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제목
최강열-조승우 교수팀, 흉터 완화 돕는 '재생 촉진 물질 탑재 하이드로젤 패치' 개발
작성일
2023.03.10
작성자
일반대학원
게시글 내용

최강열·조승우 교수팀, 흉터 완화 돕는 ‘재생 촉진 물질 탑재 하이드로젤 패치’ 개발

접착성 하이드로젤 패치를 통해 재생성 상처 치유 및 흉터 완화 촉진

큰 흉터를 유발할 수 있는 만성 상처에도 적용 기대


[사진. (왼쪽부터) 최강열 교수, 조승우 교수, 이성훈 제1저자, 안수환 제1저자]



생명시스템대학 생명공학과 최강열 교수팀이 조승우 교수팀과의 공동 연구로 재생 촉진 물질을 탑재한 접착성 하이드로젤 패치를 개발했다. 


이번 연구는 “재생 미세환경의 재구성을 통해 재생성 상처 치유를 유도하는 접착성 하이드로젤 패치 매개 복합 치료 요법(제1저자 이성훈, 안수환)”이라는 제목으로 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials, IF 11.092)’에 3월 1일 온라인 게재됐다.


지금으로부터 50년 전인 1970년대에 양의 태아에서 흉터 없이 상처가 치유되는 것을 발견한 이후, 사람도 임신 24주까지는 태아에 진피가 손상되는 상처가 발생해도 흉터 없이 치유될 수 있음이 밝혀졌다. 그 후 많은 생물학자들이 임신 24주 이전에 태아의 상처가 회복되는 것처럼 성체에서도 재생성 상처 치유를 유발하는 것을 큰 목표로 삼았다.



[그림 1. 개발된 하이드로젤 패치는 PTD-DBM 및 발프로산의 효율적인 전달을 가능케 해 상처가 치유되는 동안 태아에서와 유사한 재생성 미세 환경으로 재구성하게 한다. PTD-DBM 및 VPA가 탑재된 하이드로젤 패치는 재생성 상처 치유에 필요한 콜라겐 III와 줄기세포 마커를 유의하게 증가시켜 흉터를 최소화하면서 재생성 상처 치유를 유도한다.]



최강열 교수팀은 재생성 신호 경로인 윈트 신호를 활성화시키는 물질을 탑재한 접착성 하이드로젤 패치를 개발해 동물 실험을 통해 뛰어난 재생성 상처 치유 효능을 관찰했다. 패치에 탑재된 재생 물질은 태아의 상처 치유에서 많이 관찰되는 콜라겐 III의 합성을 증가시키고, 줄기세포의 활성화와 염증 세포의 감소를 통해 태아와 유사한 재생성 미세 환경을 재구성해 재생성 상처 치유를 촉진하는 것으로 밝혀졌다(그림 2). 



[그림 2. PTD-DBM 및 발프로산이 탑재된 패치는 11일째에 상처를 완전히 닫히게 하고 흉터를 최소화하는 재생성 상처 치유를 유도한다. 또한 일련의 면역 조직 염색에서 알 수 있듯이, 대조군에 비해 이 물질은 재생성 상처 치유에 필요한 콜라겐 III(빨간색), 줄기세포(녹색), 혈관내피세포(빨간색)를 유의적으로 증가시키는 반면, 재생성 상처 치유에 방해가 되는 활성산소(빨간색), 염증세포(갈색)를 효과적으로 억제한다.]



특히 이 물질은 직접적으로 윈트신호전달계를 활성화시키는 방법이 아니라, 상처 치유 과정 중에 만들어져서 상처 치유를 방해하는 윈트신호전달계의 음성되먹임인자(negative feedback regulator)의 기능을 억제하기 때문에, 뛰어난 효능은 물론 높은 안전성과 생체적합성을 보임을 확인했다.


이번 연구에서 사용한 재생 물질과 동일한 작용 기전과 유사한 효능을 보이는 윈트 활성화 저분자 화합물은 최근 식약처 IND 승인을 받아 현재 임상 1상을 앞두고 있는 것으로 알려졌다. 최강열 교수는 “이번 연구 결과를 통해 오랫동안 꿈꿔 왔던 흉터 없는 재생성 상처 치유를 이루기 위한 초석을 다졌다.”고 말하며, “더 나아가 이 연구가 큰 흉터로 고통받고 있는 만성 상처 환자들의 치료에 희망을 주기를 기대해 본다.”고 밝혔다.


논문정보

● 논문제목: Adhesive hydrogel patch-mediated combination drug therapy induces regenerative wound healing through reconstruction of regenerative microenvironment

● 논문주소: https://doi.org/10.1002/adhm.202203094

첨부
최강열-조승우 교수팀.jpg