반응성 종(RS)은 세포사멸 조절 및 면역 조절과 같은 생리적·병리적 과정에서 핵심 매개자로서, 생물학적 활동이 상황에 따라 특이적으로 나타나며 의생명 및 산업 응용 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 플라즈마는 동시에 다양한 유형의 RS를 생성하고 그 조성을 유연하게 조절할 수 있어 RS 생성을 위한 강력한 접근법을 제공한다. 그러나 RS의 불안정성과 동적 반응성은 조성, 수율 및 생체활성에 대한 정밀한 제어를 제한하며, 특히 기존의 플라즈마 플랫폼에서는 주변 환경 노출이 재현성과 조절 가능성을 저해한다. 이에 본 연구에서는 미세유체 장치에 통합된 새로운 폐쇄형 마이크로플라즈마 플랫폼(CMP)을 제시하며, 반응성 산소종(ROS) 또는 반응성 질소종(RNS)이 풍부한 플라즈마 출력을 선택적이고 재현 가능하며 제어 가능하게 생성한다. CMP는 용액 조성, 특히 L-아르기닌의 가용성을 적용하고, 폐쇄된 미세유체 환경 내에서 안정적인 기체-액체 상호작용을 활용함으로써 ROS-우세 프로파일과 RNS-우세 프로파일 간을 견고하게 전환할 수 있다. 생물학적 검증 결과, ROS-우세 프로파일은 caspase-3 매개 아폽토시스를 유도한 반면, RNS-우세 프로파일은 RIP3 의존적 괴사성 세포사멸(necroptosis)을 유발하였으며, 이는 면역원성 세포사멸(ICD)의 한 형태이다. 특히 RNS 유도 괴사성 세포사멸은 ICD의 특징적 징후를 보였고, 이는 플랫폼이 항종양 면역 반응을 유도할 수 있는 잠재력을 시사한다. 실제로 P-Arg+ 배지는 종양이 이식된 면역능 보유 마우스에서 항종양 효능과 지속적인 보호 면역을 나타냈으며, 이는 anti-PD-1에 의해 추가로 강화되었다. 따라서, 우리는 다재다능한 CMP가 서로 다른 RS를 정밀하게 조율하여 정의된 세포사멸 프로그램을 유도함으로써, 고도화된 플라즈마 의생명 및 암 면역치료 분야에서의 전이 가능성을 입증한다고 믿는다.

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