세포 공학 및 생체재료 인터페이스 기반 분화·기계신호 제어

Cell engineering and biomaterial interface control of differentiation and mechanotransduction

연구 내용

FGF2 고정화 매트릭스와 redox-modulated surface thiol 공학을 통해 세포 부착·분화·이동성을 조절하는 바이오생체재료 연구

기능성 세포 확보와 조직 재생을 위해서는 세포-기질 상호작용을 정밀하게 제어하는 생체재료 설계가 필요합니다. 연구실은 FGF2를 고정화한 매트릭스를 이용해 인간 대망 유래 줄기세포가 부착과 분화 신호를 받아 인슐린 분비 β-cell 계열로 자기조직화되도록 배양 플랫폼을 구성합니다. 동시에 TCEP 기반 surface thiol engineering으로 세포 표면의 redox 상태를 조절하고, FAK-PI3K-AKT 축과 같은 mechanotransduction 경로를 활성화하여 근형성 분화와 근튜브 성숙을 유도합니다. 반대로 유방암 세포에서는 focal adhesion dynamics 및 세포-ECM 부착을 제어하여 이동성과 침윤을 억제하는 접근을 수행합니다. 장 유도 단방향 정렬 나노바이오 물질 3차원 구조 및 bio-piezo 시스템 프로젝트를 통해 기계적 신호가 조직 수준 기능에 연결되는 방향도 함께 다룹니다.

관련 프로젝트

4건

연구 흐름

2020년부터 장 유도 단방향 정렬 나노바이오 물질의 3차원 구조 제작과 bio-piezo 시스템 설계를 수행하여 세포가 반응할 수 있는 기계-전기 인터페이스를 확보하는 연구를 진행했습니다. 2023년에는 FGF2 고정화 매트릭스를 중심으로 hO-MSC의 부착과 분화를 유도해 인슐린 분비 β-cell 계열로의 자기조직화를 확인하고, 이식 모델에서 기능적 결과를 검증했습니다. 2025년에는 TCEP로 표면 티올을 조절해 근형성에서의 FAK-PI3K-AKT 신호를 매개하는 mechanoregulation을 정리하고, 유방암에서는 focal adhesion 기반 조절로 세포 이동성을 감소시키는 결과를 축적했습니다. 결과적으로 재료 기반 분화 제어에서 신호 축 기반 기계 조절로 확장되는 흐름을 보입니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

환자 유래 줄기세포 기반 인슐린 분화 배양 플랫폼
세포-매트릭스 상호작용 제어 생체재료
redox-modulated surface thiol 공학 기반 치료 스캐폴드
FAK-PI3K-AKT 신호 조절 근형성 유도
focal adhesion 역학 기반 항전이 세포 공학
당뇨 세포이식용 기능성 β-cell 확보
골 재생을 위한 bio-piezo 전기기계 구동 시스템
기계적 자극-세포반응 매칭 설계
세포 이동성 조절 암 미세환경 모델
조직 재생용 나노바이오 3차원 인터페이스 제작