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세포배양 폴리머기판의 표면기능화 및 동역학

전문가 제언: ○ 줄기세포가 갖는 치료 잠재력으로 인해 부상, 질병의 치료에 임상적 이용이 증가하고 또한 약물개발과 독성연구의 모델로서 많이 이용되고 있다. 세포기반 치료의 가장 큰 장애요인은 세포의 거동을 제어하는 것이 제한적이라는데 있다.

○ 본 자료에서는 세포배양용 폴리머기판의 세포거동을 제어하기 위한 개질(modification)에 관한 최근 진보된 지식과 어려운 문제점에 대해 소개한다. 특히 생물학적 기능화에 용이한 새로운 화학적 표면처리 기술과 시간 의존적 세포-표면 상호작용의 제어에 대해 알아본다.

○ 세포배양의 대부분은 2D 폴리머(예, 폴리스티렌)표면상에서 수행되고 있는데, 폴리머표면이 비특이적으로 혈장단백질을 흡착하고, 그 위에 세포가 흡착되어 자라게 된다. 세포배양용 플라스틱 소재는 값이 저렴하고, 크기를 비교적 자유로이 늘릴 수 있고, 또한 배양배치마다 일관성이 높지만, 세포와 재료표면 사이의 상호작용을 제어하기 어렵다.

○ 세포는 ECM 분자를 분비하면서 동시에 효소적 분해로 감싸고 있는 ECM을 계속 수정 변화시킬 수 있다. 최근 연구결과에 의하면, 세포분비 또는 세포관련 매트릭스-메탈프로테아제(MMP)가 in vitro 조건에서의 세포주변 미세환경의 리모델링을 매개하는 것으로 알려졌다.

○ 그러나 ECM 단백질 분비, 단백질흡착, 세포매개 ECM분해 사이의 동적(dynamics)인 관계에 대해서는 아직 모른다. 즉 세포분비 ECM분자나 메탈프로테아제 활성이 초기표면을 심각하게 변화시키기 전 얼마나 오래 세포가 초기기판표면과 같이 보낼 수 있는지에 관한 정량적 이해가 필요하다. 그래야만 in vitro에서의 세포거동의 제어를 통해 예측 되는 성질의 세포 배양이 가능하리라 생각된다.

○ 세포배양용 기판으로 폴리머소재를 사용하는데 있어서 또 하나의 큰 문제점은 기판표면상의 topmost 층(∼100 Å) 폴리머 사슬의 움직임이 고려되어야 하는데 그 움직임을 제어하는 것은 더욱 어렵다. 따라서 표면 안정화기술 개발이 필요하다고 생각된다.

저자: John D Krutty, Samantha K Schmitt, Padma Gopalan, William L Murphy
자료유형: 니즈학술정보