▲ 박현숙 박사 연구팀 ⓒ 뉴스타운

이번 연구는 교육과학기술부 21세기프론티어 연구개발사업의 세포응용연구사업단(단장:김동욱 연세대 교수) 지원을 받아 (주)엠씨티티부설연구소 박현숙 박사팀 주도로 수행되었다.

체내에서 줄기세포는 독특한 배양조건에서 자신의 고유한 특성을 유지하면서 살아가고 있다. 줄기세포를 체외 배양을 통해 증식시키기 위해서는 이러한 체내 배양조건을 얼마나 완벽하게 재현해 줄 수 있는가가 관건이다.

기존에는 배양조건을 맞춰주기 위해 줄기세포에 부착하여 성장을 도와주는 바탕세포와 배아줄기세포를 직접 접촉시켜 증식시키는 방법을 이용해 왔다.

이러한 방법으로는 배양 과정이 번거롭고 바탕세포에 의한 오염과 세포사멸(배아줄기세포의 25-30%) 및 자연분화가 발생함으로 줄기세포 본연의 미분화 상태를 유지하면서 줄기세포를 대량배양하기 어려웠다.

박현숙 박사팀은 바탕세포와의 접촉 없이 인공적인 막 위에서 배아줄기세포를 직접 배양하는 방법을 개발하였다.

다공성 폴리머 막의 딱딱하고 부드러운 정도를 조절하여 줄기세포 배양의 최적 물성조건을 찾아내어 배양하는 방법으로서,  이 방법은 세포 성장 속도가 바탕세포 위에서 직접 키우는 기존 방법에 비해 월등히 빠르고, 유전자 및 비유전적(epigenomic) 변화가 없으며 줄기세포 본연의 특성이 잘 유지됨이 장기간에 걸쳐 확인되었다.  

이는 화학적 신호 전달 외에 물리적 환경의 조절이 성체줄기세포나 배아줄기세포의 운명을 바꿀 수 있음을 시사한다.

박현숙 박사는 “이번 연구를 통해 물성 조절을 통한 줄기세포의 대량 배양기술은 인간배아줄기세포는 물론 역분화 줄기세포에도 적용되어 이들 세포를 치료용 세포 혹은 약물 검증용 세포로 대량 배양할 수 있는 기반기술을 마련하였다”고 연구의 의의를 밝혔다.  연구결과는 최근 생체재료분야에서 권위있는 "바이오머티리얼즈(Biomaterials, IF=7.882; 5년간 IF=9.075)" 온라인판에 게재되었다.