10일 보건복지부에 따르면 안전성평가연구소(KIT)의 강선웅 박사팀과 충남대 고분자공학과의 허강무 교수팀은 각종 세포의 3차원 집합체인 스페로이드(spheroids)를 간편하게 대량생산하고 장기간 배양할 수 있는 새로운 배양 플랫폼을 개발했다.
스페로이드는 단일세포들이 수십개 이상 모여 3차원 구(球) 형태를 이룬 집합체를 말한다. 연구팀이 개발한 기술은 각종 장기의 세포나 줄기세포 등을 인체 안에서와 비슷하게 3차원 배양하면서도 상용화된 기존 제품에 비해 60배 이상의 스페로이드 생산이 가능하다. 생산에 걸리는 전처리 시간도 30분의1로 단축하는 효과를 보였다.
배양용기 표면을 글리콜 키토산 유도체로 코팅한 덕분이다. 그 결과 배양한 세포가 용기 표면에 들러붙지 않고 상온(약 20±5도)에서 액체(sol) 상태로 변해 효소를 쓰지 않고도 쉽게 회수할 수 있었다. 또 세포배양 중인 37도에서는 고체(gel) 상태로 바뀌기 때문에 배양액 내에서 장기간 안정성을 보여 특별한 장비나 추가 공정 없이 스페로이드를 대량으로 장기간 배양할 수 있다. 가격은 비싸고 대량제조와 장기간 배양이 어려운 기존 배양법의 단점을 상당 부분 극복한 셈이다.
강 박사는 “3차원 스페로이드 배양법으로 배양한 세포조직은 인체 내에서 만들어진 것과 구조적·물리적 성질이 비슷하고 생리학적 구조와 기능을 장시간 유지할 수 있다”며 “이 때문에 최근 재생의료나 인공장기, 생체유용물질 생산, 생물 조직·기관·장기 기능조사 및 탐색, (장기를 형성하는 전구세포를 이용한) 신약 후보물질의 안전성·유효성 스크리닝, 내분비 교란물질 영향평가 등 다양한 분야의 산업에 적용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다”고 설명했다.
강 박사 등은 보건복지부 등의 지원을 받아 이번 연구를 수행했으며 연구 결과는 국제 저명 학술지 네이처의 재료 분야 자매지(NPG 아시아머티리얼스) 온라인판에 최근 게재됐다.
