POSTECH-차의과대 연구팀,
“요구르트 병 만드는 폴리스티렌이 줄기세포 분화 ‘마음대로’ 조절하는 기판으로?“
줄기세포 분화 조절 가능한 기판 대량생산 ”길 열다” 

우리 몸을 구성하는 210여개의 세포로 분화할 수 있는 능력을 가져, 손상 조직의 재생하는 등 다양한 연구가 진행되고 있는 줄기세포. 흔히 가전기기 케이스나 요구르트 병 등에 활용되는 폴리스티렌을 이용해, 이 줄기세포의 분화를 마음대로 조절할 수 있는 기판을 대량생산해 보다 효율적이고 빠른 줄기세포 연구를 할 수 있는 길이 열렸다.

POSTECH(포항공과대학교) 기계공학과 김동성·조동우 교수·박사과정 차경제씨, 차의과대학교 이수홍 교수·박사과정 박광숙씨는 인간의 지방에서 유래한 줄기세포의 분화를 조절할 수 있는 새로운 개념의 폴리스티렌 세포배양 기판의 대량성형 기술을 개발하는데 성공했다.

9일 발간된 고분자 생명과학분야의 권위지인 ‘고분자 생명과학(Macromolecular Bioscience)’지 11월호 표지논문으로 게재된 이 연구성과는 성장인자나 호르몬을 이용하는 기존의 줄기세포 증식·분화 연구 분야에 경제성 및 효율성을 가져다줄 새로운 개념의 연구로 각광을 받고 있다.

최근 줄기세포 연구 중에서도 특히 인간 지방유래 줄기세포를 특정세포로 분화할 수 있도록 조절하는 연구에 대한 관심이 높아지고 있지만, 줄기세포의 증식과 분화에 활용되는 화학적 방법은 효율성에 한계가 있을 뿐 아니라연구에 들어가는 비용이 높아 큰 단점으로 지적되어 왔다.

연구팀은 세포외기질*1의 구조적 특징을 이용하면 줄기세포의 분화를 조절할 수 있다는 연구결과를 바탕으로 나노 금형기술과 고분자미세성형기술을 이용, 기존의 평평한 기판과는 달리 200nm 지름의 나노 기둥과 나노구멍 구조물들을 폴리스티렌 기판에 대량으로 성형, 복제했다.

그 후 인간 지방유래 줄기세포의 거동을 파악하는 한편, 분화 효율을 향상시키는 연구를 진행해 특정세포로의 분화를 측정한 결과 나노 기둥은 골세포로의 분화 효율을, 나노 구멍은 지방세포로의 분화효율을 기존의 기판에 비해 향상시키는 결과를 얻었다고 연구팀은 전했다.

연구를 주도한 김동성 교수는 “이번 연구결과를 토대로 보다 효율적인 줄기세포 연구와 조직공학 연구가 가능할 것으로 기대한다”며 “이 기술을 발전시켜 줄기세포의 증식과 분화 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 개념의 세포배양용기를 개발하는 한편, 상용화를 진행할 계획”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)과 리더연구자지원사업(창의연구)의 지원으로 수행되었다.

1. 세포외기질(extracelluar matrix) : 조직 내 또는 세포 외의 공간을 채우고 있는 생체고분자의 복잡한 집합체