연세대학교 생명공학과 조승우 교수 연구팀은 매사추세스 공과대학교 (MIT) PolinaAnikeeva 연구팀과 공동연구를 통해 근육세포 리프로그래밍 기술, 탈세포 매트릭스 제작기술, 미세구조 다공성 파이버 제작기술을 접목하여 근육 질환 치료를 위한 인공 조직을 개발하였다.

연구팀은 먼저 근육 조직 특이적인 생화학적·물리적 미세환경을 조성하기위해 탈세포 (decellularization) 매트릭스를 제작했다.이와 더불어, 열 인장 기술(thermal drawingmethod)과 염 침출법(salt-leaching method)을 이용하여 골격근 결손부위의 형태와 물리적 특성에 따라 다양한 모양과 다공성 구조를 가지도록 맞춤 제작할 수 있는 미세구조 파이버 제작 기술을 개발해 실제 근육의 미세환경과유사한 수준의 인공 근육 지지체를 제작하였다. 이렇게 제작된 인공 근육 지지체는 피부세포를 근육세포로리프로그래밍 하는 직접교차분화 (direct conversion) 효율을 증진시켰으며, 최종적으로 생산된 바이오 하이브리드 근육 조직은 마우스 근육 손상 모델에 이식했을 때, 근육 조직 재생뿐만 아니라 혈관 및 신경 조직 재생까지 유도하여 기능성 근육 조직 재생에 성공할 수 있었다.

개발된 바이오 하이브리드 근육 조직에 사용된 근육 세포는 비교적 채취하기 쉬운 자가 피부세포를 직접교차분화하여제작했기 때문에 기존 세포치료제의 면역거부반응 문제를 해결하였고, 기존 근육 재생 치료보다 월등히 향상된기능성 골격근 재생을 유도하여 임상 적용 가능성을 보여주었다.

이번 연구는 조승우 교수 연구팀의 진윤희 연구교수와 전은제 대학원생이 주저자로 참여하여, 융합 소재 분야 세계 최고 권위의 학술지 중 하나인 AdvancedMaterials (2019년 Impact factor: 27.398) 저널에 게재되었고, 연구 내용의 중요성과 우수성을 인정받아 Advanced Materials 4월호표지 논문으로도 선정되었다 (논문 제목: Functionalskeletal muscle regeneration with thermally drawn porous fibers andreprogrammed muscle progenitors for volumetric muscle injury).

 ​