줄기세포 표면의 박막 코팅에 대한 이미지 모식도. 세포 표면에 제조된 다층박막의 모식도(위쪽)와 기대할 수 있는 효과들에 대한 모식도(아래쪽). 박막을 코팅함에 따라 세포의 안정성 증대(왼쪽), 이동능 유지(가운데), 분화능 유지 및 조절(오른쪽)이 가능해짐을 알 수 있다. 사진=한국연구재단 제공
줄기세포 표면의 박막 코팅에 대한 이미지 모식도. 세포 표면에 제조된 다층박막의 모식도(위쪽)와 기대할 수 있는 효과들에 대한 모식도(아래쪽). 박막을 코팅함에 따라 세포의 안정성 증대(왼쪽), 이동능 유지(가운데), 분화능 유지 및 조절(오른쪽)이 가능해짐을 알 수 있다. 사진=한국연구재단 제공
국내 연구진이 골수와 제대혈에서 채취하는 줄기세포의 하나인 중간엽 줄기세포가 혈액 속에서 오래 버틸 수 있도록 표면에 나노박막을 입혀 치료효과를 높이는 방법을 개발했다.

19일 한국연구재단에 따르면 대부분 줄기세포 치료는 혈관 내 주입을 통해 이뤄진다. 혈관 내부의 빠른 혈류 속도와 다양한 물질들로 줄기세포가 표적세포와 조직으로 가지 못하고 사멸하는 경우가 많아 치료 효과가 제한됐다.

홍진기 교수(중앙대)와 이은아 교수(경희대) 연구팀은 줄기세포 표면에 나노두께의 얇은 박막을 코팅하는 방법을 통해 혈액 안에서 안정성을 유지해 생존율을 높인 줄기세포를 개발했다. 나노 박막은 천연고분자인 L-라이신(Poly-L-lysine, PLL), 히알루론산(Hyaluronic acid, HA)과 RGD 펩타이드를 이용해 제조했다.

연구팀은 중간엽 줄기세포 표면에 직접 나노두께의 코팅을 하기 위해 층과층적층법(Layer-by-Layer self-assembly)이라는 필름 제조 방법을 이용했다. 층과층적층법은 고분자 기반 다층 나노필름을 제작하는 방법으로 여러 가지 재료를 다양한 분자간의 인력을 통해서 다층으로 자기조립할 수 있다.

연구 성과를 통해 제조된 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.

홍진기 교수는 "이 연구성과는 중간엽 줄기세포 주입치료의 한계인 세포 안정성을 나노박막 기술을 사용하여 증대시켰으며 이전보다 정확하게 표적에 도달하게 했다"며 "이 나노박막은 어느 줄기세포에나 적용이 가능하므로 백혈병, 뇌졸중 등에 사용하는 줄기세포 치료에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

김달호 기자

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