신약 개발에 활용할 줄기세포 유래 인간 소장 상피 모델 개발

생명연 "약물 흡수도 평가는 세계 최초…고성능 입증"

한국생명공학연구원은 손미영 박사 연구팀이 인체 줄기세포에서 유래한 소장 상피세포 모델을 개발했다고 8일 밝혔다.

소장은 약물 흡수·1차 대사가 일어나는 핵심 장기이다. 신약 개발 때 약물의 흡수도, 생체 이용률, 효능 평가를 위해 소장 기능을 모사한 장 상피세포 모델에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

암 조직에서 유래한 장 세포주를 이용한 기존 모델은 기능성이 떨어지고 인체 모사도가 낮다는 한계가 있다.

이 때문에 줄기세포에 기반한 모델을 개발하려는 시도가 있었지만, 분화도가 낮고 대량 증식이 어려웠다.

연구팀은 소장 상피세포 전구체(최종 성숙 세포로 가기 전 줄기세포에서 부분적으로 분화된 세포)를 대량 배양과 동결 보관이 가능하도록 설계해 모델 대량 생산에 성공했다.

소장 상피세포 전구체는 환자에서 유래한 역분화 줄기세포(유도만능 줄기세포·체세포를 역분화시켜 다양한 세포로 분화할 수 있도록 만든 줄기세포)에서 분화시켜 만들었다.

소장 상피세포를 분화하는 데 결정적인 역할을 하는 신호전달체계를 조절해 실제 소장과의 모사도를 높였다.

연구팀이 개발한 소장 상피 모델에 메토프롤롤·프로프라놀롤 등 대표적인 6종의 약물을 대상으로 흡수도를 평가한 결과, 기존 대장암 세포 유래 상피세포 모델보다 인체 소장 흡수도 유사성이 훨씬 뛰어난 것으로 나타났다.

신약의 안전성, 약물 동태학적 특성을 검증하는 등 신약 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

손미영 박사는 “줄기세포에서 유래한 인간 소장 상피 모델의 약물 흡수도를 평가하고 뛰어난 성능을 낼 수 있음을 입증한 것은 세계 최초”라며 “앞서 개발한 고기능성 3차원 장 오가노이드(세포 배양으로 만든 인공 장기) 기술에 활용할 계획”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 지난 2일 자에 실렸다.

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