생체 내 환경을 모사한 나노 표면을 이용하여 당뇨병 치료에 필수적인 세포를 획기적으로 분화시키는 기술이 개발되었다.
한국연구재단(이사장 정민근)은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구, 선도연구센터), 산업통상자원부 산업융합원천기술개발사업의 지원을 받은 김종훈 교수(고려대), 김동성 교수(포항공대) 공동연구팀이 나노 환경을 이용하여 줄기세포에서 당뇨병 치료에 필수적인 췌장베타세포로 분화시키는 기술을 4배 이상 높이는 데 성공했다고 밝혔다.
연구팀은 다양한 크기의 나노 기공을 갖는 표면을 제작하여 연구한 결과, 200나노미터(nm) 크기의 기공 표면에서 췌장베타세포의 분화 효율이 일반적으로 사용되는 평평한 배양접시에서의 7% 수율 대비 31%까지 높아져 약 4배 향상되었다고 밝혔다.
포옹 등을 하면 도파민이 분비되어 행복한 기분을 느끼며, 심한 외부 자극을 받으면 스트레스 호르몬인 코르티솔이 분비하여 스트레스를 느끼게 된다. 이처럼 외부의 기계적 자극에 세포 내부에서도 화학적 신호 변화가 일어나는데 나노표면에서의 췌장세포의 분화 또한 이 원리에 의해 일어났다.
그동안 화학적, 생물학적 분화유도 인자를 개발하여 줄기세포로부터 췌장세포로의 분화율을 높이려는 시도는 많았으나, 나노표면 구조를 이용한 것은 이번 연구가 처음이다.
김종훈 교수는 "이번 연구성과는 나노구조를 포함한 세포배양용기를 통해 당뇨 치료를 위한 췌장베타세포의 분화수율을 획기적으로 증가시킨 것으로 생물화학적 세포분화법에 요구되는 비용을 크게 낮추어 향후 당뇨병 치료에 기여할 수 있을 것이다"라고 연구의 의의를 설명했다.
이 연구성과는 세계적인 학술지 에이씨에스 나노 (ACS Nano)에 3월 22일자에 게재되었다.
글. 정유철 기자 npns@naver.com