가톨릭세포치료사업단 뉴스레터 14호

Catholic Institute of Cell Therapy 가톨릭생명윤리를 기반으로 성체세포치료연구에 앞장서겠습니다.

1. 김석중 교수 ‘자기 콜라겐 유래 무릎 관절연골 재생술 특허‘

가톨릭대학교 의정부성모병원 정형외과 김석중 교수가 최근 무릎 관절연골 재생 관련 수술 시스템에 대해서 특허를 획득했다.

‘자기 콜라겐 유래 연골 재생술을 위한 수술키트’ 라는 이름으로 특허가 등록된 이 수술은 기존의 고가의 자기 유래 연골세포 이식술이나 줄기세포 이식술이 가지고 있는 여러 가지 술기 및 수술 진행과정 상의 단점들을 극복한 것으로서, 시술의 처음부터 끝까지 모두 관절경 하에 이루어져, 세포 이식을 위해서 따로 수술적 절개가 필요 없어 환자의 회복이 빠른 장점을 가지고 있다. 이 술기의 개발을 위해 사용된 콜라겐은 콜트릭스(Coltrix, Cartregen)를 사용한 것으로 콜라겐의 면역반응을 유발하는 텔로펩타이드를 제거하여 면역반응을 최소화하고 생체적합성을 높인 것으로 그 임상적 유용성이 매우 높으며, 가스를 이용하고 절개 없이 콜라겐을 주입하는 방법은 세계 최초로 시도된 것으로 그 의미가 매우 크다.

김교수는 이러한 수술을 ‘자기 콜라겐 유래 연골 재생술, ACIC’ 이라 명명하였으며, 이 시술은 현재 김교수가 집필하고 세계적인 학술 전문 출판사인 ‘스프링거’에서 출판한 ‘Techniques in Cartilage Repair Surgery’에 소개된 후 여러 연구자들이 ACIC의 이름 하에 활발한 임상 연구를 진행하고 있다.

김석중 교수는 관절 연골 재생을 위한 수술 술기 및 시스템으로써, ACIC를 비롯하여 MCIC (간엽세포 유래 연골 재생술), HGIC (히알루론 젤 유래 연골 재생술), GACI (젤형 자기유래 연골세포 이식술)등에 대한 술기 소개 및 특허등록을 진행하고 있다.

이로써 김석중 교수는 대퇴골두 무혈성 괴사 시술기구, 대퇴골두 무혈성괴사 시술용 핀가이드, 슬관절 관절경하 수술을 위한 공간확보기, 골절 부위 지지용 클램프, 무릎 관절교정기, 세포 주입기, 관절 연골재생물질, 관절부위용 천공 기구 등 뼈와 연골 재생을 위한 줄기세포의 임상적 적용과 관련된 여러 가지 수술기구, 물질 및 재활에 관련된 특허를 획득하였으며, 국제특허 획득은 물론 이러한 특허들을 실제 임상에 적용하여 환자 치료에 적극적으로 활용하고자 많은 노력을 기울이고 있다.

2. 전흥재교수 연구팀의 ‘생분해성 고분자지지체를 이용하여 골수 유래 성체줄기세포에서 분화된 hepatocyte like cell의 조직화 ’에 대한 연구 성과

가톨릭대학교 세포-조직공학연구소장 전흥재교수 연구팀의 생분해성 고분자지지체를 이용하여 골수 유래 성체줄기세포에서 분화된 hepatocyte like cell의 조직화 (tissualization)에 대한 연구내용이 조직재생의학분야에서 최고의 학술지인 Journal of Tissue Engineering & Regenerative Medicine (2015; 9: 819-825)에 게재되었다. 조직재생에서의 첫 단계는 세포의 기질에 대한 focal adhesion이며, 이후, spreading 및 proliferation등이 동반되어야 하지만 2차원적인 증식은 조직공학제제로서 의미가 없다. 증식된 세포가 조직으로서의 최소한의 기능을 지니기 위해서는 세포와 세포간의 점착에 의한 3차원의 구조체가 요구되며, 세포와 세포간에는 비교적 loose한 connection 및 gap junction이 형성되어야 한다. 이를 위하여 연구팀은 갈락토오즈가 간세포 표면의 ASGPR receptor와의 receptor-ligand interaction에 의하여 cell-cell 및 cell-matrix interaction을 형성함에 착안하여 생분해성 소재인 poly(lactic-co-glycolic acid)에 갈락토오즈가 도입된 3차원 세포외기질 (extracellular matrix)을 제조하고, 기질내에서 hepatocyte like cell의 거동을 고찰하였다(그림 1).

그림 1. Hepatocyte like cell의 갈락토오즈가 도입된 PLGA 스캐폴드내에서의 3차원화 과정

그 결과, 갈락토오즈가 도입된 세포외기질에 seeding된 hepatocyte like cell들은 multicellular aggregates 단계를 거쳐 hepatocytes spheroid를 형성하였으며, 형성된 hepatocytes spheroid내에 세포와 기질간의 점착인자인 pFAK, 세포와 세포간의 점착인자인 E-cadherin, 그리고 세포와 세포간 gap junction의 형성을 뒷받침하는 connexin 32등의 인자들이 강하게 발현됨을 확인 하였다(그림 2).

그림 2. Spheroid 구성 세포들의 pFAK와 E-cadherin의 발현

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