텍사스 A&M 대학교의 생체의공학 연구팀은 줄기세포와 꽃 모양의 미세입자, 즉 나노플라워를 결합해 줄기세포의 미토콘드리아 생산을 크게 증가시키는 방법을 보고했습니다. 이 연구는 Proceedings of the National Academy of Sciences에 발표되었습니다. 나노플라워가 있는 환경에서 줄기세포는 정상보다 두 배의 미토콘드리아를 만들었고, 강화된 줄기세포는 손상되거나 노화된 세포에 미토콘드리아를 전달했습니다.
미토콘드리아를 받은 손상된 세포들은 에너지 생산과 기능을 회복했고, 화학요법 약물 같은 손상 요인에 노출된 뒤에도 세포 사멸에 더 잘 저항했습니다. 연구진은 처리한 줄기세포를 "미토콘드리아 바이오 공장"이라고 불렀고, 논문의 책임 저자는 전달 효율이 우리가 기대한 것보다 몇 배로 증가했다고 밝혔습니다. 연구팀은 평상시에도 세포 간 미토콘드리아 교환이 있지만, 나노플라워로 강화된 줄기세포는 처리하지 않은 세포보다 두 배에서 네 배 더 많은 미토콘드리아를 전달했습니다.
사용된 나노입자는 이황화몰리브데네이트로 만들어졌으며, 많은 약물 분자보다 커서 세포 안에 남아 미토콘드리아 생성을 지속적으로 촉진합니다. 이로 인해 소분자 약물처럼 자주 반복 투여할 필요 없이 월 단위의 투여만으로도 효과를 낼 수 있을 가능성이 제기되었습니다.
연구진은 이 방법이 신체의 여러 조직에서 기능 상실을 치료하는 데 적용될 수 있다고 보았습니다. 예를 들어 심장 근처에 줄기세포를 배치해 심근병증을 치료하거나, 근육에 주입해 근이영양증 치료에 활용하는 방안이 제안되었습니다. 이 연구는 National Institutes of Health, the Welch Foundation, the Department of Defense, 그리고 the Cancer Prevention and Research Institute of Texas의 자금 지원을 받았고, 추가 지원은 Texas A&M University의 President’s Excellence Fund와 Texas A&M Health Science Center Seedling Grant에서 제공되었습니다.
어려운 단어·표현
- 생체의공학 — 생명체 관련 공학 기술 분야
- 줄기세포 — 여러 종류 세포로 바꿀 수 있는 세포줄기세포와, 줄기세포의, 줄기세포는
- 미토콘드리아 — 세포 안에서 에너지를 만드는 기관미토콘드리아를
- 나노플라워 — 꽃 모양의 아주 작은 입자나노플라워를
- 이황화몰리브데네이트 — 특정 금속 화합물로 된 나노입자 재료이황화몰리브데네이트로
팁: 글에서 강조된 단어에 마우스를 올리거나 포커스/탭하면, 읽거나 들으면서 바로 간단한 뜻을 볼 수 있습니다.
토론 질문
- 이 기술을 심장이나 근육 치료에 적용할 때의 잠재적 이점과 우려는 무엇일까?
- 나노입자가 세포 안에 남아 지속적으로 작용하는 것의 장점과 단점을 각각 하나씩 설명해 보라.
- 줄기세포를 '미토콘드리아 바이오 공장'으로 부른 표현의 의미와 그 효과를 현실에서 어떻게 확인할 수 있을지 제안해 보라.
