포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 조동우 기계공학과 교수·통합과정 안민준·조원우 씨 연구팀이 김병수 부산대 의생명융합공학부 교수와 공동연구로 인-배스(In-bath) 3D 바이오프린팅 기술로 체외 지방조직을 만드는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 이번 연구성과는 비만을 포함한 지방 관련 질병 연구에 유용하게 활용될 수 있을 전망이다.
지방세포로 이뤄진 지방조직은 다른 기관과 긴밀하게 상호작용을 하는 내분비 기관으로서 대사 조절에 중요한 역할을 한다. 지방조직을 몸 밖에서 배양하고, 이를 비만 연구에 활용하려는 시도가 이어졌던 이유다. 다만 지금까지 개발된 체외 지방조직은 세포 밀도가 낮아 실제 조직을 완벽하게 모사하지 못했다.
연구팀은 세포 밀도가 높은 체외 지방조직을 제작하고자 알지네이트와 지방유래 탈 세포화 세포외기질로 구성된 하이브리드 바이오잉크를 개발했다. 기존 바이오잉크는 세포가 배스 안에 퍼진 콜라겐의 세포부착 모티프(cell-binding motif)를 따라 이동하며 뿔뿔이 흩어졌다. 그러나, 세포부착 모티프가 없는 알지네이트를 이용하면 세포가 흩어지는 것을 막을 수 있다.
연구팀은 개발한 이 바이오잉크를 인배스 3D 바이오프린팅 기술에 적용해 세포의 증식 특성을 성공적으로 제어했다. 연구팀이 원하는 위치에 프린팅된 지방전구세포는 흩어지지 않고 높은 밀도를 유지했다. 4주 배양 후 연구팀은 높은 밀도의 지방전구세포가 지질을 포함하는 성숙한 지방세포로 분화되었음을 확인했다.
인공 조직으로 체내 환경을 모사한 이번 연구성과는 질병의 원인 분석이나 신약 개발에 활용할 수 있다. 특히 동물 실험을 대체하며 윤리적 문제에서 비교적 자유로워질 수 있을 뿐만 아니라, 사람과 유전적으로 다른 동물 대신 실제 지방과 유사한 인공 지방조직을 사용함으로써 연구의 정확성을 한층 높일 수 있을 것으로 기대를 모은다.
한국연구재단 나노·소재기술개발사업, 우수신진사업의 지원을 받아 이뤄진 이번 연구성과는 최근 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈'에 게재됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
