‘나노 용수철’로 환자맞춤형 줄기세포 제어 길 열려

입력 2021-02-03 00:00

  • 가장작게

  • 작게

  • 기본

  • 크게

  • 가장크게

나노 코일로 골세포 분화 조절 실마리…실시간 줄기세포 분화 제어

▲나노코일을 이용해 임플란트 소재 표면 위에서 리간드의 간격을 자기장으로 정밀하게 제어할 수 있는 나노크기의 신장·수축을 통한 줄기세포의 부착 및 분화의 조절이 가능한 시스템의 모식도. (사진제공=과학기술정보통신부)
▲나노코일을 이용해 임플란트 소재 표면 위에서 리간드의 간격을 자기장으로 정밀하게 제어할 수 있는 나노크기의 신장·수축을 통한 줄기세포의 부착 및 분화의 조절이 가능한 시스템의 모식도. (사진제공=과학기술정보통신부)

눈에 잘 보이지도 않는 ‘나노 용수철’로 실시간 줄기세포 분화를 제어하는 길이 열렸다.

과학기술정보통신부는 강희민, 김영근 교수(고려대학교 신소재공학부) 공동 연구팀이 임플란트 소재 표면에서 실시간 원격제어로 생체 내 세포의 부착과 분화를 조절할 수 있는 자성 나노 코일 시스템을 개발했다고 3일 밝혔다.

줄기세포를 특정 환경이나 신호에 노출해 뼈, 지방, 근육, 심근, 혈관, 연골 등 원하는 조직으로 분화를 유도하려는 연구가 인공장기나 세포치료 등을 위한 재생의학 분야에서 활발하다. 특히 골다공증, 골연화증, 퇴행성 골질환 등의 치료를 도울 수 있는 단단한 임플란트 구조물의 표면에서 줄기세포를 자극하려는 연구가 이뤄지고 있지만 실시간 원격으로 분화를 제어하는 데 어려움이 있었다. 가역적 제어라는 측면에서도 숙제가 남아 있었다.

연구진은 마치 용수철처럼 자기장에 의해 길이가 늘어났다가(원래 길이의 126%) 자기장 인가를 멈추면 다시 원래 길이로 돌아오는 1μm(마이크로미터) 남짓(두께 70nm)한 나선형 합금 나노 코일을 제작했다. 나노 코일은 생체 내외에서 자기장을 이용해 나노미터 수준으로 정밀하게 조절할 수 있으며, 세포 내부로 함입되거나 부러지지 않는 기계적 강도를 갖고 있어 생체 내에서도 가역적으로 신축할 수 있는 특성을 갖는다.

연구진은 자기장에 반응하는 나노 코일 표면에 세포와 결합할 수 있는 RGD 리간드를 코팅하고 자기장으로 리간드의 간격을 가역적으로 실시간 원격 조절해 줄기세포의 부착 및 분화를 조절하는 시스템을 제안했다. 실제 쥐에 이식한 이후, 외부에서 자기장을 인가해 생체 내 삽입된 나노 코일을 늘어나게 한 경우 줄기세포의 부착이 촉진됐고 줄기세포의 골분화도 촉진된 것을 확인했다.

원격으로 원하는 시점에 줄기세포 분화를 위한 자극을 전달할 수 있는 나노 코일 시스템의 구동을 동물모델에서 검증함으로써 향후 생체 내 줄기세포 정밀제어 연구의 단초가 될 것으로 기대한다.

과학기술정보통신부 개인기초연구의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 재료 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 3일 자정(한국시각) 게재됐다.

  • 좋아요0
  • 화나요0
  • 슬퍼요0
  • 추가취재 원해요0

주요 뉴스

  • 트럼프 '가자 평화위' 뭐길래… 佛 거부에 "와인 관세 200%
  • 단독 흑백요리사 앞세운 GS25 ‘김치전스낵’, 청년 스타트업 제품 표절 논란
  • 배터리·카메라 체감 개선…갤럭시 S26시리즈, 예상 스펙은
  • "여행은 '이 요일'에 떠나야 가장 저렴" [데이터클립]
  • 금값 치솟자 골드뱅킹에 뭉칫돈…잔액 2조 원 첫 돌파
  • 랠리 멈춘 코스피 13거래일 만에 하락 마감…코스닥 4년 만에 970선
  • 현대자동차 시가총액 100조 원 돌파 [인포그래픽]
  • 단독 벤츠, 1100억 세금 안 낸다…法 "양도 아닌 증여"
  • 오늘의 상승종목

  • 01.20 장종료

실시간 암호화폐 시세

  • 종목
  • 현재가(원)
  • 변동률
    • 비트코인
    • 133,596,000
    • -3.21%
    • 이더리움
    • 4,471,000
    • -6.29%
    • 비트코인 캐시
    • 850,000
    • -2.69%
    • 리플
    • 2,844
    • -4.37%
    • 솔라나
    • 190,400
    • -4.75%
    • 에이다
    • 527
    • -4.18%
    • 트론
    • 443
    • -3.49%
    • 스텔라루멘
    • 312
    • -4.29%
    • 비트코인에스브이
    • 27,050
    • -3.87%
    • 체인링크
    • 18,330
    • -4.63%
    • 샌드박스
    • 206
    • +1.98%
* 24시간 변동률 기준