UNIST 박태은 교수 연구팀. 왼쪽부터 윤희정 연구원, 박태은 교수. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

울산과학기술원(UNIST)은 바이오메디컬공학과 박태은 교수 연구팀이 인체 백색지방조직의 생리·병리학적 특징을 모사한 생체모사칩을 개발했다고 6일 밝혔다.

지방조직은 대부분이 지방세포로 이뤄진 체내 결합 조직의 한 종류로, 이 중 백색지방조직은 체내 에너지 저장과 항상성 유지에 중요한 역할을 한다. 백색지방조직에 과도한 지방이 축적되면 비만으로 이어진다.

비만에 대한 관심이 커지면서 지방조직의 생리·병리학적 특징을 모사하는 체외 모델이 개발되고 있으나, 기존 배양법은 단일구 형태의 지방 덩이를 함유하는 지방세포로의 분화와 분화된 세포의 기능성 유지에 어려움이 있었다. 또 지방조직의 미세환경을 모방하고 생리·병리학적 특징을 재현하는 데도 한계가 있었다.

연구팀이 제작한 생체모사칩은 정상 및 비만 지방조직을 탈세포화 하는 기술을 이용해 세포외 기질로 이뤄진 하이드로젤로 구성됐다.

형성된 하이드로젤은 조직 특유의 생리·병리학적 특징을 보유해 정상 및 비만 지방조직만의 특수한 미세환경을 정확히 모사했다.

연구팀은 이 생체 모사칩이 배양된 1차 지방세포의 기능을 장기간 유지하는 데도 도움을 줬다고 설명했다.

연구팀은 생체모사칩으로 비만 지방조직 내 혈관 내피세포에서 관찰되는 기능 장애를 재현하는 데 성공했다.

비만으로 증가한 지방 내 염증 반응은 혈관 내피세포를 활성화하며 지방 내 면역세포 수를 증가시킨다. 이러한 병리학적 특징은 생체모사칩에서 약 2배 높은 면역세포 부착을 통해 관찰할 수 있었다.

또한 연구팀은 생체모사칩으로 비만과 암의 연관성에 대해서도 연구를 진행해 비만 조건에서 암세포의 이동성과 조직에 부착되는 양이 2배가량 증가하는 것을 확인했다. 이를 통해 비만 지방조직과 암세포의 직접적인 상호작용을 간단히 시각화·정량화할 수 있음을 보여줬다.

제1저자인 윤희정 연구원은 “생체모사칩을 활용하면 비만 조직으로 인한 혈관 내피세포의 활성화, 염증 및 기능 장애, 다른 세포들과의 상호작용을 관찰할 수 있다”며 “지방과 관련한 다양한 질병 기전을 규명하거나 비만 치료제 개발 등에 이용할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 생체소재 분야 국제 학술지 ‘악타 바이오머티리얼리아’(Acta Biomaterialia)에 지난 1월 29일 자로 게재됐다.

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