국내 연구진이 줄기세포를 이용해서 손상된 뼈 재생과 회복을 촉진하는 나노입자를 개발했다.

사포닌 기반 나노입자를 줄기세포 치료에 처음으로 적용, 약물의 효율적인 전달과 뼈 재생 촉진을 입증한 연구 결과를 내놨다.

가톨릭대 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단장 구희범 의생명과학교실 교수(교신저자), 박지선 박사(공동 제1저자), 이채현 연구원(공동 제1저자) 팀이 사포닌(saponin) 기반 나노입자를 개발해서 인간 중간엽 줄기세포(hMSC)의 골 생성 분화와 뼈 재생 촉진에 성공했다고 최근 밝혔다.

이번 연구는 생체재료 분야 국제학술지 ‘Biomaterials’ 11월호에 게재된다.

연구팀에 따르면 새롭게 개발한 나노입자는 기공 형성 사포닌인 알파 헤데린(alpha-hederin)을 기반으로 했다. 때문에 세포 흡수가 빠르고, 세포 내 지속적인 약물 공급 능력이 우수하다.

특히 사포닌 기반 나노입자를 줄기세포 치료에 최초로 적용한 연구로서 약물의 효율적인 전달과 뼈 재생에서 유망한 잠재력을 입증, 향후 다양한 줄기세포 치료에 응용될 수 있을 것으로 전망된다.

줄기세포 분화의 방향을 결정하는 것은 줄기세포 치료의 핵심 단계다. 이번 연구에선 ‘dexamethasone(Dex)’과 ‘alpha-lipoic acid(ALA)’가 포함된 사포닌 나노입자(Ad-SNP)를 통해, 인간 중간엽 줄기세포가 뼈를 만드는 조골세포로 분화하는 것을 유도했다.

Ad-SNP 나노입자는 사포닌의 독특한 특성 덕분에 양전하 없이도 세포막의 기공 형성으로 줄기세포 내에 빠른 흡수가 가능하다. 또 세포질에서 좀 더 오랫동안 약물을 공급할 수 있다.

연구팀이 개발한 나노입자를 쥐 대퇴골 뼈 결함 모델에 실험한 결과 Ad-SNP가 처리된 hMSC 그룹에서 가장 빠른 뼈 재생과 완전한 회복이 촉진됐다.

구희범 교수는 “이번 연구는 나노입자를 이용한 줄기세포 내 약물 전달의 가능성을 보여주는 연구”라며 “향후 다양한 줄기세포 치료 분야에 응용될 것”이라고 기대했다.

이경호 기자 다른기사 보기