골격근 재생은 근육 손상과 근이영양증과 같은 질환에서 필수적이며, 주로 근형성(myogenic) 전구세포의 활성화와 분화를 통해 이루어진다. 본 연구는 트리스(2-카복시에틸)인산염 염산염(tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride, TCEP)을 사용하여 이황화 결합을 환원하고 세포 표면에 자유 티올기를 생성함으로써, 근형성에서 산화환원(redox) 조절 표면 티올 변형의 역할을 탐구하였다. 그 결과, TCEP 처리로 세포 표면 티올이 유의하게 증가하여 포커스 유착 키나아제(focal adhesion kinase, FAK)-포스포이노시타이드 3-키나아제(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)-단백질 키나아제 B(protein kinase B, AKT) 신호전달 경로가 활성화되고, 세포의 퍼짐, 부착 및 액틴(actin) 세포골격 리모델링이 촉진되는 것으로 나타났다. 이러한 생화학적 조절은 근형성 및 융합 관련 마커를 상향 조절하여 다핵(multinucleated) 근관(myotube) 형성을 용이하게 하였다. 견인력 현미경(traction force microscopy, TFM), 세포내 힘 현미경(intracellular force microscopy, IFM), 단층 응력 현미경(monolayer stress microscopy, MSM)을 이용한 생물물리학적 분석에서, 특히 근육에 적절한 강성(20 kPa) 조건에서 TCEP 처리 세포는 무처리 세포에 비해 견인력, 세포내 힘 및 단층 응력이 증가함을 보여주었다. 본 연구 결과는 산화환원 조절 표면 티올 변형과 특정 강성 조건을 결합할 때, 생체역학적 신호전달을 통해 근형성 분화와 근관 성숙이 강화됨을 시사한다. 본 개념 증명(proof-of-concept) 연구는 산화환원 조절 표면 공학과 기질 강성이 근형성을 어떻게 조절하는지에 대한 이해를 진전시키며, 근육 재생을 위한 새로운 치료 전략과 근조직 수복을 위한 줄기세포 기반 치료의 최적화 방안을 제시한다.

임상적 응용 가능성과 다양한 암에 대한 신속하고 초고감도 다중 검출으로의 추가 확장 가능성을 강조한다.

골격근 재생은 근육 손상과 근이영양증과 같은 질환에서 필수적이며, 주로 근형성(myogenic) 전구세포의 활성화와 분화를 통해 이루어진다. 본 연구는 트리스(2-카복시에틸)인산염 염산염(tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride, TCEP)을 사용하여 이황화 결합을 환원하고 세포 표면에 자유 티올기를 생성함으로써, 근형성에서 산화환원(redox) 조절 표면 티올 변형의 역할을 탐구하였다. 그 결과, TCEP 처리로 세포 표면 티올이 유의하게 증가하여 포커스 유착 키나아제(focal adhesion kinase, FAK)-포스포이노시타이드 3-키나아제(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)-단백질 키나아제 B(protein kinase B, AKT) 신호전달 경로가 활성화되고, 세포의 퍼짐, 부착 및 액틴(actin) 세포골격 리모델링이 촉진되는 것으로 나타났다. 이러한 생화학적 조절은 근형성 및 융합 관련 마커를 상향 조절하여 다핵(multinucleated) 근관(myotube) 형성을 용이하게 하였다. 견인력 현미경(traction force microscopy, TFM), 세포내 힘 현미경(intracellular force microscopy, IFM), 단층 응력 현미경(monolayer stress microscopy, MSM)을 이용한 생물물리학적 분석에서, 특히 근육에 적절한 강성(20 kPa) 조건에서 TCEP 처리 세포는 무처리 세포에 비해 견인력, 세포내 힘 및 단층 응력이 증가함을 보여주었다. 본 연구 결과는 산화환원 조절 표면 티올 변형과 특정 강성 조건을 결합할 때, 생체역학적 신호전달을 통해 근형성 분화와 근관 성숙이 강화됨을 시사한다. 본 개념 증명(proof-of-concept) 연구는 산화환원 조절 표면 공학과 기질 강성이 근형성을 어떻게 조절하는지에 대한 이해를 진전시키며, 근육 재생을 위한 새로운 치료 전략과 근조직 수복을 위한 줄기세포 기반 치료의 최적화 방안을 제시한다.

임상적 응용 가능성과 다양한 암에 대한 신속하고 초고감도 다중 검출으로의 추가 확장 가능성을 강조한다.

Ag-BDT NPs는 야외 조건에서 최대 3.7 °C까지의 냉각을 하면서도 효과적인 항균 효능을 유지한다. 또한 이 장치는 무독성 녹색 발광 InP 양자점으로 기능화되어, 광발광(photoluminescent) 방사 냉각과 심미적 다양성을 가능하게 한다. 그 결과 형성된 발광 항균 냉각 텀블러는 실제 환경에서의 적용성을 보여주며, 물 온도에서 6.8 °C의 감소와 지속적인 항균 활성을 나타낸다. 본 연구는 다기능 ARCDs가 건축 환경과 소비자 제품에서 지속가능한 열 관리와 위생 보호를 위한 차세대 재료로서 지닐 수 있는 잠재력을 강조한다.

기계적 에너지를 직류로 효율적으로 전환하는 일은 현재의 에너지 하베스팅 장치들이 여전히 직면한 중대한 과제이다. 이온성 트리보재료(ionic tribomaterials)에서는 이동 가능한 이온들의 변위와 분극이 생성 전하의 크기와 방향을 동적으로 제어할 수 있다. 이 과정은 반도체 기반 트리보볼타익(tribovoltaic) 시스템과 유사점을 공유하지만, 전기적 도전성과 전하 보유(유지)가 흔히 서로 경쟁하는 기존의 유전체(디일렉트릭) 트리보일렉트릭(triboelectric) 장치들과는 차이가 있다. 이온성 트리보재료가 점차 더 많은 주목을 받고 있음에도 불구하고, 기계적 운동으로부터 직류를 직접 생성하는 그 능력은 충분히 조사되지 않았다. 본 연구에서는 플라스틱화제(plasticizers)와 같은 이온성 성분을 일반적인 유전체 고분자(폴리염화비닐, polyvinyl chloride)에 도입하면 출력이 교류에서 직류로 전환됨을 보여준다. 이러한 과정은 접촉 대전(contact electrification)과 전극 분극(electrode polarization)의 결합에 의해 구동되며, 단일 설계로 통합하기가 일반적으로 어려운 접촉-분리, 미끄럼, 회전 운동의 모드 전반에 걸쳐 안정적인 직류 생성을 가능하게 한다. 그 결과로 얻어진 장치들은 장시간의 구동과 다양한 환경 조건 하에서도 안정적인 출력을 유지하여, 기계-전기 에너지 변환을 위한 견고하고 다목적 경로를 입증한다. 본 접근법은 고분자 기반 트리보일렉트릭 장치와 트리보볼타익 시스템 사이의 성능 격차를 연결하며, 지속가능한 에너지 하베스팅 기술에 널리 적용 가능한 전략을 제공한다.

전이는 유방암에서 주요 사망 원인으로, 세포-세포외기질(ECM) 상호작용, 기계적 힘, 세포 운동성에 의해 결정적으로 영향을 받는다. 본 연구에서는 생체적합성이 있는 티올(thiol) 변형 제제인 트리스(2-카복시에틸)포스핀(tris(2-carboxyethyl)phosphine, TCEP)을 이용한 세포 표면 공학적 접근법을 제시함으로써 유방암 세포의 생체역학적 거동을 조절하고자 하였다. TCEP 처리로 표면 티올 가용성이 증가하고, 초점유착 키나아제(focal adhesion kinase, FAK)의 인산화가 증강되었으며, pFAK 양성 초점유착의 연장이 촉진되었고, 이와 함께 세포골격 재구성과 더 강한 세포-ECM 부착이 나타났다. 이러한 분자적 및 구조적 변화는 MCF7 및 MDA-MB-231 세포의 이동과 침윤을 유의하게 감소시키는 것과 연관되었다. 견인력 현미경(traction force microscopy, TFM)을 사용하여 추가로 세포 내 장력과 견인 응력이 증가함을 관찰하였으며, 이는 표면 변형이 기계감지전달(mechanotransduction)을 어떻게 조절하는지에 대한 정량적 통찰을 제공한다. 본 연구 결과는 세포 표면 티올 공학을 통해 암세포의 부착과 운동성을 제어할 수 있는 잠재력을 시사하며, 임상적으로 적용 가능한 산화환원 조절제(redox-modulating agents)를 향후 동정하기 위한 기반을 제공한다.