Characterization of astaxanthin for proliferation and osteogenic potential of mesenchymal stem cells in tissue-engineered scaffolds

Abstract

최근 조직 공학 및 재생의학 분야에서 생체 적합성을 보유한 해양유래 물질들이 각광받고 있다. 아스타잔틴은 미세조류나 갑각류 등 자연계에 널리 분포하고 있는 카로테노이드 물질 중 하나이다. 또한, 아스타잔틴은 분자구조에 의해서 생성된 활성산소를 막는 항산화 특성과 항염증, 항암, 항당뇨 등 다양한 생리활성 효과를 지닌 물질로 알려져 있다. 또한, 약리학, 치료 및 화장품 등 다양한 분야에서 우수한 기능성 물질로 평가되고 있다. 본 연구에서는 이러한 아스타잔틴의 특성을 이용하여 지방유래 줄기세포의 증식뿐만 아니라 골분화 유도를 위한 연구를 진행하였다. 줄기세포의 증식을 보는 실험에서는 생체 모사 환경을 체외에서 조성하기 위하여 자외선에 의해 경화되는 gelatin-methacryoyl (GelMA)를 세포 지지체로 사용하여 실험을 진행하였다. 화학적, 기계적 분석을 통해 세포지지체의 특성을 확인하고, 생물학적 실험을 통해 아스타잔틴이 줄기세포 증식에 대한 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한, polycaprolactone (PCL)을 기반으로 한 세포지지체를 제작해 GelMA와 아스타잔틴의 혼합물을 소수성인 PCL위에 코팅하여 아스타잔틴의 골분화 유도능을 확인하는 연구를 진행하였다. 본 연구를 통해 아스타잔틴은 3D 배양 시스템 및 다양한 조직 공학 응용분야에 유용한 물질이 될 수 있다는 것을 확인하였다.