– 한국교통대와 융합 공동연구…국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’ 게재 승인 –

원광대학교 전북바이오융합전문대학원(이하 JABA대학원)은 한국교통대학교 연구진과 공동으로 손상된 근육의 미세환경에 직접 반응해 유전자를 방출하는 ‘주사형 스마트 하이드로젤’을 개발했다고 10일 밝혔다.

이번 연구 성과(논문명: ROS-associated controllable release of Nudt7 gene by gel-sol transition of injectable hydrogel for enhanced skeletal muscle repair)는 화학공학 분야의 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널'(Chemical Engineering Journal·IF 12.5)에 게재 승인됐다.

연구진에 따르면, 골격근은 일정 수준 자체 재생 능력이 있으나 심한 조직 손상이나 만성적인 산화스트레스가 발생하면 정상적인 회복이 어려워진다. 특히 손상 조직에서 증가하는 활성산소(ROS)는 세포 기능과 조직 재생에 영향을 미치는 중요한 요인으로 알려져 있다.

연구진은 이러한 근육 손상 미세환경에 착안, 활성산소에 반응하여 겔(Gel) 상태에서 액상(Sol)으로 전환되는 주사형 하이드로젤 기반의 ‘Nudt7 유전자 전달 시스템’을 구축했다.

Nudt7은 퍼록시좀 내 조효소 A(CoA) 대사와 관련된 효소를 암호화하는 유전자로, 세포 내 대사 항상성 유지와 밀접하게 연관되어 있다.

연구진은 이 유전자를 하이드로젤에 탑재하고, 손상 조직의 산화스트레스 환경(활성산소) 자체를 겔-졸 전환의 매개체로 삼아 유전자 방출을 조절하는 전략을 제시했다. 기존의 일반적인 유전자 전달 방식과 달리, 질환 및 조직 손상 미세환경 자체를 유전자 방출의 조절 신호로 활용한다는 점에서 차별성을 갖는다.

이번 성과는 JABA대학원의 근육 재생 및 퍼록시좀 생물학 연구 역량과 한국교통대학교의 기능성 고분자 및 스마트 바이오소재 개발 기술이 결합한 다학제적 공동연구의 결과물이다.

연구진은 바이오소재와 퍼록시좀 관련 유전자 전달 기술을 연계한 이번 연구가 향후 근육 손상 및 근골격계 퇴행성 질환을 대상으로 한 반응형 유전자 전달 소재 연구의 기초자료로 활용될 것으로 기대하고 있다.

특히 이번 연구에는 JABA대학원 석·박사통합과정에 재학 중인 박준영 연구원이 참여해, 대학원생이 국내 대학 간 공동연구를 통해 첨단 바이오소재와 재생의학을 연계하는 실무 연구 경험을 축적했다는 점에서도 의미를 더했다.

진은정 JABA대학원장은 “이번 연구 성과는 대학원의 연구 중심 인재양성 시스템이 거둔 결실”이라며, “앞으로도 이 같은 연구 참여 기회를 확대해 차세대 생명산업 R&BD 전문인재 양성을 더욱 강화해 나가겠다”고 밝혔다.