.19 12:00

국내 연구팀, 관련 논문 발표

▲ 줄기세포 표면의 박막 코팅에 대한 이미지 모식도.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 중간엽 줄기세포가 혈액에서 오래 버틸 수 있도록 나노 박막을 입히는 기술이 개발됐다.

중간엽 줄기세포란 골수와 제대혈에서 채취하는 줄기세포의 하나이다. 지방, 골세포, 연골세포와 같은 중요한 세포계열로 분화할 수 있다. 뇌졸중, 심혈관 질환, 마비, 면역성 질환, 염증성 질환, 패혈증 등의 치료에 사용한다.

대부분 줄기세포 치료는 혈관 내 주입을 통해 이뤄진다. 혈관 내부의 빠른 혈류 속도와 다양한 물질들로 줄기세포가 표적세포와 조직으로 가지 못하고 죽는 경우가 많다. 이 때문에 치료 효과가 제한적이었다. 기존에는 줄기세포를 여러 번 주입해 한계를 보완했다.

연구팀은 줄기세포 표면에 나노 두께(1nano는 10억분의1m)의 얇은 박막을 코팅하는 방법을 통해 혈액 안에서 안정성을 유지해 생존율을 높인 줄기세포를 내놓았다. 나노 박막은 천연고분자인 L-라이신(Poly-L-lysine, PLL), 히알루론산(Hyaluronic acid, HA)과 RGD 펩타이드를 이용해 만들었다.

연구팀은 중간엽 줄기세포 표면에 직접 나노 두께의 코팅을 하기 위해 층과층 적층법(Layer-by-Layer self-assembly)이라는 필름 제조 방법을 이용했다. 층과층 적층법이란 고분자 기반 다층 나노필름을 제작하는 방법으로 여러 가지 재료를 다양한 분자간의 인력을 통해 다층으로 자기 조립할 수 있는 것을 말한다.
이번 연구 성과를 통해 만들어진 나노 옷을 입은 줄기세포는 사람의 정맥과 유사하게 제작된 인공 환경에서 아무런 처리를 하지 않은 줄기세포에 비해 24시간 후 31.6배, 48시간 후 28.5배 이상의 생존률을 보였다.

이번 연구는 홍진기 중앙대 교수, 이은아 경희대 교수 연구팀이 수행했다. 국제학술지인 '케미스트리 오브 머터리얼즈(Chemistry of Materials)'에 3월14일(논문명: Cytoprotective Self-assembeld RGD peptide Nanofilms for Surface Modification of Viable Mesenchymal Stem Cells)에 실렸다.

홍 교수는 "이번 연구 성과는 중간엽 줄기세포 주입치료의 한계인 세포 안정성을 나노박막 기술을 사용해 증대시켰으며 이전보다 정확하게 표적에 도달한다"며 "나노박막은 어느 줄기세포에나 적용이 가능하기 때문에 백혈병, 뇌졸중 등에 사용하는 줄기세포 치료에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.




정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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