▲영남이공대 화장품화공계열 이종민 교수

영남이공대학교(총장 박재훈) 화장품 화공계열 이종민 교수가 3차원 뇌종양 세포 및 신경줄기세포를 대량으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다.

▲ 액적 기반의 미세유체 바이오칩의 모식도 및 원리(미세유체 시스템: 수십, 수백 마이크로미터 범위의 크기를 가진 미세유로를 이용하여 매우 적은 양의 유체를 생산 및 이동하는 기술)

이종민 교수(주저자)는 액적(Droplet) 기반의 미세유체 바이오칩을 사용하여 균일한 크기의 3차원 세포구(Spheroid)를 생산하는데 성공했다.

전통적인 기존의 3차원 세포구 모델은 체외에서 치료 약물의 후보군을 확인하기 위해 중요한 역할을 할 수 있었지만, 높은 재현성와 수율을 갖는 균일한 크기의 뇌종양 세포와 신경줄기세포를 형성하는 데는 어려움이 있었다.

▲ 균일하게 형성된 신경줄기세포의 독성 스크리닝(액적 : 미세유체 시스템 안에서 서로 섞이지 않는 두 유체를 이용하여 형성된 물방울 형태)

이에 이종민 교수는 반도체제조공정인 포토리소그래피를 이용한 바이오칩을 제조하고 액적을 형성하여 효과적으로 3차원 뇌종양 세포 및 신경줄기세포 모델을 만들었으며, 이번 연구를 통해 항암제의 치료 효능과 줄기세포의 독성을 규명했다.

생성된 3차원 세포구는 인체 환경과 유사한 모델을 구축하여 암 치료 약물 스크리닝 및 줄기세포의 독성 스크리닝하기 위한 플랫폼으로 사용될 수 있다.

이러한 연구결과는 세계적 SCIE 저널인 '마이크로시스템과 나노공학(Microsystems&Nanoengineering, Impact Factor(IF):5.048)' 최신호에 발표됐다.

이종민 교수는 "액적 기반의 미세유체칩에서 형성된 3차원 세포구 모델은 인체와 유사하게 암세포와 줄기세포의 3차원 다세포구를 균일한 크기로 형성할 수 있다"라며 "다양한 항암제 및 독성 약물들을 쉽고 빠르게, 매우 높은 처리량(high-throughput) 스크리닝을 통해 치료 효과를 극대화할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 영남이공대학교 이종민 교수와 서강대 기계공학과 정봉근 교수 연구팀이 공동 진행한 연구로 한국연구재단의 창의도전연구기반지원사업 지원과 중견연구지원사업, 서강대학교 중점연구소지원사업으로 수행됐다.

한편, 이종민 교수는 영남이공대학교 임용 이후 학교와 학과의 적극적인 지원으로 바이오센서, 바이오칩 분야의 세계 최고 권위의 저널인 Biosensors&Bioelectronics, IF:10.257, Lab on a chip, IF:6.914 등 세계적 SCIE 저널에 다수의 논문을 주저자와 교신저자로 몇 달 사이에 잇달아 발표해 학계의 큰 주목을 받고 있다.

◇논문명, 저자정보

-논문명: Generation of tumor spheroids using droplet-based microfluidic device for photothermal therapy

-저자정보: 이종민(주저자, 영남이공대학교), 최지욱(주저자, 서강대학교), 크리스티안 다니엘 알버그(주저자, 서강대학교), 최형우(참여저자, 서강대학교), 하장호(참여저자, 서강대학교), 문석규(참여저자, 서강대학교), 모성준(참여저자, 서강대학교), 정봉근(교신저자, 서강대학교)