새로운 충돌 기반 시스템으로 섬유화 질환 연구 돌파구 마련
섬유화 질환, 특히 폐 섬유화는 연구와 치료에 있어 여전히 큰 도전 과제를 안고 있다. 이를 해결하기 위해 기존 방법의 한계를 보완한 새로운 충돌 기반 구조체(스페로이드) 기계적 특성 평가 시스템이 개발되었다. 이 시스템은 관성 유체 역학을 활용해 균일한 크기의 스페로이드를 대상으로 제어된 충돌을 유도하며, 이를 통해 고속 카메라로 변형률을 측정할 수 있다.
폐 섬유화 연관 세포 특성 분석
이 시스템은 먼저 HEK293T 스페로이드 모델을 이용해 유체 흐름 속도를 최적화하며 검증되었다. 이후 연구는 폐 섬유화와 관련된 두 가지 세포 유형(Calu-1과 MRC-5)의 변형성 차이를 분석하였다. 나아가, 폐의 혈관 내피세포 및 섬유아세포를 서로 다른 비율로 구성한 공동 배양(Co-culture) 스페로이드 모델을 개발하였으며, 세포 조성과 변형성 간의 유의미한 차이를 확인할 수 있었다.
항섬유화 치료제 효과까지 평가 가능
연구 마지막 단계에서는 TGF-β1(Transforming Growth Factor-β1)을 이용해 섬유아세포를 활성화하고 과도한 세포외기질(ECM) 축적을 유도한 스페로이드에 대해 실험을 진행하였다. 이어서 항섬유화제인 닌테다닙(Nintedanib)을 적용해 기계적 특성 변화 또한 평가하였다. 이 연구 결과는 세포-세포 및 세포-ECM 상호작용에 의해 영향을 받는 기계적 특성을 효과적으로 반영하며, 섬유화 질환의 진행과 스페로이드 기계적 변화 간의 밀접한 상관관계를 강조한다.
섬유화 연구와 치료 개발에 중요한 발판 제공
새로운 충돌 기반 구조체 평가 시스템은 섬유화 질환의 진행 메커니즘에 대한 심층적인 이해를 돕는 데 기여하며, 동시에 효과적인 항섬유화 치료제 개발을 가속화할 수 있는 강력한 플랫폼으로 자리 잡고 있다. 이 시스템은 기존 연구의 제약을 극복하고 미래의 획기적인 치료법 개발을 위한 새로운 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
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