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골과 연골 복원에 있어 단백질에 기초한 조직공학(Protein-based tissue engineering in bone and cartilage repair)

전문가 제언: □ 생체조직공학에서는 생체조직의 구조와 기능의 상관관계를 이해하고, 생체대용품을 만들어 이식함으로써 기능을 유지, 향상, 복원하는 것을 목적으로 하고 있다. 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하거나 다른 사람 혹은 동물에서 채취하여 세포를 분리한 다음, 분리된 세포를 배양 증식시켜 생분해성 고분자에 심어 일정기간 체외배양한 뒤, 이 세포구조물을 이식하기도 하며 또 생체 내에서 기능을 할 수 있는 조직이나 기관을 조성하고자 한다.

□ 생물활성 단백질은 이식한 세포나 숙주세포에서 신호로 작용하여 희망하는 조직을 형성하는데 도움이 되는데, 이 활성단백질을 국부적으로 공급하고 조절하기 위해 matrix를 활용하고 있다. 이러한 matrix는 구조적으로 조직이 재생하는데 필요하며 특히 골 조직공학분야에서는 골형성 단백질의 임상실험에서 상당한 진전이 있다.

□ 최근의 연구는 이러한 단백질을 전달하는 matrix에 대한 연구도 활발하여 생체유사성 물질을 개발하려는 노력이 조직공학 전반으로 추진되고 있으나 관절에 연골과 관련한 생체활성물질에 대해서는 큰 진전을 보지 못하고 있다.

□ 손상된 인체의 조직과 기관을 복원하려는 노력은 오랫동안 시도되었고, 지금까지는 이러한 시도가 기계적인 제품으로 장기를 바꾸어주거나, 장기의 기증자가 있을 때만 이식을 해왔다. 장기를 제공할 수 있는 수는 환자에 비해 절대적으로 부족하여 생체조직공학의 필요성을 절감하고 있다.

□ 특히 골과 연골의 복원은 노령인구의 증가와 젊은 층의 활동이 증가하면서 그 필요성이 더욱 늘어나고 있다. 최근 세포에 대한 연구가 활발해지면서 세포치료를 골 재생에 이용하려는 노력이 진행되고 있다. 지금까지 scaffold나 matrix에 대한 연구가 활발하게 진전되고 있으며 여기에 골을 형성하는 신호와 활성 단백질의 역할이 주목 받고 있다.

저자: John M Wozney and Howard J Seeherman
자료유형: 학술정보