△ mRNA와 화학 약물을 동시에 전달하는 나노입자 개발 모식도

국내 연구진이 mRNA와 화학 약물을 동시에 전달하는 나노입자를 개발해 중간엽 줄기세포(MSC)의 골 생성 분화와 뼈 재생을 촉진했다는 연구 결과를 발표했다.

가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원은 최근 기초의학사업추진단 합성생물학사업단장 구희범 교수팀이 항산화 효과를 지닌 Nrf2 유전자를 발현시키는 mRNA와 골 재생을 촉진하는 화학물질 덱사메타손을 함께 줄기세포에 전달할 수 있는 나노입자를 개발했다고 18일 밝혔다.

이번 연구는 줄기세포가 뼈로 분화하고 재생되는 과정을 크게 개선할 수 있는 성과로, 화학물질의 독성을 줄여 치료 효과를 크게 높일 수 있는 길을 열었고 다양한 질병 치료에 활용될 가능성이 커 향후 연구와 실용화에 대한 기대를 모으고 있다.

줄기세포 치료는 여러 질병 치료에 있어 많은 기대를 받고 있지만, 줄기세포가 특정 조직이나 세포로 분화되도록 하는 과정에서 화학물질로 인한 활성산소 독성 문제가 치료의 한계를 초래해왔다.

연구팀은 개발한 나노입자를 통해 줄기세포에 Nrf2 mRNA와 덱사메타손이 전달되면, 독성 문제를 억제하면서도 줄기세포의 골 생성 분화가 촉진됐으며 특히 mRNA의 경우 전통적인 플라스미드 DNA보다 이른 시간에 발현되어 빠른 항산화 효과가 가능했다고 설명했다.

연구팀은 쥐의 대퇴골 결함 모델을 통해 나노입자의 효과를 검증했다.

연구팀이 개발한 나노입자를 투입한 줄기세포는 빠르게 뼈를 재생하며 결손 부위가 완전히 치유됐다.

이러한 성과는 나노입자가 줄기세포 치료의 성공률을 높이고 뼈 손상을 치료하는 데 있어 획기적인 도구가 될 수 있음을 시사한다.

구희범 교수는 "이번 연구는 나노입자를 통해 줄기세포 내 mRNA를 효과적으로 전달함으로써 줄기세포 치료의 한계를 극복할 가능성을 열었다"며 "앞으로 이 기술이 다양한 줄기세포 치료 분야에 적용될 것"이라고 말했다.

한편 이 연구 결과는 최근 재료 분야 국제 학술지 'ACS 나노(ACS Nano)'에 게재됐다.

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• 이영주 기자
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