나노섬유를 기반으로 한 3차원 환경에서 면역세포와 폐 상피세포의 공배양에 대한 연구

Abstract

일반적인 세포 배양 시 사용하는 세포배양접시와 같은 2차원 환경과 체내 해당 조직 내 미세환경의 차이가 있어, 세포 실험과 임상실험에서의 결과의 차이가 난다. 2차원 환경에서는 공배양 환경을 구현하기 힘들기 때문에 이를 보완하기 위하여 세포가 평면적인 2차원의 구조가 아닌 입체적인 3차원의 형태를 갖출 수 있는 나노섬유 환경에서 배양함으로써 체내 유사 환경을 구현할 수 있다. 나노섬유를 기반으로 한 3차원 환경에서 면역 세포와 폐 상피 세포의 공배양 환경을 구축하여 이를 토대로 비임상 모델을 개발할 수 있다. Poly ε-caprolactone (PCL) 나노섬유는 chloroform을 용매로 하여 전기방사(electrospinning)를 통해 제작된다(이하 C-PCL). 이런 공배양 환경을 구축하기 위해 3차원의 나노섬유를 2개의 층으로(Two-layer) 만들어 공배양 환경을 구축한다. C-PCL을 상층(Transwell)과 하층(24 well 세포배양 접시)에 부착하여 공배양 환경을 구축한다. 천식 모델을 구현하기 위해 알레르겐으로 가장 잘 알려진 세로무늬 먼지 진드기(Dermatophagoides pteronyssinu)에 의해 생성되는 단백소화효소(이하 Der p)를 이용한다. 세포배양접시와 C-PCL 나노섬유에 수지상세포를 배양하여 Der p를 농도별로 처리하여 수지상세포의 활성도를 측정한 후, Der p의 적절한 농도를 결정한다. 결정된 Der p의 농도를 기반으로 마우스 폐 상피세포의 배양일을 결정한다. 이후 2개의 층으로 C-PCL을 부착하였고, 상층에는 폐 상피 세포인 MLE-12 세포를 배양하고 하층에는 면역 세포를 배양한다. 그 후 2개의 층을 조립하여 공배양을 환경을 가능하도록 했다. 나노섬유를 기반으로 한 3차원 공배양 환경에서 Der p를 처리하였을 때, 면역 세포와 폐 상피 세포에서 분비되는 사이토카인을 측정하고, 이를 바탕으로 나노섬유를 기반으로 한 3차원 환경에서 면역세포와 폐 상피 세포의 공배양을 실현시켜 천식 모델로 사용 될 수 있다.