대학원 고분자공학과

충남대-안전성평가연구소-건국대, 공동연구 수행

히알루론산 미립구를 이용한 3차원 스페로이드 배양을 통해 간에서 세포 생존 및 생착효과 향상

충남대학교 고분자공학과 박사과정 박경환 학생(지도교수: 허강무 교수)은 안전성평가연구소 강선웅 박사 연구팀, 건국대 김시윤 교수 연구팀과 함께 히알루론산 미립구를 이용한 3차원 스페로이드 배양을 통해 간으로 이식된 세포의 생존 및 생착 효율을 높임으로써 간 재생 효과를 향상시키는 데 성공했다.

이번 연구 결과는 세계적인 화학저널인 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 16.744, Top 2.8%)에 3월 29일자로 온라인 게재됐다. (논문 제목: Hyaluronic acid microparticles for effective spheroid culture and transplantation in liver tissue)

기존 2차원 세포배양은 수적으로 증식을 유도할 수 있지만, 생물학적 환경을 정확하게 모사할 수 없다는 단점이 있어, 최근 3차원 세포배양에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그중 3차원 스페로이드 배양은 제조의 편리성 때문에 많이 사용되는 방법 중 하나이다. 이 3차원 세포 스페로이드를 성공적으로 적용하기 위해서는 조직에 이식 후 세포 생존과 생착에 필요한 영양분을 효과적으로 스페로이드의 내부까지 공급하는 것이 필요하다.

이에 공동연구팀은 스페로이드 내부까지 영양분을 공급하기 위해 다공성의 히알루론산 (HA) 하이드로젤 미립구을 제조하여 적용했다. HA 미립구는 역 유화중합을 통해 합성했고, 세포와 같이 3차원 배양하여 HA 미립구가 함유된 스페로이드를 형성시켰다. 이러한 간 세포 스페로이드는 in vitro 환경에서 16일 동안 배양했을 때, 대조군 대비 높은 세포 생존율과 세포 이동 활성을 보였다. 또한, 쥐의 간에 이식했을 때, 대조군 대비 더 높은 세포 생존율과 알부민 분비 능력을 보였다.

공동연구팀은 “이번 연구 결과에서 HA 미립구의 적용이 3차원 세포배양의 효율성과 응용성을 크게 증대시킴으로써, 기존 세포 치료제의 근본적인 문제점으로 여겨졌던 제한된 생착성과 지속성을 개선할 수 있는 효율적인 해결방법을 제시하고 있다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 한국안전성평가연구소 및 한국생명공학연구원의 지원으로 수행됐다.