신장 조직의 재생을 위해 삽입되는 지지체에 재생을 도울 생리활성물질을 도입한 연구결과가 소개됐다. 기존 고분자 지지체의 단점을 보완하고 지지체 자체의 재생유도능을 효과적으로 개선했다는데 의미가 있다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 한동근 교수(차의과학대학교 의생명과학과) 연구팀이 손상된 조직의 기능 회복을 효과적으로 유도할 수 있는 생리활성물질을 함유한 생체활성 고분자 지지체를 개발했다고 밝혔다.

손상된 조직의 재생을 위해서는 세포의 성장 및 분화를 돕는 지지체가 필요하다. 하지만 기존 생분해성 고분자 지지체는 이식 후 분해 과정에서 산성물질을 생성, 염증 반응을 일으킬 수 있었다.

이에 연구팀은 산성 분해 산물에 의한 염증 반응을 줄이기 위해 제산제나 연하제에 쓰이는 무독성의 세라믹 입자, 수산화마그네슘을 도입해 지지체 주변에서의 산성화를 억제하고자 했다.

또한, 조직재생을 촉진한다고 알려진 연어의 DNA 혼합물과 줄기세포 유래 엑소좀도 첨가했다. 나아가 돼지의 신장에서 추출한 세포외기질을 도입해 신장조직 환경을 모방했다. 세포외기질은 세포를 둘러싼 기질로 세포가 성장하고 분화하는 데 중요한 역할을 하는 물리적 환경이다.

실제 이렇게 여러 생리활성물질을 도입한 지지체를 부분 신장 절제술로 신장의 25%만 남은 생쥐모델에 이식한 결과 8주 후 기존 지지체를 이식받은 생쥐모델 대비 신장조직 재생(사구체 형성)이 160% 증가한 것으로 나타났다. 또 염증 반응과 신장조직의 섬유화는 5배 감소했다.

신장의 기능을 반영하는 혈액요소질소 및 크레아티닌 수치와 사구체 여과율 등도 정상생쥐와 유사한 수준으로 회복됐다는 설명이다.

실제 조직재생 지지체에 실용화되기 위해서는 생쥐모델에서 나아가 대동물모델에서의 전임상시험 및 사람을 대상으로 하는 임상시험 등을 통한 안전성과 유효성 평가가 필요하다. 생체활성 지지체에 포함된 생화학적 및 생물리학적 특성의 시너지 효과로 신장조직의 재생을 도울 수 있음을 생쥐모델을 이용해 보여줌으로써 관련 연구 활성화의 단초가 될 것으로 기대된다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(중견연구) 및 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 에이씨에스 나노(ACS Nano)에 3월 16일 논문명 ‘Integrated Bioactive Scaffold with Polydeoxyribonucleotide and Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles for Kidney Regeneration’, 한동근 교수(교신저자, 차의과학대), 고경원 박사(제1저자, 차의과학대), 박소연(제1저자, 차의과학대), 이은혜 박사(경북의대), 유용인(차의과학대), 김다슬(차의과학대), 김준용(차의과학대), 권태균 교수(경북의대) 등으로 게재됐다.