"자기장 활용해 줄기세포 분화 원격조절하는 나노코일 개발"

고려대 강희민·김영근 연구팀 "줄기세포 정밀제어 연구 실마리 기대"

국내 연구진이 실시간 원격 제어로 줄기세포 분화를 조절할 수 있는 나노 시스템을 개발했다.

과학기술정보통신부는 3일 강희민·김영근 고려대 신소재공학부 교수 공동 연구팀이 자기장을 활용해 줄기세포 분화를 촉진할 수 있는 나선형 모양의 합금 나노 코일을 제작했다고 밝혔다.

줄기세포는 뼈, 지방, 근육, 혈관, 연골 등 신체 조직으로 분화할 수 있는 미분화세포다.

줄기세포 분화 연구는 인공장기나 세포치료 등을 위한 재생의학 분야에서 활발하게 진행되고 있다.

골다공증, 골연화증 등 퇴행성 골 질환 치료를 위해 단단한 임플란트 구조에서 줄기세포를 자극하려는 연구가 이뤄지고 있지만, 기존에는 원격으로 실시간 줄기세포 분화를 조절하지 못했다.

연구진은 전기 도금 방법을 이용해 코발트-철 합금 나노 코일을 제조했다.

나노 코일은 약 70㎚(나노미터) 두께의 선들이 꼬여있는 나선형 구조로 총 길이는 1㎛(마이크로미터)다.

연구진은 나노 코일 표면에 세포 부착을 돕는 화합물인 RGD 리간드를 코팅했다.

나노 코일과 줄기 세포는 쥐 모델에 이식했다.

이후 외부에서 자기장을 걸자 리간드의 간격이 늘어났고, 리간드의 간격이 늘어날 때 나노 코일의 길이도 길어졌다.

나노 코일은 자기장 인가가 시작될 때 26% 늘어났고, 자기장 인가가 멈추자 다시 원래 길이로 돌아왔다.

연구진은 쥐 생체 외부에서 자기장을 걸어 나노 코일을 늘이자 줄기세포 부착과 줄기세포 골 분화가 촉진되는 것을 발견했다.

연구진은 "원격으로 원하는 시점에 줄기세포 분화를 위한 자극을 전달할 수 있는 나노 코일 시스템의 구동을 동물 모델에서 검증했다"며 "향후 생체 내 줄기세포 정밀제어 연구 실마리가 될 것으로 기대한다"고 했다.

과기정통부 개인 기초연구 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 이날 재료 분야 국제 학술지 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)에 게재됐다.

/연합뉴스