김동휘 교수팀, 세포 분극을 통한 단일 세포 거동 제어 기술 개발

JCR 재료과학, 생체재료 분야 최상위 저널인 Biomaterials 게재돼

▲ 왼쪽부터 공동 제1저자 이건희 학생, 한성범 학생, 교신저자 김동휘 교수

고려대 KU-KIST융합대학원 김동휘 교수 연구팀이 ECM 마이크로패터닝을 통해 개별 세포의 이동을 제어할 수 있는 신기술을 개발했다.

이번 연구 결과는 JCR (Journal Citation Reports) 재료과학, 생체재료 분야 최상위 저널인 Biomaterials (IF=10.317)  誌 1월호에 게재됐다.

* 논문명 : Cell-ECM contact-guided intracellular polarization is mediated via Lamin A/C dependent nucleus-cytoskeletal connection

세포의 이동 현상은 세포 증식, 분화, 조직 재생, 심지어 암의 전이에도 매우 중요한 역할을 담당하기 때문에 그동안 어떻게 세포가이동하는지에 대한 다양한 이론과 모델이 존재해왔다. 김동휘 교수 연구팀 (Applied Mechanobiology Group)은 세포 이동이 시작되는 매우 짧은 기간동안 일어나는 세포 내부의 분극 현상 (polarization) 을 유도하여 세포의 이동을 단일 세포 수준에서 제어하는 원리를 제안했다. 이를 증명하기 위해 콜라겐과 같이 세포 부착을 유도할 수 있는 세포외기질 단백질 (extracellular matrix)을 마이크로패터닝하여 개별 세포 내부의 분극 조절을 통한 세포 이동성을 제어할 수 있는 기술을 개발했다. 특히 이번 연구에서는 그동안 김동휘 교수 연구팀이 이론적 체계를 쌓아올린 세포핵막 단백질을 통한 세포 골격 변형 메커니즘을 실험적으로 증명함과 동시에 조직 재생 공학에 응용할 수 있음을 스스로 밝혀 냈다는데 의미가 있다.

[세포 이동 조절 실험 결과]
세포 형상과 세포 분극 방향이 동일한 마이크로패터닝 (좌: cooperative micropattens) 과 세포 형상과 세포 분극 방향이 반대인 마이크로패터닝 (우: competitive micropatterns) 에서의 세포 이동시 세포 내부의 신호 전달 단백질 발현 모니터링 결과

이번 연구는 한국연구재단 중견 연구, 기초연구실지원사업, ICT 명품인재양성사업의 지원을 받아 석박사통합과정 이건희 (현재, Johns Hopkins University 박사후연구원),  한성범 학생이 주도하여 수행됐다.

커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)