[로이슈 전여송 기자] 차 의과학대학교 분당차병원 정형외과 이순철 교수 연구팀이 줄기세포를 손상 부위로 유도하고 뼈 형성을 촉진하는 생체소재를 개발하고 젖산이 골분화를 촉진하는 작용 기전을 규명했다고 31일 밝혔다.

이번 연구는 뼈가 자랄 수 있는 환경을 제공하는 생체소재인 스캐폴드에 줄기세포 유도와 골분화 촉진 기능을 함께 적용한 것이다. 연구에는 김정인 연구교수와 차 의과학대학교 박사과정생 시페시흘레 카산드라 논졸라가 참여했다.

연구팀은 칼슘과 젖산을 함께 방출하는 젖산칼슘(Calcium lactate)을 식물 유래 성분인 셀룰로오스와 생체적합성 고분자를 기반으로 한 스캐폴드에 적용했다. 칼슘은 뼈 형성에 필요한 무기질을 공급하고 젖산은 줄기세포의 골분화를 유도하도록 설계했다.

또 줄기세포를 손상 부위로 유도하는 단백질인 ‘SDF-1’을 스캐폴드 표면에 결합했다. 손상 초기 줄기세포를 모은 뒤 스캐폴드 내부에서 칼슘과 젖산을 서서히 방출해 골분화와 새로운 뼈 형성을 유도하는 방식이다.

연구팀은 젖산이 세포 표면의 OR5AN1 수용체를 활성화해 줄기세포가 뼈세포로 분화하는 과정을 촉진하는 기전도 확인했다. 연구팀에 따르면 동물모델 실험에서는 개발한 스캐폴드를 적용한 그룹에서 기존 소재를 적용한 그룹보다 새로운 뼈 생성량과 골조직 성숙도가 높게 나타났다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘Carbohydrate Polymers’에 게재됐으며 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛낸 사람들’에 등재됐다.

정형외과 이순철 교수는 “이번 연구는 뼈를 단순히 지지하는 소재를 개발한 것이 아니라, 손상된 부위에 줄기세포를 모으고 스스로 뼈를 만들도록 유도하는 생체소재를 구현했다는 데 의미가 있다”며 “특히 젖산이 뼈 재생을 촉진하는 새로운 신호물질이라는 점을 밝혀 향후 골절, 골결손, 인공관절 수술 후 골재생 등 다양한 정형외과 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr