성균관대학교는 화학공학부 방석호 교수와 배종욱 교수 공동 연구팀이 나노입자를 활용해 줄기세포의 생착률을 높이고 조직 재생 효과를 향상시키는 새로운 세포치료 기술을 개발했다고 밝혔다.

31일 성균관대에 따르면 줄기세포 치료는 손상된 조직을 회복시키는 차세대 치료법으로 주목받고 있지만, 이식된 세포가 치료 부위에 안정적으로 정착하지 못하고 빠르게 사라지는 한계가 있었다. 이를 개선하기 위해 유전자 조작이나 다양한 생체재료를 활용하는 연구가 진행돼 왔지만 공정이 복잡하고 안전성 확보에도 어려움이 있었다.

연구팀은 세포의 생물학적 기능이 아닌 물리적 특성에 주목했다. 인체에 무해한 나노입자를 세포 내부에 주입해 세포 밀도를 높이고, 이를 통해 세포가 중력에 의해 치료 부위에 더 빠르게 가라앉아 안정적으로 부착되도록 유도했다.

연구 결과 나노입자를 포함한 세포는 치료 부위에 더 오래 머물렀으며 조직 재생과 관련된 기능도 강화되는 것으로 나타났다. 연구진은 리보핵산(RNA) 분석을 통해 이러한 변화가 실제 조직 재생 능력 향상으로 이어진다는 사실을 확인했다.

생쥐 피부 상처 모델에 적용한 실험에서도 효과가 입증됐다. 나노입자를 주입한 줄기세포는 상처 부위에 안정적으로 생착하며 새로운 혈관 형성을 촉진했고, 상처 회복 속도도 향상됐다.

특히 연구팀이 개발한 구리이온 전달 나노입자는 세포 생착을 돕는 데 그치지 않고 조직 재생을 촉진하는 성장인자(FGF2) 분비를 유도해 섬유화와 흉터 형성을 억제하는 효과도 보였다. 단순한 상처 회복을 넘어 피부 조직이 보다 정상에 가깝게 재생될 수 있도록 돕는다는 점에서 의미가 크다.

연구팀은 이번 기술이 복잡한 유전자 조작 없이 세포의 밀도와 물리적 특성을 조절해 치료 효율을 높였다는 점에서 차별성이 있다고 설명했다.

방석호 교수와 배종욱 교수는 “이번 연구는 나노입자를 약물 전달체를 넘어 세포의 물리적 성질을 조절하는 도구로 활용했다는 점에서 의미가 있다”며 “피부 상처 치료뿐 아니라 다양한 재생의학과 세포치료 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 5월 9일 게재됐다.