표준연구원, 상처 치유·재생 새 단서 확보…섬유화 기전 규명

생체조직 미세환경 제어로 상처 치유·재생 촉진 입증
상처 치유 의약품·섬유화 질환·암 연구 기여, 국제 학술지 발표

[대전=뉴시스]김세화 KRISS 바이오이미징팀장이 비선형 광학현미경으로 관찰한 생체조직을 설명하고 있다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내연구진이 생체조직의 미세환경을 제어해 상처 치유와 재생을 촉진할 수 있는 새로운 원리를 찾았다.

한국표준과학연구원(KRISS)은 바이오이미징팀이 피부세포를 이용한 연구에서 상처 치유와 재생에 관여하는 섬유화 현상의 기전을 규명하고 상처를 둘러싼 생체조직의 미세환경을 정밀 제어해 국소 부위에서 섬유화를 조절할 수 있는 방법을 제시했다고 21일 밝혔다.

섬유화는 세포를 둘러싼 세포외기질에 콜라겐 등이 분비돼 생체조직이 딱딱하게 굳어지는 현상으로 상처 치유와 재생에 중요한 역할을 하지만 과잉되면 간이나 폐, 심장 등 장기가 굳어지는 질환을 초래하거나 피부경화증과 같은 자가면역질환으로 이어질 수 있다.

섬유화는 섬유아세포가 근섬유아세포로 분화하면서 발생하므로 섬유화를 조절하려면 이 분화가 발생하는 체내 환경 조건을 이해하는 것이 중요하다.

KRISS 연구진은 광학현미경을 통해 피부 세포외기질의 엘라스틴 양이 20%일 때 섬유아세포의 분화가 가장 활발함을 확인했다. 이는 섬유화 현상 조절에 주변 미세조직의 성분 변화가 중요하다는 의미다.

엘라스틴의 정상치는 10%로, 이 수치가 높아지면 생체조직의 탄성이 높아진다.

연구진은 또 단백질 정밀 분석을 통해 생체조직의 역학적 탄성 조절에 관여하는 단백질을 밝혀내고 이 단백질을 조절해 섬유아세포의 분화를 촉진할 수 있음을 실험을 통해 증명했다.

기존 섬유화 조절 연구는 섬유아세포의 분화를 촉진하기 위해 세포에 성장인자를 넣는 화학적 방식을 채택했으나 이번 연구에서는 국소 부위에서 생체조직의 탄성을 역학적으로 변화시켜 섬유아세포의 분화를 조절하는 방식을 택했다. 성장인자가 세포 내에서 일으킬 수 있는 예상 밖의 연쇄작용을 방지할 수 있어 기존 방식보다 안전하다.

KRISS가 보유한 비선형 광학이미징 기술과 단백질 정밀분석 기술의 결합으로 탄생한 이번 성과는 생체조직 미세환경의 제어를 통한 상처 치유 보조의약품 개발과 간섬유화, 폐섬유화, 심장섬유화 관련 치료법 연구는 물론 암의 성장 제어 연구에도 활용 가능하다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘바이오머티리얼스 리서치(Biomaterials Research, IF: 15.86)’에 지난 10월 온라인 게재됐다.(논문명 Time-sequential fbroblast-to-myofbroblast transition in elastin-variable 3D hydrogel environments by collagen networks)

김세화 바이오이미징팀장은 "이번 성과는 KRISS의 독보적인 첨단 바이오 측정기술 융합의 결실"이라며 "향후 피부 세포가 아닌 장기 세포 등을 활용해 다양한 섬유화 기전으로의 확장 연구를 이어가겠다"고 말했다.

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