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인간 줄기세포로 만든 0.5mm 심장이 뛰기 시작했다

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인간 줄기세포로 만든 0.5mm 심장이 뛰기 시작했다

2015.07.15 07:00
美 연구진, ‘오가노이드(organoid)’ 연구로 인공장기 실현 앞당겨
미국 연구팀이 만든 0.5mm크기의
미국 연구팀이 만든 0.5mm크기의 ‘미니 심장’. 스스로 박동하는 게 특징이다. - 네이처 커뮤니케이션즈 제공

미국 연구팀이 줄기세포를 이용해 스스로 박동하는 ‘미니 심장’을 만드는 데 성공했다.


케빈 힐리 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 교수팀과 브루스 콘클린 미국 글래드스톤연구소 교수팀은 유도만능줄기세포(iPSC)를 이용해 약 0.5㎜ 크기의 3차원 심장을 만들고 박동하게 만드는 데도 성공했다고 14일 밝혔다.


연구팀은 인간의 줄기세포에 심장세포로 분화하는 데 필요한 유전인자와 환경을 조성해 주는 방법으로 3차원 ‘미니 심장’을 만들었다. 크기는 0.5㎜로 작지만 진짜 심장처럼 뛰었다.


힐리 교수는 “사람의 심장이 형성되는 단계를 처음 밝혀내는 데 성공했다”고 말했다.


연구팀이 만든 미니심장처럼 작은 장기를 ‘오가노이드(organoid)’라고 부른다. 2013년 ‘미니 뇌’가 만들어진 이후로 오가노이드는 최근 활발히 연구되고 있다. 갑상선, 간, 췌장 등이 만들어지고 이번 연구로 심장이 새롭게 추가됐다.


유승권 고려대 생명공학부 교수는 “아무리 크기가 작아도 심장세포가 모여 만들어진 심장인 만큼 박동할 수 있다”며 “1㎜도 되지 않는 췌장(β세포) 오가노이드가 인슐린을 분비하는 것과 같은 이치”라고 설명했다.


연구자들이 이런 오가노이드를 만드는 이유는 크게 2가지다. 우선 2차원으로 만든 세포조직보다 신약의 안전성과 성능을 시험하는 데 훨씬 더 효과적이다. 연구팀은 실제로 태아 발달에 치명적인 것으로 악명높은 ‘탈리도마이드’를 이번에 만든 미니 심장에 노출시키자 조직이 제대로 만들어지지 않는 것은 물론 근육의 수축 정도가 줄어들고 박동 속도도 느려졌다. 실험용 배지에 평면으로 배양된 심장세포만 이용해서는 얻어내기 어려운 결과다.


두 번째 오가노이드는 치료용으로 활용된다. 연구팀은 “훼손되거나 제대로 발달하지 못한 장기에 줄기세포를 이용해 만든 오가노이드를 이식해 상태를 개선하는 데 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.


김정범 울산과학기술대(UNIST) 생명과학부 교수는 “국내에서도 활발히 진행되고 있는 오가노이드 연구는 줄기세포로 완전한 장기를 만들기 위한 중요한 초석이 되고 있다”고 설명했다.


이번 연구결과는 ‘네이처 커뮤니케이션’ 14일자에 실렸다.

 

연구팀이 만든 ‘미니 심장’이 뛰는 모습은 아래 동영상에서 확인할 수 있다.

 

 

<Youtube 영상바로가기>

 

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