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사람 소장과 유사한 '장기 유사체' 구현

생명연 연구팀 "새로운 인체모사 장관 오가노이드 모델 개발"
인간 전분화능 줄기세포 유래 장관 오가노이드의 면역세포와의 공배양을 통한 성숙화.<사진=한국생명공학연구원 제공>인간 전분화능 줄기세포 유래 장관 오가노이드의 면역세포와의 공배양을 통한 성숙화.<사진=한국생명공학연구원 제공>

국내 연구팀이 인간의 소장과 유사한 '장기 유사체'의 성숙화 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 손미영 줄기세포연구센터 박사 연구팀이 인간 전분화능 줄기세포로부터 새로운 3차원 분화기술을 적용해 인간 장관 오가노이드의 체외 성숙화 기술을 세계 최초로 보고했다고 9일 밝혔다.

장관 오가노이드란 줄기세포로부터 장 특이적 세포로 분화한 세포를 3차원 배양을 통해 다시 응집, 재조합시켜 만든 장관 장기 유사체를 말한다.

연구팀은 3D 분화기술을 이용해 인간 전분화능 줄기세포로부터 인간의 장관과 유사한 세포 구성과 3D 구조를 가지고 있는 장기 유사체를 제작했다.

연구팀은 인체 장내 환경을 모사하기 위한 면역세포와의 공배양(Co-culture) 전략을 통해 장관 오가노이드의 성숙화가 가능함을 확인했다. 성숙에 기여하는 핵심 인자와 기전을 규명하는 기술을 완성했다.

또 인간 장관의 발달과정을 모사해 줄기세포에 여러 면역인자(사이토카인)를 처리한 후 단계별로 전분화능 줄기세포, 내배엽세포, 후장 스페로이드의 분화 단계를 거쳐 3D 배양을 통해 장관 오가노이드의 제작 기술을 구축했다.

이번 연구 성과는 기존의 장기 유사체와 비교해 성숙한 소장에서 보이는 특이적 지표 유전자와 단백질 발현 패턴을 보일 뿐만 아니라 성체 장기(소장)의 기능성 재현이 가능함을 보여줬다.

손미영 박사는 "최근 줄기세포 연구분야에서 가장 어려운 연구목표는 인체와 좀 더 유사한 성숙한 분화세포나 오가노이드 모델을 구축하는 것"이라며 "줄기세포연구의 성과를 제고하고 보다 정확한 인체반응 예측을 통해 신약개발의 과정에 효과적으로 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 '네이쳐 커뮤니케이션'(Nature Communications)에 2일자 온라인 판에 게재됐다.
 
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