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줄기세포 이용 최소침습적 시술 가능한 원천기술 개발

줄기세포 이용 최소침습적 시술 가능한 원천기술 개발 : 작성자, 작성일, 조회수, 보도시작시간,보도시작일, 첨부파일 정보 제공
작성자 관리자
작성일 2016-05-12 조회수 9,573
첨부파일

줄기세포 이용 최소침습적 시술 가능한 원천기술 개발

복지부․진흥원 첨단의료기술개발사업 지원 과제 성과
연세대 장재형 교수팀 “암 등 난치성 질환 치료 사용될 수 있는 플랫폼 기술 기대”

  

  

줄기세포를 이용한 최소침습적 시술이 가능한 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

  

한국보건산업진흥원(원장 이영찬)은 보건복지부 첨단의료기술개발사업(줄기세포·재생의료 실용화) 지원을 받은 연세대학교 화공생명공학과 장재형 교수 연구팀이 주사가 가능한 3차원 나노섬유 세포 지지체(이하 스캐폴드) 개발로 줄기세포를 생체 내 원하는 곳에 큰 수술 없이 주사로 간단히 전달할 수 있는 원천 기술을 개발했다고 밝혔다.

  

연구진에 따르면 스캐폴드 기술은 줄기세포가 나노섬유 사이사이 공간에 윤활유 역할을 하는 하이드로젤을 분포시켜 나노섬유들이 하이드로젤과 함께 환부로 미끄러져 들어가 카테터를 통한 주입이 가능한 기술이다.

  

연구진은 이번 기술 개발로 나노기술과 줄기세포를 이용한 재생치료분야, 그리고 의료기술의 새로운 패러다임인 최소침습적 시술을 복합적으로 달성하는 획기전인 변화가 올 것으로 기대했다.

  

연세대 화공생명공학과 장재형 교수는 “이번에 개발된 기술로 줄기세포를 나노섬유 기반 스캐폴드에서 3차원적으로 잘 성장시키고, 수술로 큰 부위를 절제하지 않고 단순 주입·주사를 통하여 줄기세포를 생체 내 원하는 부위에 국소적으로 전달할 수 있게 되었다”며 “특히 이 기술은 인간 신경줄기세포에 국한된 시스템이 아닌 플랫폼 기술로써, 향후 유전자 치료와의 복합적 활용이나, 면역 세포 등을 전달하여 암 치료에도 적용 가능할 것으로 기대된다.”고 밝혔다.


  

함께 연구에 참여한 연세대학교 의과대학 소아과 박국인 교수도 “개발된 기술은 난치성 신경계질환에 대한 신경줄기세포 뇌 이식 치료 효과를 크게 향상 시킬 수 있으며, 향후 다양한 난치성 질환에서 세포·유전자·조직공학적 치료를 가능하게 하여 치료 효과를 극대화 시킬 수 있다.”고 밝혔다.

  

한편, 이번 연구는 나노 분야의 세계적 권위지인 ACS Nano에 발표(2월 17일 온라인 게재) 되었다.
  - 한편, 논문명과 저자 정보는 다음과 같다.
  - 논문명 : Sliding Fibers: Slidable, Injectable, and Gel-like Electrospun Nanofibers as Versatile Cell Carriers
  - 저자 정보 : 장재형 교수(교신저자, 연세대학교 화공생명공학과), 박국인 교수(교신저자, 연세대학교 의과대학 소아과),

                 이슬기림 박사(제1저자, 연세대학교 화공생명공학과), 윤석환 박사(제1저자, 연세대학교 의과대학 소아과)

  

  

○ 논문의 주요내용

 

 ○ 줄기세포를 이용한 조직의 재생 혹은 난치병의 치료는 현대 의학 분야 중에서도 가장 괄목할만한 성장을 보이고 있으며 대중적으로도 주목을 많이 받고 있는 분야임. 이러한 줄기세포 치료법은 그 효과가 뛰어남에도 불구하고 아직까지는 많은 연구가 필요한데, 본 연구에서는 특히 줄기세포의 새로운 생체 내 전달방법을 개발하고자 하였음. 줄기세포 혹은 다른 세포치료제를 인체 내에 주사하면 투여세포들이 환자의 면역 체계에 그대로 노출되며, 또한 혈류 속으로 쓸려 내려가 환부에 제대로 생착하지 못하여 적절한 세포치료 효과를 낼 수 없음

  

 ○ 따라서 이식된 줄기세포의 초기 체내 생착 과정에서 환자의 면역/염증 체계로부터 치료용 세포를 보호하고, 환부에 정확히 이식세포가 생착할 수 있도록 유도하는 것이 매우 중요함. 이식된 줄기세포의 활성을 증가시키고 세포의 성장과 분화를 촉진시키기 위하여 줄기세포와 함께 세포 지지체를 이용하는데, 특히 체내에 자연적으로 세포와 함께 존재하는 세포외기질을 모방한 구조를 갖는 나노섬유 기반 세포 지지체의 경우 단단한 고체로 만들어져 체내에 직접 주입 혹은 주사가 불가능함으로 큰 절개 수술 후 이식함. 그러나 이번 연구에서 본 연구진이 개발한 주입 가능 나노섬유 기반 세포 지지체의 경우 고체 나노섬유 사이사이 공간에 윤활유 역할을 하는 하이드로젤을 분포시켜 나노섬유들이 하이드로젤과 함께 환부로 미끄러져 들어가, 카테터를 통한 주입이 가능하게 함

  

 ○ 큰 부위를 절개하는 수술은 체내의 염증 반응 발생을 강화시키고 수술 부작용 및 감염 등이 자주 발생함으로 최근에는 수술보다는 주입, 주사, 카테터 사용, 혹은 내시경을 통한 시술 등 '최소침습적' 시술로 전환하는 추세를 고려할 때, 본 연구는 최근 각광받는 재료 공학적 분야인 나노 섬유 제작 기술 (나노 기술)과 생물학적 연구 분야인 줄기세포 이용 재생치료 분야, 그리고 의료 기술적으로 새로운 패러다임인 최소침습적 시술을 복합적으로 달성하는 기술이라고 할 수 있음. 본 연구진은 새롭게 개발된 세포 지지체와 인간신경줄기세포를 함께 뇌졸중 동물 모델에 적용하였는데, 뇌졸중 부위에 신경줄기세포 부유액만을 이식한 그룹 및 고체 나노 섬유에 줄기세포를 담지하여 뇌 손상 부위에 수술적 방법으로 이식한 그룹과 비교하여, 주입가능 나노 섬유 지지체에 줄기세포를 담지하여 뇌 손상 부위에 직접 주사한 경우가 가장 줄기세포 활성이 뛰어나고 줄기세포의 생존능이 이식 후 시간에 따라 우수하게 유지됨을 확인함

  

 ○ 본 연구를 통하여 개발된 줄기세포 전달 기술의 발전은 난치성 질환으로 알려진 중추 신경계 질환의 치료 및 신경 재생 등의 의료 분야에서 획기적인 발전을 가져올 수 있으며, 특히 새로운 신경줄기세포 전달 방법을 활용하여 향후 뇌졸중 치료기술 개발에 큰 도움이 될 것으로 예상함. 또한 개발된 기술은 중추 신경계 질환뿐만 아니라 심혈관계 질환 및 암 등 기타 난치성 질환에 대한 새로운 유전자․세포 치료에 사용될 수 있는 플랫폼 기술이 될 수 있음. 따라서 본 연구진은 현재 개발된 기술을 토대로 유전자 치료기술을 접목하여 뇌졸중 치료 효과를 더욱 향상시키는 연구를 진행하고 있음

  

  

  

문의 : 진흥원 R&D성과단 권오연 연구원 ☎ (043) 200~9074
             연세대학교 화공생명공학과 분자세포공학연구실 장재형 교수 ☎ (02) 2123~7456
 [붙임] 1. 연구결과 개요 2. 용어설명