생명연, 생체 내 줄기세포 모니터링 기술 개발

기사입력 : 2021년03월11일 13:36

최종수정 : 2021년03월11일 13:36

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 생체 내 줄기세포를 모니터링하는 기술 개발에 성공했다.

한국생명공학연구원(KRIBB)은 바이오나노연구센터 임은경 박사 연구팀이 연세대학교 화공생명공학과 함승주 교수팀, 영상의학과 허용민 교수팀과 효과적인 줄기세포 치료 목적을 위한 자기공명영상 기반의 줄기세포의 생체 모니터링 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다.

줄기세포는 다양한 세포로 분화 및 자가 재생산이 가능하므로 이를 활용해 손상된 조직이나 장기를 재생해 치료하는 줄기세포 치료제에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

특정 인테그린을 표적하는 중공 구조의 MnO 나노 입자 (MnOHo-Ab)를 사용하여 MR 영상 기반의 인간 줄기세포의 모니터링 시스템의 개략도.[사진=한국생명공학연구원] 2021.03.11 memory4444444@newspim.com

그러나 유도된 줄기세포의 1~2%만이 표적 조직에 도달되고 나머지는 손실되기 때문에 줄기세포 분화 치료 효과에 대한 검증이 필요한 상황이었다.

연구팀은 특수 망간나노 입자를 개발하고 이를 적용해 줄기세포의 표적 모니터링이 가능한 '인테그린 β1 항체(MnOHo-Ab)'를 제조했다.

자기공명영상장치를 이용해 전임상에서 이식된 인간 줄기세포의 최소 침습적 모니터링 방법을 개발했다.

연구팀은 정맥에 주사된 'integrin β1-망간나노 입자(MnOHo-Ab)'가 마우스 고환(testis)으로 전달돼 다양한 계통으로 분화된 인간 유도 만능 줄기세포(hiPSC)에 대한 모니터링이 가능함을 확인했다.

전임상 수준에서 MnOHo-Ab의 인간 줄기세포 이식 모니터링[사진=한국생명공학연구원] 2021.03.11 memory4444444@newspim.com

생체 모니터링 기술은 주입된 인간 줄기세포가 치료되는 긴 시간 동안 표적 부위로 이동 및 이식이 잘 되는지를 보여준다.

임은경 박사는 "줄기세포를 이용한 재생 의학 분야에서 전임상 모델 내 줄기세포의 표적 질환 부위로 이식 및 이동을 자기공명영상 기술을 이용해 시각적 입증이 가능하게 했다"고 말했다.

이어 "이 성과는 체내에 주입한 줄기세포가 목적 세포로 잘 전달됐는지 추후 줄기세포 치료 진행 여부의 확인이 가능한 영상 플랫폼을 개발한 것"이라며 "향후 바이오 의약 분야의 줄기세포 치료 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 했다.

임은경 박사[사진=한국생명공학연구원] 2021.03.11 memory4444444@newspim.com

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업, 의료현장밀착의료-과학융합기술개발사업, 바이오·의료 융합 측정표준기술 개발사업, 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐다.

연구성과는 바이오 센서 분야의 세계적 저널인 '바이오 센서'와 '바이오 일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)' 온라인 판에 지난 1월 26일 게재됐다.

memory4444444@newspim.com

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