“인간 폐 면역반응 완벽 재현” 줄기세포 ‘3D 인공장기’ 개발

이미옥(오른쪽) 한국생명공학연구원 박사와 이영선 과학기술연합대학원대(UST) 학생이 오가노이드 관련 연구를 수행하고 있다. [한국생명공학연구원 제공]

한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀은 질병관리청 김정현 박사 연구팀(현 아주대 약학대학)과 공동으로 실제 인간 폐 환경을 모사할 수 있는 ‘폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)’를 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 인간 줄기세포로부터 유도된 폐포 상피세포의 유사 세포와 대식세포의 유사 세포를 공동 배양하여 실제 인간 폐의 구조와 면역 반응을 재현할 수 있는 ‘유도 폐포 어셈블로이드’를 만들어냈다. 또 두 세포군 각각의 분화 및 기능적 특성을 최적화하고 공동 배양을 위한 맞춤형 배양 조건을 확립하여 세포 간 상호작용을 안정적으로 유지하는데도 성공했다.

이는 최초로 생체 내 반응을 연구실에서 재현하고 분석할 수 있는 플랫폼을 개발한 연구성과로 생체 외 환경에서 폐와 대식세포의 상호작용 및 조직적응을 나타냈다.

이번 연구성과는 줄기세포를 기반으로 한 3D 인공 폐 모델을 개발한 것으로, 폐 질환 연구 및 신약 개발의 성공 가능성을 크게 높이고 인간조직유사도를 기반으로 새로운 약물 평가법을 제시하여 동물실험 축소를 위한 중요한 기술이 될 것으로 기대되고 있다.

이미옥 박사는 “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.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 4월 9일 온라인 판에 게재됐다. 구본혁 기자