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| ▲ 분당서울대병원 성형외과 정재훈 교수, 호남대학교 강효진 교수, 동국대학교 이주희 교수 (사진= 분당서울대병원 제공) |
[mdtoday=김미경 기자] 분당서울대병원 성형외과 정재훈 교수 연구팀은 호남대학교 강효진 교수와 동국대학교 이주희 교수와 공동으로 인체 지방에서 추출한 줄기세포를 활용해 3D 바이오프린팅 기술을 통해 림프절을 모방한 세포틀(스캐폴드)을 제작하고, 이를 손상된 림프절에 이식하는 동물실험에서 유의미한 재생 효과를 확인했다고 밝혔다.
림프부종은 림프절 손상이나 절제로 인해 림프액 순환이 원활하지 않아 팔다리가 붓는 만성 질환이다. 특히 유방암 등 암 치료 과정에서 림프절을 함께 절제하는 사례가 증가하면서 환자 수도 늘고 있다. 이 질환은 통증과 감염이 반복되며 환자의 삶의 질을 크게 저하시킨다.
기존 치료법은 재활치료와 수술적 방법으로 나뉘는데, 재활치료만으로는 회복에 한계가 있고 림프절이식술이나 림프정맥문합술 같은 수술적 치료는 부작용과 지속성에 대한 우려가 존재한다.
연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 인체 세포 재생 메커니즘을 활용하는 재생의학에 주목했다. 특히 채취가 용이한 인체지방유래줄기세포를 기반으로 한 치료법 개발에 착수했다. 줄기세포는 다양한 세포로 분화할 수 있는 특성을 가지고 있어, 이를 손상된 림프절에 이식하면 림프계가 스스로 재구성되도록 촉진하는 원리를 이용한 것이다.
그러나 줄기세포만 단독으로 이식할 경우, 대부분의 세포가 흩어지거나 사멸해 충분한 재생효과를 내지 못한다는 문제점이 있었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 3D 바이오프린팅 기술을 활용, 림프조직을 모방한 세포틀을 제작하고 그 안에 줄기세포를 고정해 안정적으로 생존할 수 있게 했다.
동물실험 결과, 3D 바이오프린팅으로 제작한 줄기세포 스캐폴드를 이식한 쥐 모델에서 줄기세포만 단독으로 이식한 경우보다 림프관과 혈관 생성이 더욱 촉진됐다. 또한 면역세포가 모여드는 활발한 재생반응이 관찰됐으며, 림프절과 유사한 새로운 구조가 형성되어 림프액 역류와 다리 부종이 현저히 감소했다.
이번 연구는 침습적 수술 없이 줄기세포를 통해 손상된 림프조직을 재생하는 치료법의 가능성을 실험적으로 입증했다는 점에서 의미가 크다. 특히 3D 바이오프린팅 기술로 줄기세포가 균일하게 분포된 림프절 유사 구조체를 정밀하게 제작해 체내에 이식함으로써 줄기세포의 생존율과 치료 효율을 높인 점에서 재생의학의 새로운 가능성을 확인한 연구로서 주목받고 있다.
정재훈 교수는 "현재의 수술적 치료는 효과적이지만, 이식술의 경우 떼어낸 림프절에서도 부종이 발생할 수 있고, 정맥문합술은 시간이 지나 다시 림프 순환이 막힐 수 있어 부작용이 적은 새로운 치료법이 필요하다"고 설명했다. 또한 "이번 동물실험에서 3D 바이오프린팅 기반 스캐폴드의 재생효과를 확인한 만큼, 인체에도 적용될 수 있도록 후속 연구를 이어갈 것"이라고 밝혔다.
이 연구 결과는 국제 학술지 'International Journal of Bioprinting'에 최근 게재됐다.
메디컬투데이 김미경 기자([email protected])
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