'합성고분자 만능줄기세포' 세계 첫 대량 생산…의료계 "화제"

제노-프리 환경서 10회 이상 계대배양 성공...대량 생산 길 터

국내 연구진이 생체 적합성 합성 고분자를 활용한 줄기세포 플랫폼을 개발했다.

세계 처음 동물 유래 물질 배제 환경(제노-프리)서 10회 이상 계대 배양에도 성공했다. 줄기 세포 대량생산 길이 열린 셈이다.

KAIST는 생명화학공학과 임성갑 교수 연구팀이 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 손미영 박사 연구팀과 공동으로 제노-프리 환경에서 인간 전분화능 줄기세포 배양 플랫폼을 개발했다고 17일 밝혔다.

세포치료제로 이용하는 줄기세포 배양은 그동안 동물 병원체의 전파 위험과 생산공정 간 변동성이 큰 동물 유래 물질에 의존해 왔다. 

왼쪽부터 KAIST 임성갑 교수(교신저자), 조영학 박사(제1저자), 생명연 이하나 박사(제1저자), 손미영 박사(교신저자) (사진=KAIST)

이에 한국 연구진이 동물 유래 성분을 완전히 배제한 신개념 줄기세포 배양 플랫폼을 개발하고 특히 인간 유도만능줄기세포(hiPSC)의 장기 대량 배양이 가능함을 세계 최초로 입증했다.

연구팀은 생체 적합성 합성 고분자를 스크리닝/최적화한 뒤 배양 기판에 코팅했다. 연구팀은 또 인간 전분화능 줄기세포에 장기적으로 안정적인 부착 기반을 제공할 수 있는 줄기세포 배양 플랫폼을 개발했다.

합성 고분자를 사용하기 때문에 법적, 윤리적인 문제에서도 완전히 벗어났다.

연구팀은 이 줄기 세포의 계대 배양 성능 평가 결과 기존 표준 줄기세포 배양 코팅제인 매트리젤과 비교해 성능 손실이 전혀 없다는 것도 확인했다.

손미영 박사는 "제노-프리 환경에서 10회 이상 장기 계대 배양할 수 있음을 입증한 사례로는 세계 처음"이라고 이번 연구 의미에 대해 부연설명했다.

KAIST 임성갑 교수는 “인간 유도만능줄기세포(hiPSC)의 장기 배양이 가능함을 세계 최초로 입증했다"며 "향후 개발된 플랫폼의 상용화 및 대규모 생산이 가능하도록 후속 연구를 진행할 예정"이라고 말했다.

연구에는 KIST 조영학 박사와 KRIBB 이하나 박사, KAIST 정원지 학생 연구원이 제1 저자로 참여했다.

개발된 플랫폼에서 장기 배양 이후 줄기세포 성능을 검증한 결과물이다.(사진=KRIBB)

제노-프리 환경에서의 인간 전분화능줄기세포 장기 배양 플랫폼 제작 개요도.

연구성과는 국제 학술지 ‘어드벤스드 머티리얼스 온라인판(7월 17일)에 게재됐다.

연구는 △산업부 바이오산업핵심기술개발사업 △한국연구재단 △과기부 코리아 바이오 그랜드 챌린지 사업 △범부처 재생의료기술개발사업 △한국생명공학연구원 주요 사업의 지원을 받았다.