인간 뇌 내 혈관 내피세포 장벽 기능의 실시간 측정을 통해 내피 관련 질환 및 질병 치료약물 효능을 확인할 수 있는 분석법이 개발됐다.

고려대 구로병원 의생명연구센터 두현명 교수팀과 미국 존스홉킨스 대학 김덕호 교수팀이 공동으로 진행한 이번 연구는 이온 특성을 가져 연료전지와 배터리에 쓰이는 나피온을 사용해 배양접시를 나노 패턴 깍지형 표면으로 만들어 생체모방적 환경을 묘사하고, 인간 뇌 내 혈관 세포들이 패턴 방향에 따라 정렬되도록 유도했다. 

이후 정렬된 혈관 내피세포들의 장벽 기능을 실시간 측정했으며, 이를 밀착연접 및 부착연접과 관련된 유전자 및 단백질 증가 확인을 통해 검증했다. 

이번 연구결과 폴리(L-DOPA)로 코팅된 나피온 나노 패턴과 전극을 활용하여 생체를 모사하는 정렬된 내피 세포를 만들어내고, 더 견고한 세포 간 접착을 통해 이들의 향상된 장벽 기능을 실시간으로 확인했다. 

두현명 교수는 “이번 연구는 배터리 전위막에 사용된 나피온 물질을 바이오쪽에 적용한 연구로 체외 생체묘사 세포 배양 기술 분야 및 세포 기능 측정에서의 중요한 발전을 이뤘다고 생각한다. 특히 인간 뇌 내 혈관 내피세포를 배양하고 웨스턴 블랏을 통한 단백질 정량 및 세포의 면역형광염색을 통한 공초점 현미경 이미지 등 다양한 분자생물학적 실험 결과들을 얻을 수 있었는데 이러한 연구를 가능했던 이유는 구로병원의 우수한 정밀재생 플랫폼(세포배양실)의 지원을 받아 가능했다.”라며, “앞으로도 지속적인 체외 세포 배양 기술 분야 연구를 통해 다양한 내피 관련 질환 및 질병을 치료할 수 있는 방안을 찾을 수 있도록 최선을 다하겠다.”라고 말했다.

이번 연구는 고려대학교 구로병원 중점연구 정밀재생 플랫폼의 연구 지원을 통해 진행됐다.

이번 연구결과는 제약과학·의생명공학·생체재료 관련 유명 해외 학술지인 ‘Advanced Healthcare Materials’에 ‘NanoIEA: A Nanopatterned Interdigitated Electrode Array-based Impedance Assay for Real-time Measurement of Aligned Endothelial Cell Barrier Functions’(IF10)라는 제목으로 게재됐다. 

[메디컬월드뉴스 김영신 기자]

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