생명연, 고기능 ‘간 장기유사체’ 개발

간 오가노이드 제작 및 활용 모식도

국내 연구진이 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 증식 가능한 3차원 형태의 인간 간 모사모델을 개발하는데 성공했다.

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

간은 재생이 잘 되는 장기이긴 하지만, 신약개발 단계에서 활용하기 위해 간 조직을 얻는 것이 쉽지 않을 뿐 아니라, 체외에서 간 세포는 전혀 증식하지 않는 한계를 가지고 있다.

이에 연구팀은 환자맞춤형 인간 전분화능 줄기세포를 이용하면서, 3차원 오가노이드 형태의 간세포 모델로 분화시키는 기술을 개발했다.

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.

이번 연구성과는 기존 전분화능 줄기세포 기반 오가노이드 모델이 가지는 한계(증식하지 않고 기능적으로 미성숙)를 극복한 최초의 성과로 체외에서 장기간 증식이 가능하고, 동결·해동이 가능하다.

또 오가노이드가 성숙화 될수록 인체와 유사한 약물반응을 분석할 수 있어, 보다 정확한 간독성 평가가 가능함을 확인했다. 지방간(fatty liver) 모델을 제작하고 치료제 발굴을 수행해 정상 및 간 질환 플랫폼 활용이 가능함을 입증한 것이다.

연구책임자인 손명진 박사는 "신약개발의 효율성을 높이기 위해서는 '간 장기유사체'를 얼마나 인간과 유사한 정도로 구현(성숙화)하고 대량으로 제공 할 수 있는가'가 관건"이라며 "본 모델과 같이 인체 유사도가 높은 간 모델을 비임상에 활용함으로써, 향후 신약개발 효율성 향상에 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
김성현 기자 larczard@