순천향대학교 의생명연구원(SIMS) 교수진이 숙주-장내 미생물 상호작용을 평가하기 위한 세포표면공학 기술 기반 장 상피세포 배양 플랫폼을 개발했다.

장 상피세포(IECs, Intestinal epithelial cells)는 숙주와 장내 미생물의 공생 관계를 조절하여 장벽기능, 점액 생산 및 비정상적인 염증을 조절하는 중요한 역할을 수행한다. 그러나 체외 환경에서 장 상피세포의 장기적인 생존과 기능을 지원하기 위한 효과적인 배양 방법을 수립하는 것은 여전히 도전적인 과제로 남아 많은 연구자가 이러한 어려움을 극복하기 위한 연구에 집중하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 순천향대 황용성, 이윤경 교수 연구팀은 서울대 화학생물공학부 황석연 교수 연구팀과 공동으로 장 상피세포와 섬유아세포 표면의 이황화 결합을 환원시켜 음전하를 띤 콘드로이틴 황산염을 세포 표면에 접합시키고, 두 세포 사이에 양전하를 띤 키토산 나노 필름을 활용해 장 상피세포와 섬유아세포 간의 정전기적 결합을 유도했다.

이번 연구결과는 장내 미생물에 의한 장 건강과 다양한 질병 양상 조절과, 장내 질병을 치료할 수 있는 새롭고 혁신적인 접근법을 도출해 주목 받고 있다. 특히, 공배양 플랫폼은 세포 간 간극 접합을 통한 저분자의 이동을 용이하게 해 대장 및 소장 상피세포가 약 5일 간 생존할 수 있게 하며, 리포 다당류 처리에 대한 반응성 또한 유지가 되는 것을 증명해 눈길을 끈다.

연구는 향설융합연구지원사업, 중견연구자지원사업, 지역혁신선도연구센터, 바이오의료기술개발사업 등의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 최근 ‘숙주-장내 미생물 상호작용 평가를 위한 세포 표면 수정 매개 기본 장내 상피세포 배양 플랫폼 (Cell Surface Modification-Mediated Primary Intestinal Epithelial Cell Culture Platforms for Assessing Host–Microbiota Interactions)’이라는 제목으로 국제학술지 Biomaterials Research (IF: 11.3, Biomedical Engineering 분야 상위 5.2%, 2023 JCR 기준) 2024년 1월호에 게재됐다.

황 교수는 “이러한 세포 배양 플랫폼은 장 상피세포가 장내 미생물과 어떻게 상호작용하는지를 이해하는데 중요한 기초를 제공할 수 있다”며 “이번 연구결과를 활용해 다양한 장내 질병 양상 조절에 대한 혁신적인 전략을 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 순천향대는 2014년 세계 최고 수준의 의생명 연구기관을 육성하기 위해 순천향의생명연구원(SIMS)을 설립했으며, 의과대학·의료과학대학·자연과학대학·공과대학 및 4개 부속 병원 간 다학제적 연구 협력을 통해 대사 및 줄기세포 분야에 있어 세계적 수준의 기초 및 중계연구를 수행해 오고 있다.