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세포를 조립해 성인 남성 미니 방광 만들었다

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세포를 조립해 성인 남성 미니 방광 만들었다

2020.12.17 01:00
인간방광의 세가지 조직 레이어 구조를 완벽히 갖춘 조립형 인간 장기인 방광 어셈블로이드. 포스텍 제공
인간방광의 세가지 조직 레이어 구조를 완벽히 갖춘 조립형 인간 장기인 방광 어셈블로이드. 포스텍 제공

국내 연구팀이 세포 하나하나를 모방해 성인 남성의 작은 방광 구조를 개발했다. 실제 사람의 장기 구조와 기능에 가까워 향후 신약개발과 인공장기 연구에 성큼 다가섰다는 평가를 받고 있다. 


신근유 포스텍 생명과학과 교수와 구자현 서울대병원 교수 연구팀은 성인 남성의 방광 구조를 정확히 모사한 미니장기를 개발했다는 연구결과를 국제학술지 네이처 16일자에 발표했다.


흔히 오가노이드로 불리는 미니장기는 줄기세포를 시험관에서 키워 사람의 장기 구조와 같은 형태로 구현한 것을 뜻한다. 같은 형태인만큼 인공 장기를 만들거나 신약개발을 위한 선제적 실험체가 될 수 있다. 하지만 지금까지 개발된 미니장기는 그 구조를 정확하게 모사하지 못했다. 상피세포와 주변 기질층, 바깥의 근육세포 등이 제외된 재현에 그쳤다. 


연구팀은 정확한 구조 모사를 위해 장기 내 세포 하나하나를 모사하는 방법을 착안했다. 신 교수는 “우리 장 기내 다종의 세포가 있다”며 “다종의 세포들을 따로 모아서 줄기세포를 이용해 성장시킨 후 따로 모아 조합했다”고 설명했다. 이어 “단순한 생각이지만 이런 생각을 한 다른 연구팀은 없었다”며 “미니장기의 이름도 오가노이드가 아닌 ‘조합’이라는 뜻을 담고 있는 ‘어셈블로이드’라 지었다”고 덧붙였다. 


연구팀은 성인 남성의 방광구조를 모사했는데 세포 구성과 단일세포 수준에서의 유전자 발현 양상이 성숙한 성체 장기와 동일한 것으로 나타났다. 장기 손상에 따른 조직 재생 반응이 일어날 때 생체 내 조직의 변화도 그대로 재현했다. 연구팀은 종양을 모사한 ‘종양 어셈블로이드’도 개발했다. 이를 통해 종양세포와 기질세포 사이의 신호전달이 종양 형성을 조절하는 데 중요하다는 사실을 밝혔다. 


신 교수는 “지금까지 인체 조직 및 병리·생리학적 특징을 정확하게 모사하는 인간조직 모사체는 없었다”며 “이번에 개발된 조립형 인공조직을 통해 기존 치료제의 한계를 뛰어넘는 미래형 신약 개발의 혁신 플랫폼이 구축됐다”고 밝혔다.

 

신근유 교수와 김은지 박사과정생. 포스텍 제공
신근유 교수와 김은지 박사과정생. 포스텍 제공

 


 

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