생명공학과 조승우 교수, 이정승 박사 연구팀이 조직 특이적 마이크로비드를 이용하여 효율적인 조직 재생이 가능한 세포 치료 플랫폼 기술을 개발하였다. 이번 연구는 융합재료과학 분야 세계 최고 권위의 학술지 중 하나인 Advanced Functional Materials (2018년 Impact factor: 15.621) 저널에 2019년 8월 1일 출판되면서 연구 결과의 중요성과 우수성을 인정 받아 Front Cover 논문으로 선정되었다 (논문 제목: Tissue bead: Tissue-specific extracellular matrix microbeads to potentiate reprogrammed cell-based therapy).
현재까지 세포 치료의 효능을 높이기 위해 다양한 생체재료를 활용한 세포 이식 기술 개발 연구가 활발히 진행되고 있지만 조직에 따른 미세환경 차이와 이식된 세포의 낮은 생착능, 분화능 등에 의해 특정 조직의 효과적인 재생 및 기능성 회복에는 많은 어려움이 있다.
본 연구팀은 탈세포 조직을 이용한 조직특이적 생체재료를 이용하여 마이크로비드 제작 기술을 개발하고 이를 세포의 배양, 이식에 활용하여 기존에 많이 사용되던 단일 매트릭스 기반 시스템의 기술적 한계점을 극복하였다. 탈세포 기술은 조직으로부터 세포를 모두 제거하고 조직의 세포외기질, 활성 물질 등을 유지시킴으로써 재료의 면역 거부 반응을 최소화하는 동시에 실제 조직의 생화학적 미세환경을 모사할 수 있어 조직 재생 및 의공학 분야에서 많은 각광을 받고 있는 기술이다. 본 연구에서는 탈세포 조직 기반의 생체재료를 이용하여 마이크로미터 크기의 비드 형태 지지체를 미세유체 기술을 이용한 연속 공정을 통해 생산함으로써 다양한 조직의 생화학적 미세환경을 모사함과 동시에 비침슴적인 세포 이식이 가능하면서도 세포의 생착능을 증진시킬 수 있는 기술을 개발하였다.
개발된 조직 특이적 마이크로비드는 다양한 유도세포의 배양에 적용되어 세포의 생존율, 특정 세포로의 분화능, 세포 특이적 기능성을 크게 증진시킴을 확인하였다. 또한, 유도 근육세포를 근육조직 특이적 마이크로비드에 탑재하여 근육 손상 동물 모델에 적용한 결과 기존의 생체재료 기반 이식 기술에 비해 근육 재생 및 손상된 기능성의 회복이 촉진됨을 확인하였다.
본 연구에서 개발된 기술은 근육조직뿐 아니라 다양한 조직의 손상을 효과적으로 치료할 수 있는 플랫폼으로 확장이 가능하며, 추후 인공조직 제작 및 약물 스크리닝 시스템 등에도 응용이 가능할 것으로 기대된다.