골 재생은 골 형성뿐 아니라 산소, 영양분 및 미네랄의 공급을 위한 혈관 형성 또한 필요로 하여 복합적인 조직 재생을 위한 연구가 현재까지 활발히 진행되고 있지만 여전히 한계점과 많은 과제들이 남아있다. 최근 골 재생 연구 분야에서는 가용성 세포 분비 물질, 예를 들어 엑소 좀 또는 나노베지클 등의 기능을 사용하여 줄기 세포 분화를 조절하는 접근방식의 연구가 많이 보고되고 있다.
엑소좀은 생물학적 활성을 가지는 다양한 성분을 (단백질, mRNA 및 miRNA) 포함하며 세포간 신호 전달 역할을 하는 나노 크기의 세포 외소포체이다. 이러한 엑소좀의 인지질 이중층 및 생리활성 분자와 유사하면서 고수율 합성이 가능한 세포 유래 나노베지클을 이용한 연구를 위해 다양한 공학적 기술들이 제시되고 있다.
이 연구에서는 인간 탯줄 정맥 내피 세포 (HUVECs)를 순차적으로 다공성 막에 통과시켜 세포막 성분과 내부 내용물을 재조립하는 방식의 추출법으로 혈관 내피 세포 유래 나노베지클 (EC-NVs)을 생산하였다. EC-NVs를 사용하여 인간 지방 유래 줄기세포 (ADSCs)의 골 형성 및 혈관 신생 과정에 미치는 영향을 연구하고자 하였고 공동 분화 효과를 향상시키기 위해 2차원 (2D) 세포 배양뿐 아니라 하이드로겔 내 탑재하는 방식의 3차원 (3D) 배양 기법도 사용되었다. EC-NVs 처리된 ADSCs에서 유전자 발현, alkaline phosphatase activity (ALP) 활성, alizarin red S 염색 및 면역 염색 방법으로 EC-NVs의 골 형성 및 혈관 신생에 대한 효과를 입증하였다. 본 연구 결과는 세포 유래 나노베지클이 조직 재생 분야를 포함하여 여러 질병 치료에 다양하게 응용 가능함을 시사한다.