면역세포 공격 막는 '이식세포 보호대' 개발

발행날짜: 2014-02-06 19:07:26
  • 서울대병원 백선하 교수·포스텍 조동우 교수 연구팀 발표

국내 연구팀이 면역세포의 공격을 막아주면서 이식세포의 기능은 살리는 신개념 '이식 세포 보호대'를 개발했다.

포스텍 조동우 교수 연구팀과 서울대병원 신경외과 백선하 교수 연구팀은 세포기반 약물전달시스템(Cell-based drug delivery systems)인 하이브리드 지지대(hybrid scaffold)를 개발, 연구 결과가 국제학술지인 'Journal of Controlled Release'최근호에 실렸다.

연구팀에 따르면 이식세포를 이식 대상 동물에 전달하는 제제로는 hydrogel이 있다.

- hybrid scaffold의 정육각형 모양의 형틀(가로, 세로, 높이 1.5mm)을 위에서 내려다 본 모습(a), 측면에서 본 모습(b), 입체적으로 본 모습(c) - hydrogel에 1 × 10,000개의 이식세포를 넣은 후, 이것을 hybrid scaffold 형틀에 넣은 후의 모습(d) - d를 바닥에서 0.75mm 높이(z=0.75mm)의 단면(e)을 대상으로, 산소 포화도를 분석한 모습(f). 붉은 색(세포들이 안정적으로 정착할 수 있게 산소 포화도가 높게 나타남) - 즉 hybrid scaffold는 외부 면역세포가 안으로 침투 못하게 막아주면서, 붉은색 영역에서 이식 세포가 안정적으로 생존할 수 있는 환경(산소)을 만들어 줌. - (f)의 y=0.75mm 부분(파란색 선)을 따라 산소 포화도를 나타낸 그래프(g).
hydrogel은 수용성 젤로서 이식세포가 분비한 단백질이나 신경전달물질은 hydrogel의 안과 밖으로 투과할 수 있다.

도파민분비세포를 hydrogel에 넣고, 파킨슨병이 있는 동물에 이식하면, 이식세포는 hydrogel을 통해 도파민(신경전달물질)을 공급할 수 있다.

hydrogel은 기계적인 강도가 매우 약하여 3차원적인 구조체를 안정적으로 유지하기 어렵다.

hydrogel의 농도, 경화 조건 등을 조절하여 강도를 일부 개선할 수 있으나 외부 충격을 견딜 수 있을 만큼 높은 강도를 얻기 어려울 뿐만 아니라, 수용성 물질의 투과능에도 영향을 준다.

오직 hydrogel 만을 이용하여 도파민분비세포를 이식하면 생체 내에서 오랜 기간 동안 그 형태를 유지하기 어렵다.

이를 보완하기 위해 개발된 것이 hybrid scaffold.

hybrid scaffold는 3D 프린팅 기술로 제작된 가로, 세로, 높이 1500㎛ 의 정육각형 모양의 형틀(3D-Frame) 안에 hydrogel을 넣은 것이다.

3D-Frame 내부 뼈대가 기계적 강도를 향상시켜주고, 내부의 hydrogel은 동물의 면역세포의 공격을 막아줘, 이식세포가 동물 뇌 조직에 안정적으로 정착할 수 있는 환경을 제공한다.

연구팀은 도파민 분비 세포를 hydrogel과 hybrid scaffold에 각각 넣고, 생쥐에 투약한 후, 8주 동안 혈청 도파민 분비 농도를 측정했다.

그 결과, 1 주차 때 hybrid scaffold 사용 군은 250pg/mL, hydrogel 사용 군은 190pg/mL였으나, 7주차 때는 각각 420pg/mL, 290pg/mL로 나타나, hybrid scaffold 사용 군이 hydrogel 사용 군 보다 혈청 도파민 농도가 높게 관찰됐다.

도파민분비세포를 hybrid scaffold에 넣고, 쥐의 뇌 조직에 이식한 뒤 1주일 후, 뇌 조직을 꺼내어 면역 조직 화학 검사를 한 결과, 급성기 면역거부반응이 현저히 줄어든 것으로 관찰됐다.

조동우 교수는 "이번에 개발한 hydrogel/3D-frame을 이용하여 hybrid scaffold를 만들어, 동물 모델에 세포이식을 하게 되면 scaffold 안이나 밖으로의 세포의 이동은 매우 힘들고 hybrid scaffold 내부에 있는 세포에서 분비되는 성장인자와 같은 단백질이나 신경전달물질 등은 투과시킬 수 있게 되어 향후 세포 치료에 많은 도움이 될 것"이라고 전했다.

이어 백선하 교수는 "이 약물전달 시스템을 이용해 세포치료를 하면, 이식세포가 동물의 면역세포로 부터 공격을 피해 오래도록 생존할 수 있어 파킨슨병을 포함한 여러 가지 질병에서 향후 세포 치료의 효용성을 향상 시켜줄 것으로 기대된다"고 덧붙였다.

병·의원 기사

댓글

댓글운영규칙
댓글을 입력해 주세요.
더보기
약관을 동의해주세요.
닫기
댓글운영규칙
댓글은 로그인 후 댓글을 남기실 수 있으며 전체 아이디가 노출되지 않습니다.
ex) medi****** 아이디 앞 네자리 표기 이외 * 처리
댓글 삭제기준 다음의 경우 사전 통보없이 삭제하고 아이디 이용정지 또는 영구 가입이 제한될 수 있습니다.
1. 저작권・인격권 등 타인의 권리를 침해하는 경우
2. 상용프로그램의 등록과 게재, 배포를 안내하는 게시물
3. 타인 또는 제3자의 저작권 및 기타 권리를 침해한 내용을 담은 게시물
4. 욕설 및 비방, 음란성 댓글