임신 중독증은 전세계적으로 가장 흔한 임신 관련 질병의 하나이다. 영양막 세포(Trophoblast) 침윤은 모체의 혈관 기능을 약화시켜 모체와 태아 사이 물질 교환의 통로인 관상동맥 확장을 유도한다. 만일 영양막 세포 침윤이 원활하게 발생하지 않을 경우 산모와 태아 모두에게 치명적인 임신중독증으로 이어질 수 있다. 산소는 많은 질병들과 연관이 있다고 알려져 있는데, 임신 초기 태반의 저산소 환경은 영양막 세포의 침윤과 분화를 촉진하여 관상동맥 확장을 유도한다. 임신 중독증 발병원인은 아직 뚜렷하게 밝혀진 것이 없으나, 일부 임신중독증 산모의 경우 초기 저산소 환경이 잘 구축되지 않는 것이 임신중독증과 연결될 수 있다고 알려져 있으며, 그 정도가 심각할 경우 만성적인 저산소증으로 연결될 수 있다. 허나 산과 질병 및 태반의 특수성에 의해 관련 연구 결과가 충분하지 않은 상황이기에 신뢰할 수 있는 체외 태반 모델의 개발은 임신중독증의 이해 및 치료약 개발에 많은 도움이 될 것이다.
이에 본 연구팀은 태반 모사 미세유체 칩 플랫폼을 개발하여 영양막 세포의 하나인 HTR-8/SVneo cells의 침윤 과정을 모사하고 산소 농도에 따른 침윤능 차이를 확인하고자 하였다. 본 칩은 Human Umbilical Vein Endothelial Cells(HUVECs) 채널과 HTR-8/SVneo cells 채널, 그리고 두 채널을 구분하는 collagen 채널로 구성된다. 원통형의 HUVECs vessel을 통해 생체 모사도를 높일 수 있었으며, 면역 염색을 통해 실시간 세포 이동 관찰, 혈관 형태의 변화를 관찰할 수 있었다. 산소 농도 조절이 가능한 챔버에서 세포배양을 진행하여 정상산소와 저산소 환경에서 세포의 움직임을 비교하였다. 그 결과 저산소 환경에서 HTR-8/SVneo cells의 침윤능이 상향조절 되었으며, 침윤 이후 HUVECs tight junction 약화, 혈관 형태 변화, HUVECs apoptosis가 유발되었음을 확인하였다.