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줄기세포로 신약 효과 검증하는 인공간 만든다

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줄기세포로 신약 효과 검증하는 인공간 만든다

2019.07.23 16:23
한국생명공학연구원은 손명진 줄기세포융합연구센터 선임연구원 연구팀이 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 증식 가능한 3차원 형태의 간 장기 유사체를 개발했다고 23일 밝혔다. 생명연 제공
한국생명공학연구원은 손명진 줄기세포융합연구센터 선임연구원 연구팀이 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 증식 가능한 3차원 형태의 간 장기 유사체를 개발했다고 23일 밝혔다. 생명연 제공

국내 연구진이 줄기세포를 이용해 사람 간과 유사한 미니 인공간을 만드는데 성공했다. 신약 약효 검증과 독성 테스트 등에 활용될 수 있어 신약 테스트 비용과 시간을 크게 낮출 수 있을 것이란 기대를 모으고 있다. 


손명진 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 선임연구원은 인간의 모든 세포로 분화할 수 있는 전분화능 줄기세포를 이용해 3차원 형태의 인간 간 유사체를 개발했다고 23일 밝혔다. 


사람의 간은 사람의 장기 가운데 가장 큰 장기로 탄수화물대사, 아미노산 및 단백질 대사, 지방 대사에 관여한다. 몸 속에서는 재생이 잘되지만 신체 밖에서는 전혀 증식하지 않아 신약 개발 검증 단계에 활용할 간 조직을 얻는데 어려움이 있다. 


과학자들은 간을 증식시키는 기술 개발에 힘써왔다. 줄기세포를 이용한 간 장기유사체 개발에서 대표적 선두 국가는 네덜란드와 일본이 꼽힌다. 두 국가 모두 간 증식기술 개발에 성공했다. 네덜란드가 개발한 기술은 외과 수술을 통해 간 조직을 확보해야 하고 성체줄기세포 기반이기 때문에 특정 세포만 얻는다는 단점이 있다. 일본의 경우엔 인간 전분화능 줄기세포를 사용해 다양한 세포를 만들 수 있지만 증식이 불가능하고 실제 간세포와 유사하지 않다는 한계가 있다.


연구팀은 3차원 오가노이드 배양기술을 이용해 두 기술의 단점을 해결한 간 장기 유사체를 개발하는데 성공했다. 3차원 오가노이드 배양기술은 줄기세포의 자가조직화 능력을 이용해 인체 조직과 유사하게 3D 형태로 제작하는 기술을 일컫는다. 


연구팀이 개발한 간 장기유사체는 신체 밖에서 5개월 이상 증식이 가능하며 동결 보존 이후에도 약물에 대한 반응이 효과적으로 나타나는 것으로 확인됐다. 또 간의 주요 기능인 글라이코겐 합성, 효소 활성, 우레아 및 담즙 분비능 등의 기능도 정상적으로 작동했으며 인체와 유사한 약물반응을 보였다.


손 연구원은 “동물실험에서는 나타나지 않던 간에 대한 독성이 임상에서 나타나 환자가 사망하거나 개발한 약물 퇴출에 막대한 비용이 드는 경우가 발생한다”며 “개발한 모델과 같이 인체 유사도가 높은 간 모델을 비임상에 활용해 향후 신약개발 효율성 향상에 기여할 것”이라고 밝혔다.

 

이번 연구결과는 국제학술지 '간장학저널' 지난 9일 온라인판에 발표됐다.
 

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