두현명 교수팀, 미국 존스홉킨스대학 김덕호 교수팀과 공동 연구
나노 깍지형 전극 배열 기반 배터리 전위 막에 사용된 '나피온 물질' 바이오에 접목
혈관 내피세포 장벽 기능 실시간 측정 '밀착연접·부착연접과 관련 유전자와 단백질 증가' 확인
논문, 유명 해외 학술지 'Advanced Healthcare Materials'에 게재
[보건타임즈] 나노 패턴 깍지형 전극 배열(nanoIEA) 기반 임피던스 측정을 활용한 인간 뇌 내 혈관 내피세포 장벽 기능의 실시간 측정을 통해 '내피 관련 질환과 질병 치료약물 효능'을 확인할 수 있는 분석법이 개발됐다.
고려대 구로병원 의생명연구센터 두현명 교수(사진)팀과 미국 존스홉킨스 대학 김덕호 교수 공동연구팀은 이온 특성을 가져 연료전지와 배터리에 쓰이는 나피온을 사용해 배양접시를 나노 패턴 깍지형 표면으로 만들어 생체모방적 환경을 묘사, 인간 뇌 내 혈관 세포들이 패턴 방향에 따라 정렬되도록 유도한 이후 정렬된 혈관 내피세포들의 장벽 기능을 실시간 측정, 이를 밀착연접·부착연접과 관련된 유전자와 단백질이 증가했음을 확인, 검증했다며 이같이 발표했다.
연구 결과 폴리(L-DOPA)로 코팅된 나피온 나노 패턴과 전극을 활용, 생체를 모사하는 정렬된 내피세포를 만들어내, 더 견고한 세포 간의 접착을 통해 이들의 향상된 장벽 기능을 실시간 확인했다.
두 교수는 "이 연구는 배터리 전위 막에 사용된 나피온 물질을 바이오 쪽에 적용한 연구로 체외 생체묘사 세포 배양 기술 분야와 세포 기능 측정에서 중요한 발전을 이뤘다고 생각한다. 특히 인간 뇌 내 혈관 내피세포를 배양, 웨스턴 블랏을 통한 단백질 정량과 세포의 면역 형광염색을 통한 공초점 현미경 이미지 등 다양한 분자생물학적 실험 결과들을 얻을 수 있었는데 이러한 연구가 가능했던 이유는 구로병원의 우수한 정밀재생 플랫폼(세포배양실)의 지원을 받아 가능했다"며 "앞으로 지속적인 체외 세포 배양 기술 분야 연구를 통해 다양한 내피 관련 질환과 질병을 치료할 방안을 찾을 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.
이 연구는 고려대학교 구로병원 중점연구 정밀재생 플랫폼의 연구 지원을 통해 수행됐다.
이 연구 결과를 상세하게 다룬 논문은 'NanoIEA: A Nanopatterned Interdigitated Electrode Array-based Impedance Assay for Real-time Measurement of Aligned Endothelial Cell Barrier Functions(IF10)'라는 주제로 제약과학·의생명공학·생체재료 관련 유명 해외 학술지 'Advanced Healthcare Materials'에 게재됐다.
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