단국대학교 치과대학 MRC 연구팀(센터장 김해원 교수)이 당뇨성 만성상처 치료를 위한 새로운 재생의학 전략을 제시했다.

연구진은 상처 부위에 간편하게 분사할 수 있는 ‘뿌리는 나노자임 하이드로젤’을 개발하고, 이 물질이 염증세포의 후성유전학적 변화와 유전자 발현 환경을 조절해 염증을 완화하고 조직 재생을 촉진한다는 사실을 규명했다.

이번 연구는 세계적 국제학술지 ‘Nature Communications’ 온라인판 5월 12일자에 ‘Sprayable Nanozyme Hydrogel Epigenetically Remodels Inflammation for Diabetic Wound Regeneration’이라는 제목으로 게재됐다.

연구팀의 아말 박사와 박정휘 박사가 공동 주저자로 참여했으며, 김해원 교수와 이정환 교수 등이 교신저자로 연구를 이끌었다. 이번 성과를 통해 연구팀은 재생의학, 나노소재 분야를 아우르는 융합연구 역량을 다시 한 번 입증했다.

당뇨성 만성상처는 고혈당 환경, 산화스트레스, 지속적인 염증 반응으로 인해 상처가 쉽게 아물지 않는 대표적인 난치성 질환이다. 단순한 상처 보호나 드레싱만으로는 치료 효과가 제한적이기 때문에 염증을 조절하면서 동시에 조직 재생을 유도할 수 있는 새로운 치료 플랫폼이 요구돼 왔다.

연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 초소형 구리 기반 나노자임(Nanozyme, 약 4나노미터 크기)을 친환경 방식으로 합성하고, 이를 고분자 하이드로젤에 결합해 상처 부위에 뿌릴 수 있는 형태로 개발했다. 나노자임은 효소처럼 작동하는 나노소재로, 이번 연구에서 개발된 스프레이형 나노자임 하이드로젤은 상처 부위의 과도한 활성산소를 효과적으로 제거하는 뛰어난 능력을 보였다.

특히 이번 기술의 핵심은 단순히 염증을 줄이는 데 그치지 않는다. 연구진은 나노자임 하이드로젤이 대식세포의 크로마틴 접근성을 조절해 유전자 발현 양상을 변화시키고, 염증을 유발하는 상태의 세포를 염증을 가라앉히고 재생을 돕는 상태로 전환한다는 점을 확인했다. 즉, 상처 부위의 면역세포를 후성유전학적으로 리모델링해 만성 염증 환경을 재생에 유리한 환경으로 바꾸는 원리다.

기존의 상처 드레싱이 상처를 덮고 보호하는 ‘수동적 치료’에 가까웠다면, 이번에 개발된 하이드로젤은 상처 미세환경을 직접 조절하는 ‘능동형 재생치료 플랫폼’이라는 점에서 차별성을 갖는다. 또한 스프레이 형태로 분사할 수 있어 굴곡진 피부 표면에도 밀착 적용이 가능하고, 보관 안정성도 확보해 향후 임상 적용 가능성을 높였다.

연구진은 동물실험을 통해 치료 효과도 확인했다. 당뇨성 상처 동물모델에서 나노자임 하이드로젤은 산화스트레스 억제, 염증 완화, 조직 재생 촉진 작용을 동시에 나타내며 상처 치유 속도를 유의하게 앞당겼다. 연구진은 이번 성과가 당뇨성 만성상처뿐 아니라 다양한 염증성 피부질환 치료에도 확장될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구를 총괄한 김해원 교수는 “이번 연구는 나노물질이 세포의 후성유전 조절에 관여해 면역 반응을 바꿀 수 있다는 점을 새롭게 밝힌 데 큰 의미가 있다”며 “나노의학과 재생의학을 연결하는 새로운 치료 설계 원리를 제시했다는 점에서 향후 난치성 상처와 염증성 질환 치료 기술 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 밝혔다.

논문사이트: Sprayable Nanozyme Hydrogel Epigenetically Remodels Inflammation for Diabetic Wound Regeneration)
https://www.nature.com/articles/s41467-026-72968-7