국내 연구진, 신장조직 모방 생분해성 지지체 개발…조직재생 효과↑

[이데일리 이연호 기자] 국내 연구진이 신장조직의 재생효과를 향상한 생체모방 생분해성 고분자 지지체를 개발했다. 한동근 교수·박우람 교수(차의과학대학교), 제프리 허블 교수(미국 시카고대학교)가 공동연구를 통해 생체모방 생분해성 고분자 지지체를 개발해 신장조직의 재생효과를 향상시켰다고 한국연구재단은 20일 밝혔다.

생체모방과 나노기술를 이용한 신장조직 재생용 지지체. 이 연구에서는 실제 신장조직 구조를 모방한 지지체를 개발함으로써 손상된 신장의 재생을 촉진시키는 전략을 수립했다. 다양한 성장인자가 포함돼 있고 신장조직과 유사한 특성을 가진 세포외기질(ECM)를 첨가했다. 또 pH 중화 효과가 있는 수산화마그네슘도 첨가했다. 세포외기질은 손상된 신장조직에서 세포 성장 및 분화를 유도할 수 있고 수산화마그네슘은 낮은 pH로 산성화된 신장조직 내 환경을 pH중화시켜 염증반응을 현저히 억제할 수 있었다. 그래픽=한국연구재단.

손상된 조직이 회복되거나 이식된 조직이 안정적으로 정착되기 위해 세포의 성장·분화를 돕는 지지체가 필요하다. 하지만 오늘날 활용되는 지지체는 실제 신장조직 환경을 반영하지 못하고 시간이 지날수록 주변 pH를 산성화해 심각한 염증을 유발하기 때문에 효율적인 조직재생을 오히려 저해하는 어려움이 있다.

연구팀은 실제 신장조직의 구조를 모방한 다공성 지지체를 개발함으로써 손상된 신장조직의 재생을 촉진시키는 전략을 세웠다. 신장이 4분의 1만 남은 생쥐에 개발된 지지체를 이식하자 신장조직 형성이 150% 증가하고 신장의 기능이 거의 100% 회복됐다.

개발된 지지체에는 돼지의 신장에서 추출한 세포외기질이 첨가됐다. 세포외기질은 다양한 성장인자를 포함하고 신장조직과 유사해 세포의 성장과 분화를 돕는다. 또 사람이 복용하는 제산제에 이용되는 수산화마그네슘도 첨가돼 낮아진 pH를 중화시키고 염증반응을 억제하는 기능을 했다.

한동근 교수는 “이 연구는 조직 재생을 위한 거의 모든 생분해성 지지체에 적용할 수 있는 플랫폼 원천기술”이라며 “사업화되면 의료기기, 줄기세포 치료제, 면역세포 치료제, 오가노이드(미니 장기) 및 3D 바이오프린팅 기술에 응용될 것”이라고 전망했다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 및 바이오?의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 국제학술지 ‘ACS 센트럴 사이언스(ACS Central Science)’에 지난달 26일 게재됐다.