August 22,2019

줄기세포로 3차원 간 모델 제작…”신약 독성평가 활용”

생명연 성과…네덜란드·일본 연구 한계 극복

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국내 연구진이 줄기세포를 이용해 인간 간 모델을 성공적으로 개발했다.

신약개발 단계에서 필수적인 간독성·유효성 실험용 간 장기유사체 모델로 평가받는다.

한국생명공학연구원(생명연)은 손명진 줄기세포융합연구센터 박사팀의 이번 성과가 지난 9일 국제 전문지 ‘저널 오브 헤파톨로지’(Journal of Hepatology)에 실렸다고 23일 밝혔다.

간은 뛰어난 재생 능력을 갖춘 장기로 분류된다.

다만, 신약 개발에 활용하기 위해 간 조직을 얻는 건 어렵다. 몸 밖에서는 간세포가 전혀 증식하지 않아서다.

줄기세포를 이용한 간세포 모델 개발의 대표적 두 선두그룹은 네덜란드와 일본인데, 특정 세포만 얻을 수 있다거나 기능적으로 미성숙하다는 한계를 보인다.

손 박사 연구팀은 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 3차원(3D) 오가노이드 형태의 간세포 모델을 분화시키는 기술을 완성했다.

인간 전분화능 줄기세포는 인체의 거의 모든 신체 세포로 분화할 수 있는 줄기세포다. 특정 세포로만 나아가는 성체 줄기세포와는 확연히 구분된다.

오가노이드는 줄기세포 자가 조직화(Self-organization) 능력을 이용해 만든 3D 형태 장기유사체다.

연구팀은 체외에서 장기간 증식할 수 있는 데다 동결·해동을 할 수 있고 기능적으로 성숙한 간 모델을 개발했다.

기존 전분화능 줄기세포 기반 오가노이드 모델 한계를 극복한 최초 성과다.

오가노이드가 성숙할수록 더 정확한 간독성 평가를 할 수 있다는 점도 확인했다. 인체와 유사한 약물 반응을 분석할 수 있기 때문이다.

연구팀은 아울러 외부에서 지방산을 다량 처리해 손쉽게 지방간 모사 모델을 제작했다. 이를 이용한 치료제 검증을 성공적으로 수행했다.

손명진 박사는 “동물실험에서는 간독성을 찾을 수 없다가 임상에서 독성을 나타내 환자가 사망하는 경우도 발생할 수 있다”며 “간 장기유사체를 실제 인간 간과 유사한 정도로 구현하면서 대량으로 제공할 수 있는가에 대한 숙제를 해결할 수 있는 기술”이라고 말했다.

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