뇌조직을 3D 프린팅 하는법 [MIT tech review]

<본문참고>

인간 뇌조직 3D 프린팅 기술, 알츠하이머 연구의 혁신 이끄나 - MIT 테크놀로지 리뷰 | MIT Techonology

 

논문정보

위스콘신-매디슨 대학교(University of Wisconsin-Madison)

저널: Cell Stem Cell

논문: ‘3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity.’

 

방법

: 수평으로 배열하는 방식을 사용해 부드러운 ‘바이오 잉크(bio-ink)’ 젤로 둘러싸인 뇌 세포 레이어를 제작

: 다능성 줄기세포에서 성장한 뉴런을 피브리노겐(Fibrinogen) 단백질과 트롬빈(Thrombin) 효소로 만든 젤 안에 넣어 3D프린팅용 잉크로 만든 것

->  이론적으로 거의 모든 유형의 뉴런 제작 가능!!

 

성장 및 네트워킹

: 각각의 뉴런은 성장 배지에서 충분한 산소와 영양분을 공급받으며 성장가능

: 실험에서 인쇄된 세포는 인쇄된 각 층 내부와 층 사이를 연결해 인간의 뇌와 유사한 네트워크를 형성하고, 뉴런의 신경전달물질(neurostrnsmitter)을 이용해 신호를 보내고 소통하고, 서로 상호작용하며, 인쇄된 조직에 추가된 지지 세포의 도움으로 적절한 네트워크를 형성한다는 사실을 발견

: 수천 장 교수는 인공적으로 대뇌피질(cerebral cortex)와 선조체(striatum)을 프린팅

: 뇌의 서로 다른 영역의 상이한 세포를 프린트하더라도 이들이 매우 특별한 방식으로 서로 대화한다는 것을 발견

:일반 뇌 조직에서는 볼 수 없는 세포의 종류와 배열을 제어할 수 있는 프린팅 기술의 정밀성 덕분

 

응용

: 개별적인 세포 단위가 아닌, 신경계 시스템에 대한 관찰이 가능하기 때문에, 알츠하이머에 걸린 조직에서 신경 세포가 서로 통신하는 방식을 연구하는 데 사용하거나, 각종 신약 개발 등에도 적용할 수 있을 것으로 기대

: 시중에서 쉽게 구할 수 있는 바이오 프린터를 이용, 다른 기관에서도 자체적으로 인간의 뇌 조직을 프린트할 수 있도록 기술을 공개했으며, 다음 단계로 사전 정의된 방식으로 세포를 인쇄하는 방법을 개발함으로써 뇌 조직을 좀 더 세밀하게 제어하면서 제조하기 위한 연구를 추진