혈관, 신경까지 재생되는 맞춤형 인공근육 나왔다

손상된 골격근 혈관, 신경까지 재생하는 기술 개발 한국과 미국 연구진이 손상된 골격근을 면역거부반응 없이 신경, 혈관까지 재생할 수 있는 기술을 개발했다.

혈관과 신경까지 재생할 수 있는 환자 맞춤형 인공근육 기술이 개발돼 주목받고 있다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 생명공학과, 미국 매사추세츠공과대(MIT) 전자공학연구실 공동연구팀은 근육손상을 치료할 수 있는 맞춤형 인공근육 제작 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 19일자에 실렸다.

사람의 인체에서 근육은 몸무게의 40%를 차지하는 기관으로 움직이는데 없어서는 안 되는 부분이다. 특히 뼈나 힘줄에 붙어 움직임을 만드는 골격근은 자가재생 능력이 있기는 하지만 재생능력을 넘는 외상이 생길 경우 영구적 조직손상이 발생해 치료가 어렵게 된다. 현재는 혈관과 신경을 포함한 근육(유리근)을 이식하는 것이 유일한 치료법이기는 하지만 구하기도 쉽지 않고 면역거부 반응이 일어날 가능성도 크다.

연구팀은 열을 가해 소재 내부 구조를 유지하면서 얇고 긴 형태로 가공할 수 있는 열인장기술로 의료용 생분해성 다공성 고분자물질인 ‘폴리카프로락톤(PCL)’으로 근섬유형태로 만들었다. 연구팀은 PCL 섬유의 다공성을 조절해 근육조직과 유사한 물리적 성질을 갖도록 해 환자 맞춤형 인공근육 제작 플랫폼을 개발했다.

인공 근육 조직 개발 및 생체 적용 모식도 ‘열 인장 기술’로 제작한 PCL 파이버에 ‘직접 교차 분화기술’로 제작한 근육세포를 배양했다. 근육세포 성숙을 앞당겨 기능성 인공 근육 조직을 제작해냈다. 생쥐의 손상된 골격근 부위에 이식한 결과 손상된 근육조직과 혈관, 신경조직이 성공적으로 재생됐다.

IBS 제공

연구팀은 여기에 피부세포를 근육세포로 전환시키는 직접교차분화기술을 통해 근육세포를 배양했다. 환자 자신의 피부세포를 근육세포로 배양 분화시키기 때문에 면역거부반응 문제도 해결할 수 있게 된 것이다. 연구팀은 근육조직이 손상된 생쥐에게 이번에 개발한 인공근육 조직을 이식해 실험한 결과 손상된 근육조직 재생은 물론 혈관과 신경조직 재생도 함께 되는 것이 관찰됐다.



조승우 IBS 연구위원(연세대 생명공학과 교수)는 “이번 기술은 기존 근육질환 치료법을 대체할 수 있는 새로운 의공학 기술로 실제 임상에 적용하기 위해 몸집이 큰 동물을 대상으로 한 근육재생 효능과 안전성을 더 면밀하게 살펴볼 계획”이라고 설명했다.

유용하 기자