생명연, 3차원 세포배양 모델 개발
폐 질환 연구·치료제 개발 활용 기대
[충청투데이 윤경식 기자] 국내 연구진이 인간 폐의 실제 환경과 면역반응을 모사할 수 있는 새로운 3D 세포배양 모델을 개발해 폐 질환 분석 및 신약 개발 연구에 속도가 붙을 전망이다.
한국생명공학연구원(이하 생명연)은 이미옥 박사 연구팀(줄기세포융합연구센터)이 김정현 박사 연구팀(질병관리청)과 공동으로 실제 인간 폐 환경을 모사할 수 있는 ‘폐포 어셈블로이드(3차원 세포배양 모델)’를 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.
폐는 외부 공기와 직접 접촉하는 기관으로 바이러스 등 유해물질에 가장 먼저 노출되며 이때 폐포 상피세포와 상주대식 세포사 상호 협력해 초기 면역반응을 조율한다.
그동안 이러한 세포 간 상호작용과 면역 기능에 대한 연구는 실험동물 모델에 의존해 실제 인간 폐의 작용을 정확히 재현하는 데 한계가 있었다.
이에 연구팀은 인간 줄기세포로부터 유도된 폐포 상피세포의 유사세포와 대식세포의 유사세포를 공동 배양해 실제 인간의 폐 구조와 면역 반응을 재현할 수 있는 ‘유도 폐포 어셈블로이드’를 개발했다.
또 두 세포군의 분화 및 기능적 특성을 최적화하고 공동배양을 위한 맞춤형 배양조건을 확립해 세포 간 상호작용을 안정적으로 유지하는데도 성공했다.
이는 최초로 생체 내 반응을 연구실에서 재현하고 분석할 수 있는 플랫폼을 개발한 것이다.
이번 연구성과는 폐 질환 연구 및 신약 개발의 성공가능성을 크게 높이고 인간조직유사도를 기반을 새로운 약물 평가법을 제시해 동물실험을 축소하는 데 있어 중요한 기술이 될 전망이다.
이미옥 박사는 “그동안 오가노이드 연구에서 면역세포의 부재가 주요 기능적 한계로 지적받아 왔는데, 이번 연구를 통해 폐 손상 및 감염성 질환 연구를 위한 새로운 3D 연구플랫폼이 개발됐다”며 “향후 폐포 어셈블로이드를 활용해 빠르고 정확한 폐면역반응모사를 통해 폐 재생 신약 개발 및 신변종 감염병의 신속한 대응에도 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 과기정통부 국가전임상지원체계구축, 바이오의료개발사업, 우수신진연구자사업, 질병청 사업, 생명연 주요 사업의 지원으로 수행됐다.
윤경식 기자 ksyoon1102@cctoday.co.kr