이태윤 연세대 전기전자공학부 교수. (연세대 제공) © News1

연세대학교는 이태윤 전기전자공학부 교수팀과 조승우 생명공학과 교수팀이 고성능 치료용 3D 줄기세포 스페로이드(Stem cell spheroids)를 대량 생산할 수 있는 새로운 배양 플랫폼을 개발했다고 22일 밝혔다.

이 교수팀과 조 교수팀은 물방울이 퍼지지 않고 구 형태로 표면에 붙어 있을 수 있는 초소수성(superhydrophobic) 생체모사 표면을 개발·이용해 고성능 치료용 인간 지방유래 줄기세포 스페로이드를 대량으로 배양할 수 있는 플랫폼을 개발했다.

이 플랫폼을 이용해 형성된 지방유래 줄기세포 스페로이드는 기존 방법 대비 2배 이상의 혈관재생 효능을 나타냈다.

3D 줄기세포 스페로이드는 1000개 이상의 단일 세포들이 모여 3차원의 구 형태를 이루는 줄기세포 집합체를 뜻한다. 단일 줄기세포보다 뛰어난 치료 효능을 가지기 때문에 최근 이를 줄기세포 치료에 적용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

양질의 3D 줄기세포 스페로이드를 얻기 위해서는 배양 과정에서 표면과 접촉을 최소화해 세포간 뭉침현상을 극대화시키는 것이 매우 중요하다. 그러나 기존의 배양 방법에서는 접촉 면적을 줄이는 것이 쉽지 않았다. 연구팀은 자연계에 존재하는 연꽃잎이나 장미꽃잎에서 관찰할 수 있는 초소수성 표면을 이용해 이같은 문제를 해결했다. 초소수성 표면을 물방울이 표면에 젖지 않고 구형 그대로를 유지할 수 있기 때문에 기판과 접촉을 최소화할 수 있는 특징을 가지고 있다.

연구팀은 "특별한 추가 공정 없이 고성능 치료용 줄기세포 스페로이드를 대량으로 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시한 것"이라며 "앞으로 다른 종류의 세포에도 적용해 세포 치료제 이외에 다양한 바이오 산업에 응용할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편 이번 연구는 재료 분야 국제 최상위 학술지인 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 온라인판으로 게재됐다. 동시에 10월호 표지 논문으로 소개될 예정이다.

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