연구팀은 동물 유래 생물학적 코팅 없이도 기능을 갖춘 뇌 유사 조직을 배양하는 데 성공했다. 이 성과는 신경 조직 공학의 핵심 목표를 해결하며, 사람 뇌 구조와 기능을 닮은 모델을 만들어 질병 연구와 약물 시험의 재현성을 높일 수 있다. 연구는 캘리포니아 대학교 리버사이드의 Iman Noshadi 부교수가 주도했고, 제1저자는 Prince David Okoro이다. 결과는 Advanced Functional Materials에 발표되었다.
지지체는 주로 폴리에틸렌 글리콜(PEG)로 만들었고, 단백질이 추가되지 않으면 세포가 붙지 않는 특성이 있다. 연구팀은 PEG를 텍스처화하고 상호 연결된 기공을 만들어 세포가 표면을 인식하고 정착하게 했다. 다공성 구조는 산소와 영양분을 전체 물질에 공급해 기증된 줄기세포에 효과적인 영양을 제공한다.
제작 과정에서는 중첩된 유리 모세관을 통해 물, 에탄올, PEG를 흐르게 하고, 혼합물이 바깥쪽 흐름에 도달할 때 구성 성분이 분리되는 것을 빛으로 고정해 다공성 구조를 만들었다. 이 지지체는 안정적이라 장기 연구가 가능하며 성숙한 세포는 실제 조직 기능을 더 잘 반영한다.
- 활용 분야: 외상성 뇌손상, 뇌졸중, 알츠하이머 연구
- 사회적 의미: 인간 관련 연구에서 동물 뇌 사용을 줄일 수 있음
- 향후 계획: 모델 규모 확대와 장기 간 상호작용 연구
연구는 2020년에 시작되었고, Noshadi의 UC Riverside 창업 자금과 Okoro의 California Institute for Regenerative Medicine 자금으로 이루어졌다. 현재 지지체 너비는 약 2밀리미터이며 연구팀은 모델을 키우고 서로 연결된 장기 수준 배양을 개발하려 한다.
어려운 단어·표현
- 지지체 — 세포나 조직을 받쳐 주는 구조물지지체는
- 다공성 — 구멍이 많아 물질이 통하는 성질
- 재현성 — 실험 결과를 다시 얻을 수 있는 정도재현성을
- 텍스처화하다 — 표면에 질감을 만들거나 처리하는 것텍스처화하고
- 모세관 — 직경이 매우 작은 유리 관
- 정착하다 — 세포가 표면에 붙어 자리잡는 것정착하게
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토론 질문
- 동물 유래 생물학적 코팅을 쓰지 않아 얻을 수 있는 사회적 이점은 무엇이라고 생각하나요?
- 모델 규모를 확대하고 장기 간 상호작용을 연구하면 질병 연구나 약물 시험에 어떤 변화가 생길지 이유와 함께 설명하세요.
- 지지체의 다공성 구조가 장기 배양 연구에서 가지는 장점과 한 가지 제한점을 말해보세요.
