광고 창닫기

신약개발 독성 평가용 '간 장기 유사체' 개발

오가노이드 기술로 체외서 증식하지 않는 간세포 한계 극복
손명진 생명연 박사 "신약개발 효율성 향상 기대"
인간의 장기 '간(liver)'과 유사한 모델이 개발됐다.

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 손명진 줄기세포융합연구센터 박사팀이 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 증식 가능한 3차원 '간 모사모델'을 개발했다고 23일 밝혔다. 

신약개발 초기 단계에서는 정확한 간독성·유효성 예측을 평가하는 모델이 필요하다. 현재 인간의 간에서 직접 분리한 일차배양 간세포가 표준모델로 사용되고 있지만, 간 조직을 얻기 어려우며 간세포가 체외에서 증식하지 못해 실험에 한계가 있다. 2D 세포기반 모델도 조직 복합성과 생체 반응을 구현하지 못해 새로운 인체 모사 모델이 필요한 상황이다.

연구팀은 3차원 오가노이드 배양기술을 이용해 인간 전분화능 줄기세포에서 기능적으로 성숙하고 증식할 수 있는 간 모델을 개발했다. 

오가노이드는 배아줄기세포가 인간 개체로 발생하는 과정을 시험관 내에서 모사해 만들어진 소형 3D 장기 유사체다. 이 기술을 사용하면 맞춤형 모델을 제작할 수 있고, 주요 세포들의 상호작용, 발생 단계, 질환 진행 등도 모사할 수 있다.

연구팀이 개발한 간 오가노이드는 체외에서 5개월 넘게 증식할 수 있으며 동결 보존 이후에도 약물에 효과적으로 반응한다. 연구팀은 실험을 통해 이 오가노이드가 글라이코겐 합성, 효소 활성, 담즙 분비 등에도 뛰어남을 확인했다. 또한, 오가노이드가 성숙할수록 인체와 유사한 약물 반응을 보이기 때문에 정확하게 간독성을 평가할 수 있다. 

손명진 박사는 "동물실험에서 간독성이 없어도 임상에서 독성을 나타내 환자가 사망하고 약물이 퇴출당하기도 한다"며 "신약개발의 효율성은 '간 장기 유사체'를 얼마나 실제와 유사하게 구현하고 대량으로 만드느냐에 달렸다. 인체 유사도가 높은 우리 모델이 비임상에 활용되면 신약개발 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

연구 결과는 지난 9일 저널오브헤파톨로지(Journal of Hepatology) 온라인판에 게재됐다. 논문명은 'Generation of expandable human pluripotent stem cell-derived hepatocyte-like liver organoids'다.

간 오가노이드 제작 및 활용 모식도.  인간 피부세포를 전분화능 줄기세포(iPSCs)로 리프로그래밍 한 다음, 3차원 오가노이드 형태의 간 장기모사체를 제작한다. 이 모사체는 증식이 가능하고 고기능으로 정상 또는 간 질환을 모델링해 개인 맞춤 독성·약효 평가에 활용될 수 있다. <그림=생명연 제공>간 오가노이드 제작 및 활용 모식도. 인간 피부세포를 전분화능 줄기세포(iPSCs)로 리프로그래밍 한 다음, 3차원 오가노이드 형태의 간 장기모사체를 제작한다. 이 모사체는 증식이 가능하고 고기능으로 정상 또는 간 질환을 모델링해 개인 맞춤 독성·약효 평가에 활용될 수 있다. <그림=생명연 제공>
한효정 기자의 다른 기사 더보기
독자의견
로그인 독자분들의 소중한 의견은 과학과 국민을 잇는 밑거름이 됩니다
0/ 300자