"골다공증 환자들 희소식" 뼈·연골 동시 재생시킨다

한양대 신흥수 교수팀, 신개념 조직 재생기술 개발

[123rf]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 지긋지긋한 퇴행성 관절염으로 고생하는 환자들에게 희소식이 전해졌다. 국내 연구진이 단단한 뼈와 유연한 연골, 언뜻 보기에도 서로 다른 이 둘을 동시에 재생시킬 수 있다는 연구결과를 내놓았기 때문이다.

한국연구재단은 한양대 생명공학과 신흥수 교수 연구팀이 골과 연골로 자발적으로 분화될 수 있는 인공 조직을 만들고, 이를 실제 조직과 유사한 수준으로 재생시킬 수 있다는 사실을 확인했다고 30일 밝혔다.

아직 미분화된 줄기세포의 증식이나 분화를 조절해 손상 조직에 이식할 세포를 얻기 위한 연구가 활발하다.

하지만 복잡한 골·연골의 미세환경을 공학적으로 구현, 실제 생체 내에서 골과 연골조직으로 동시에 재생되도록 하는 한편 이식된 세포들이 오래 살아남도록 하는 것은 여전히 과제로 남아 있다.

연구팀은 줄기세포들이 구형으로 응집된 구조체 내부에 골과 연골 분화 인자를 전달, 분화효율을 2배 이상 높여 외부 인자 없이 자발적으로 골과 연골로 분화될 수 있도록 했다.

이를 통해 실제 골·연골 조직과 유사한 이중층 구조로 구현하는 데 성공했다. 또한 21일에 걸친 장기배양에도 줄기세포 구조체는 본래 골·연골세포 성질을 특이적으로 유지했다.

나아가 이렇게 만들어진 구조체를 골·연골 조직이 없는 토끼 모델에 이식한 결과, 골 재생이 대조군 대비 2배 이상으로 나타나는 한편 국제 연골 재생 평가 기준의 2.5배에 달하는 성숙한 연골이 형성됐다.

골, 연골 분화 유도 인자가 고정화된 나노섬유와 줄기세포 자가조립을 통한 골·연골 세포구상체 제작. [한양대 제공]

신 교수는 “줄기세포 구상체의 분화를 특이적으로 제어하고 자가조립을 통해 실제 골·연골 조직과 유사한 구조체를 구현한 것”이라면서 “손상 부위 이식 연구는 물론 약물 유효성 및 독성평가에 쓰일 수 있는 오가노이드 개발에도 실마리가 될 것으로 기대된다”고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 11월 21일 온라인판에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com