한국과학기술연구원(KIST)은 생체재료연구단 송수창 박사 연구팀이 하이드로젤로 줄기세포를 감싸 보호하고, 줄기세포를 원하는 대로 분화시킬 수 있는 줄기세포 주사 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 하이드로젤은 용매가 물이거나 물이 기본 성분으로 들어 있는 젤리 모양 물질이다.
줄기세포는 세포분열을 통한 증식 및 분화과정을 거쳐 자기 자신을 복제하거나 다른 종류의 세포를 생산할 수 있다. 이 때문에 줄기세포는 세포치료제의 원료로 난치성, 퇴행성 질환이나 장기재생 등 재생의학 분야에서 주목 받고 있다.
기존에 세포치료제로 개발된 줄기세포는 정맥주사, 복강주사, 치료 부위 직접 주입 등으로 인체 내에 투여됐다. 이렇게 주입된 치료용 줄기세포는 전신에 퍼져 원하는 질환 및 부위에 대한 치료 효율성과 생존율이 떨어졌다. 또 줄기세포와 같이 도입된 생체소재에 생리활성기능이 없거나 줄기세포에 단순히 분화 인자를 혼합하는 방법들을 사용하면 조직 맞춤형 치료가 어려웠다.
KIST 연구진은 이러한 한계점을 극복하고자 상온에서는 액체였다가 체온에서 빠르게 딱딱한 젤 형태로 변하는 특성을 갖는 하이드로젤로 줄기세포를 감쌌다. 하이드로젤에는 줄기세포를 원하는 대로 분화시킬 수 있는 생리활성물질들을 자유롭게 도입할 수 있었다. KIST 관계자는 "마치 레고를 조립하듯 생리활성물질을 하이드로젤에 도입해, 그 양과 비율을 쉽게 조절할 수 있다"며 "이에 따라 줄기세포 생존율을 높이고 조직재생의 효과를 극대화시켰다"고 설명했다.
송수창 KIST 박사는 "질환의 종류 혹은 크기에 따라 생리활성물질 종류와 투여량의 변화를 줘 환자 맞춤형 조직재생기술뿐만 아니라 향후 연구를 통해 면역치료, 항암치료 등으로 적용 범위를 확장할 수 있다"고 했다.
이 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업으로 수행됐다. ‘줄기세포 분화조절 기술’과 ‘줄기세포 연골조직 재생환경 최적화’의 연구 결과는 국제학술지인 ‘바이오메터리얼즈(Biomaterials)’ 및 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 최신호에 각각 2건이 실렸다.