줄기세포로 뼈·연골 동시에 재생

한양대팀, 토끼 무릎부위 이식
임플란트 등 다양한 활용 기대

한양대 신흥수 교수팀이 토끼의 활차구에 줄기세포를 조그만 구슬형태로 뭉쳐 이식한 결과 다량의 뼈와 연골 조직이 재생됐다. 신흥수 한양대 교수 제공

한양대 신흥수 교수팀이 줄기세포를 이용해 실제 조직과 유사한 수준으로 뼈와 연골을 동시에 재생시켰다.

연구진은 실제 토끼의 무릎 부위 '활차구'에 줄기세포를 조그만 구슬형태로 뭉쳐 이식했다. 그결과 줄기세포로 만든 구슬이 뼈와 연골조직으로 재생됐다.

연구진은 이 기술을 응용해 다양한 조직으로 성장이 가능한 줄기세포 덩어리를 제작할 수 있다고 설명했다. 신흥수 교수는 5일 "이에 대한 임상 시험과정을 거쳐 차세대 경 조직용 임플란트, 줄기세포 기반의 바이오 의약품 생산 및 조직 공학 치료제 개발에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

신 교수는 또한 "손상 부위 이식 연구는 물론 약물 유효성과 독성평가에 쓰일 수 있는 오가노이드 개발에도 실마리가 될 것"이라고 설명했다. 더 나아가 이 줄기세포 덩어리들은 레고 블록 같은 기능을 수행하면서 스스로 조립하고 조직화 되면서 몸속 복잡한 구조로 이뤄진 조직이나 두개 이상의 서로 다른 조직이 연결된 인공장기를 제조하는 것이 가능할 것으로 전망했다.

연구재단에 따르면, 신흥수 교수팀은 줄기세포들을 5분의 1㎜ 크기의 구슬모양으로 뭉쳤다. 여기에 줄기세포들이 뼈와 연골로 발달할 수 있는 물질을 넣어 세포가 분열하는 효율을 2배 이상 높였다.

그결과 외부물질 없이도 스스로 조립되면서 인공조직을 만드는데 성공했다. 또한 21일에 걸친 장기배양에도 줄기세포 구슬은 원래의 뼈와 연골세포 성질을 그대로 유지했다.

이후 이렇게 만들어진 줄기세포 구슬을 활차구 골-연골 조직이 없는 토끼모델에 이식했다.

그 결과, 대조군 대비 2배 이상으로 뼈가 재생됐다. 또한 국제연골재생평가기준의 2.5배에 달하는 성숙한 연골이 만들어졌다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난 11월 21일 발표됐다.

[e-mail] 김만기 기자