- 재료과학분야 국제 학술지인 ‘Advanced Science’ 표지논문으로 게재(8월 15일자)

- 개발된 스캐폴드 활용시 폐와 유사한 환경 조건에서 세포반응 실시간 모니터링 가능

서울시립대 생명과학과 최인희 교수와 건국대 화학공학부 박정태 교수의 공동연구팀은 실생활에서 폐에 노출될 수 있는 다양한 독성 물질에 대한 세포 반응을 실시간으로 관찰할 수 있을 뿐만 아니라, 폐 질환의 진단, 치료, 약물 개발에 활용할 수 있는 “실시간 세포 반응 모니터링이 가능한 폐 모방 다기능성 세포 배양 스캐폴드”를 개발하였다.

본 연구는 두 연구 그룹에서 각각 수행하고 있는 연구재단 중견연구과제의 지원으로 수행하였다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야 권위있는 국제 학술지인 ‘Advanced Science’ (IF: 15.1)지 최신호(8월 15일)의 표지논문으로 게재되었다.

▲ 서울시립대-건국대학교 공동 연구팀(좌측부터) 공동 교신저자 최인희 교수, 공동 교신저자 박정태 교수, 공동 제1저자 엄성현 석사, 공동 제1저자 이소연 석사과정 학생

서울시립대 생명과학과 최인희 교수(공동 교신)가 이끄는 연구팀은 생명과학과 엄성현 석사과정(공동 1저자), 건국대 화학공학부 박정태 교수(공동 교신), 이소연 석사과정(공동 1저자)과 함께 폐 질환의 근본적인 이해와 치료 방법의 개선을 위한 세포배양 스캐폴드를 개발하는 연구를 진행하였다.

▲  폐포와 유사한 구조를 이용하여 제작된 스캐폴드와 스캐폴드를 이용한 다양한 검출 방식의 개념도

연구진은 폐를 이루는 폐포의 크기와 유사한 다공성 구조에 광학 특성이 우수한 금 나노입자와 전기화학적 특성이 우수한 금속유기골격체(이하 MOF)를 도입하여, 생체 내와 유사한 3차원 세포배양 조건에서 세포의 반응을 다양한 광학적, 전기화학적 분석법을 활용하여 실시간 모니터링 할 수 있음을 보였다.

▲  Advanced Science 학술지 선정 표지 

이번 연구에서 개발된 스캐폴드는 금 나노입자의 우수한 광학 특성과 신호 증폭 원리를 이용하여 복잡한 전처리 없이 비표지 분광 신호를 통해 다양한 바이오마커와 활성산소 등의 세포 반응 물질을 모니터링할 수 있도록 개발되었다. 또한 MOF의 뛰어난 전기화학적 활성을 이용하여 산화환원반응에 의한 전기적 신호의 변화를 측정함으로써 세포의 산화스트레스를 즉각 모니터링 할 수 있도록 설계되었다.