홍합의 기적, “뼈를 재생시킨다!”

거친 파도 속에서도 바위에 붙어 떨어지지 않는 홍합의 접착단백질을 활용, 손상된 뼈 조직을 효과적으로 재생시키는 새로운 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

포스텍 차형준, 조동우 교수와 가톨릭대 이종원 교수 연구팀은 홍합접착단백질을 이용해 손상된 뼈 조직을 효과적으로 재생하는 ‘기능성 3차원 지지체’를 개발하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

지지체는 인체 조직에 이식된 세포가 효과적으로 자리 잡을 수 있도록 도와줄 뿐만 아니라, 세포가 효율적으로 조직을 재생할 수 있도록 유도하는 중요한 역할을 담당한다.

손상된 연골이나 피부, 혈관조직 치료에 없어서는 안 될 필수재료 중 하나다.

특히 3차원 지지체는 조직재생에 적합한 구조적 이점 때문에 최근 각광을 받고 있다. 하지만 고분자(polymer)로 이뤄진 지지체 표면에 특정 기능을 부여하는 것이 쉽지 않다는 문제가 있었다.

예컨대 지지체 표면에 조직재생을 위한 줄기세포를 붙이거나 지지체에 ‘기능성 펩타이드(인체 조직구성에 필요한 세포를 활성화시키는 물질)’를 결합하는 데 상당한 어려움이 있었다.

연구팀은 홍합접착단백질의 우수한 성능에 착안, 3차원 지지체 표면에 기능성 펩타이드를 첨가한 줄기세포를 붙이는 데에 홍합접착단백질을 사용했다.

연구팀은 이렇게 만든 3차원 지지체를 파손된 쥐의 두개골에 이식한 결과, 기존보다 4배 이상 높은 뼈 재생효과를 확인했다. 나아가 새로운 지지체는 홍합단백질의 인체친화적 특성 덕분에 어떤 부작용도 일으키지 않았다.

한편 차 교수팀은 2010년 9월에도 홍합접착단백질에 세포를 활성화시키는 생체기능성 펩타이드를 결합, 세포 특성은 그대로 살리면서도 접착력이 뛰어난 기능성 세포접착제를 개발했다.

차 교수는 “이번 연구는 연구팀이 자체 개발한 재조합 홍합접착단백질이 조직공학용 생체소재로서 실제 활용될 수 있음을 동물실험을 통해 확인한 첫 번째 사례”라며 “향후 인체조직 재생을 위한 기능성 지지체 코팅소재로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 교과부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 및 리더연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 생체소재 분야 저명 학술지인 ‘Acta Biomaterialia’지 온라인판에 2일자로 실렸다.