Controlling the Growth and Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells by the Arrangement of Individual Carbon Nanotubes

최근에 특별한 약물의 처리 없이 줄기세포를 원하는 세포로 유도하고 생장시키기 위하여 나노구조를 이용하여 줄기세포의 분화를 유도하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 하지만 실제로 줄기세포를 뼈나 근육 등 방향성이 있는 인체 조직의 재건에 활용하기 위해서는 줄기세포를 특정세포로의 분화를 유도해야 할 뿐만 아니라 줄기세포의 성장방향을 조절하는 것 또한 중요하다.
홍승훈 교수 연구팀의 남궁선 박사는, 개개의 탄소나노튜브를 한 방향으로 정렬시키고 줄기세포를 배양하면 탄소나노튜브의 정렬 방향에 따라 줄기세포가 성장하고 이러한 조건에서 특별한 약물 처리 없이 줄기세포는 뼈세포로 성장할 수 있음을 보였다. 그 동안 세포가 수십 나노미터의 크기의 나노구조를 인식할 수 있다는 것은 알려져 왔으나 이번 연구에서는 줄기세포가 1-2나노미터의 직경을 갖는 개개의 탄소나노튜브를 인식할 수 있다는 점을 보였으며, 특히 탄소나노튜브가 정렬된 방향에 따라 길게 늘어진 형태로 자라는 줄기세포는 임의의 방향에 따라 퍼지게 자란 줄기세포에 비해 뼈세포로 분화되기 쉽다는 점을 밝혀내었다.
본 연구의 결과는 앞으로 줄기세포를 이용한 실제 조직 재생 등의 분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

ACS Nano, 2011, 5 (9), pp 7383–7390
DOI: 10.1021/nn2023057
Publication Date (Web): August 5, 2011