[서울파이낸스 나민수 기자] 서울시립대는 본교 최인희 생명과학과 교수와 박정태 건국대 화학공학부 교수의 공동연구팀이 실생활에서 폐에 노출될 수 있는 다양한 독성 물질에 대한 세포 반응을 실시간으로 관찰할 수 있을 뿐만 아니라, 폐 질환의 진단, 치료, 약물 개발에 활용할 수 있는 '실시간 세포 반응 모니터링이 가능한 폐 모방 다기능성 세포 배양 스캐폴드'를 개발했다고 17일 밝혔다.
본 연구는 두 연구 그룹에서 각각 수행하고 있는 연구재단 중견연구과제의 지원으로 수행했다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야 권위있는 국제 학술지인 'Advanced Science'(IF: 15.1)지 최신호(8월15일)의 표지논문으로 게재됐다.
최인희 교수(공동 교신)가 이끄는 연구팀은 엄성현 서울시립대 생명과학과 석사과정(공동 1저자), 박정태 교수(공동 교신), 이소연 건국대 화학공학부 석사과정(공동 1저자)과 함께 폐 질환의 근본적인 이해와 치료 방법의 개선을 위한 세포배양 스캐폴드를 개발하는 연구를 진행했다.
연구진은 폐를 이루는 폐포의 크기와 유사한 다공성 구조에 광학 특성이 우수한 금 나노입자와 전기화학적 특성이 우수한 금속유기골격체(이하 MOF)를 도입해, 생체 내와 유사한 3차원 세포배양 조건에서 세포의 반응을 다양한 광학적, 전기화학적 분석법을 활용해 실시간 모니터링 할 수 있음을 보였다.
이번 연구에서 개발된 스캐폴드는 금 나노입자의 우수한 광학 특성과 신호 증폭 원리를 이용해 복잡한 전처리 없이 비표지 분광 신호를 통해 다양한 바이오마커와 활성산소 등의 세포 반응 물질을 모니터링할 수 있도록 개발됐다. 또한 MOF의 뛰어난 전기화학적 활성을 이용해 산화환원반응에 의한 전기적 신호의 변화를 측정함으로써 세포의 산화스트레스를 즉각 모니터링 할 수 있도록 설계됐다.
