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제109회 대한화학회 학술발표회, 총회 및 기기전시회 안내 Development of nano-structured rough surfaces for promoting bone differentiation of osteoblast-like cells

등록일
2012년 2월 23일 16시 06분 54초
접수번호
1467
발표코드
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발표시간
4월 25일 (수요일) 18:00~21:00
발표형식
포스터
발표분야
생명화학
저자 및
공동저자
이승윤, 김효섭, 김재호
아주대학교 분자과학기술학과, Korea
연구의 목적은 나노 표면 구조가 골세포 분화 시 끼치는 영향에 관하여 연구하고자 한다. 우리는 60, 300, 700 nm의 각각의 실리카 나노 입자를 물과 공기 간의 계면 상에서 monolayer를 형성하고 그것을 유리 기판 위에 옮기는 방식인 Langmuir-Blodgett technique (LB tech.)를 이용하여 나노 표면 구조를 형성하였다. Human osteosarcoma cell line (MG 63)은 tumor cell line이지만 1,25-(OH)2D3-responsive alkaline phosphatase activity가 높은 골 분화특징을 가지며 또한 collagen type Ⅰ과 osteocalcin (OCN)와 같은 골 형성 세포의 합성이 가능하다. 그래서 나노 표면 구조와 유리 기판에서 MG 63을 7일동안 배양하였다. 표면의 특징은 Atomic Force Microscopy (AFM) 이용하여 측정하였고 표면 구조와 세포 간의 상호작용은 위상차현미경, 형광 현미경으로 세포의 형상, adhesion을 관찰하였다. 또한 유전자 발현량, alkaline phosphatase activity를 정량화함으로서 측정된 결과를 수치화하였다. 나노 기판 중 60 nm기판에서 활착 속도가 가장 느렸으며 스트레스 섬유가 다른 기판과 비교 시 발생율이 높았다. 골세포 분화 능력 측정을 위한 유전자 발현 값에서도 60 nm 실리카 나노 기판에서 alkaline phosphatase(ALP), osteocalcin (OCN)의 수치가 다른 나노 구조체와 비교 시 상대적으로 높게 나타났다. real-time PCR을 이용한 결과에서도 60 nm 실리카 나노 기판에서 각각의 두 값의 수치가 높게 나왔다. 이는 세포 외 기질과 60 nm의 나노 구조를 다른 기판과 비교 시 골 분화 관점에서 효과적인 것을 알 수 잇다. 특히 세포 외 기질을 이루는 fibril은 collagen Ⅰ으로 구성되는데 그 사이의 간격은 68 nm, 깊이는 35 nm이다. 그 안을 구성하고 있는 hydroxyapatite의 크기 또한 50 X 25 X 4 nm3 이다. 결과적으로 60 nm 실리카 나노 구조와 세포 외기질의 크기가 유사하여 골 분화가 유도됨을 알 수 있다. 본 연구는 나노 표면 구조의 규칙성을 재현 가능한 LB tech. 을 이용하여 실리카 나노 입자를 크기 별로 제작하여 MG 63의 골분화 유도 가능성을 보였다.

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