3차원 세포배양 생산량을 60배로 늘릴 수 있는 '세포 3D 스페로이드 형성법'이 개발됐다.
보건복지부는 안전성평가연구소와 충남대학교의 공동연구를 통해 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드의 대량 생산과 장기간 배양이 가능한 새로운 배양 플랫폼 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.
대부분 세포 배양은 2차원으로 된 평평한 평면에서 이뤄지고 있다. 하지만 2차원 세포배양은 우리 체내 세포 환경 조건에 적합하지 않아 최근에는 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드(spheroid)의 배양이 주목을 받고 있다.
이 방법은 당뇨병 치료를 위한 인슐린의 정상분비를 유도하기 위해서 췌도 세포를 이식함에 있어 응집된 세포를 이식하는 치료 등에 사용될 수 있어 대량생산이 필요하다.
기존 3차원 세포배양 방법으로는 현적 배양법, 회전식 배양법, 원심분리법, 마이크로 몰딩법 등이 있다. 하지만 이 세포배양 방법은 별도의 배양 용구가 필요하고 배양 방법이 복잡할 뿐만 아니라 회수 및 장기간 배양이 어렵고 소요 시간도 길다는 단점이 있다.
이에 연구팀은 글라이콜 키토산의 화학적 변형을 통해 세포 부착성이 없는 글리콜 키토산 유도체를 합성해 3D 스페로이드를 쉽고 간편하게 대량으로 생산 및 배양할 수 있는 플랫폼을 개발했다.
간편하게 3D 스페로이드를 생산하고 회수하기 위해 배양과정에서 배양기 표면과의 부착을 최소화해 세포 간 뭉침 현상을 극대화하는 온도감응형 하이드로젤을 개발해 배양에 활용했다. 이 배양 플랫폼은 상용화된 기존제품 대비 60배 이상의 스페로이드 생산이 가능하며 생산을 위한 전처리 시간도 30분의 1로 단축했다.
강선웅 박사와 허강무 교수는 "기존 배양법은 대량제조 및 장기간 배양이 어려웠지만 이번 연구로 특별한 장비나 추가 공정 없이 스페로이드를 대량으로 장기간 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시했다는데 의미가 있다"고 밝혔다.
이 배양법은 재생의료나 인공장기, 생체유용물질 생산, 신약 스크리닝, 동물 대체 시험법 등 다양한 분야의 산업에 이용할 수 있다.
보건복지부 이동욱 보건산업정책국장은 "재생의료가 미래 의료의 새로운 패러다임으로 떠오르고 있는 가운데, 많은 사람들에게 합리적인 가격으로 치료제를 공급하기 위해서는 대량 생산 기술의 개발이 필수"라며 "이러한 연구들이 더 많은 성과를 낼 수 있도록 적극 지원할 것"이라고 전했다.
이번 연구는 보건복지부, 미래창조과학부, 농촌진흥청의 지원을 받았으며 국제 저명 학술저널 'NPG 아시아 재료(Asia Materials)'에 발표했다.
pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자
보건복지부는 안전성평가연구소와 충남대학교의 공동연구를 통해 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드의 대량 생산과 장기간 배양이 가능한 새로운 배양 플랫폼 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.
대부분 세포 배양은 2차원으로 된 평평한 평면에서 이뤄지고 있다. 하지만 2차원 세포배양은 우리 체내 세포 환경 조건에 적합하지 않아 최근에는 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드(spheroid)의 배양이 주목을 받고 있다.
이 방법은 당뇨병 치료를 위한 인슐린의 정상분비를 유도하기 위해서 췌도 세포를 이식함에 있어 응집된 세포를 이식하는 치료 등에 사용될 수 있어 대량생산이 필요하다.
기존 3차원 세포배양 방법으로는 현적 배양법, 회전식 배양법, 원심분리법, 마이크로 몰딩법 등이 있다. 하지만 이 세포배양 방법은 별도의 배양 용구가 필요하고 배양 방법이 복잡할 뿐만 아니라 회수 및 장기간 배양이 어렵고 소요 시간도 길다는 단점이 있다.
이에 연구팀은 글라이콜 키토산의 화학적 변형을 통해 세포 부착성이 없는 글리콜 키토산 유도체를 합성해 3D 스페로이드를 쉽고 간편하게 대량으로 생산 및 배양할 수 있는 플랫폼을 개발했다.
간편하게 3D 스페로이드를 생산하고 회수하기 위해 배양과정에서 배양기 표면과의 부착을 최소화해 세포 간 뭉침 현상을 극대화하는 온도감응형 하이드로젤을 개발해 배양에 활용했다. 이 배양 플랫폼은 상용화된 기존제품 대비 60배 이상의 스페로이드 생산이 가능하며 생산을 위한 전처리 시간도 30분의 1로 단축했다.
강선웅 박사와 허강무 교수는 "기존 배양법은 대량제조 및 장기간 배양이 어려웠지만 이번 연구로 특별한 장비나 추가 공정 없이 스페로이드를 대량으로 장기간 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시했다는데 의미가 있다"고 밝혔다.
이 배양법은 재생의료나 인공장기, 생체유용물질 생산, 신약 스크리닝, 동물 대체 시험법 등 다양한 분야의 산업에 이용할 수 있다.
보건복지부 이동욱 보건산업정책국장은 "재생의료가 미래 의료의 새로운 패러다임으로 떠오르고 있는 가운데, 많은 사람들에게 합리적인 가격으로 치료제를 공급하기 위해서는 대량 생산 기술의 개발이 필수"라며 "이러한 연구들이 더 많은 성과를 낼 수 있도록 적극 지원할 것"이라고 전했다.
이번 연구는 보건복지부, 미래창조과학부, 농촌진흥청의 지원을 받았으며 국제 저명 학술저널 'NPG 아시아 재료(Asia Materials)'에 발표했다.
pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자
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